金屬學與熱處理(第2版)/普通高等教育“十一五”規劃教材 9787111017967 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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崔忠圻，覃耀春 著

圖書標籤:

• 金屬學
• 熱處理
• 材料科學
• 冶金工程
• 高等教育
• 教材
• 9787111017967
• 金屬材料
• 材料熱處理
• 工程材料

店鋪： 創熠文化圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111017967

商品編碼：20163280069

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名:金屬學與熱處理(第2版)/普通高等教育“十一五”規劃教材

定價：43.00元

售價：29.2元,便宜13.8元,摺扣67

作者:崔忠圻,覃耀春

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787111017967

字數：

頁碼：410

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.599kg

編輯推薦

內容提要

　　《普通高等教育“十一五”規劃教材：金屬學與熱處理（第2版）》包括金屬學、熱處理原理和工藝以及金屬材料三部分，比較全麵係統地介紹瞭金屬與閤金的晶體結構、金屬與閤金的相圖和結晶、塑性變形與再結晶、固態金屬中的擴散和相變的基本理論、強化材料的基本工藝方法以及常用的金屬材料。對於不同種類金屬材料的閤金化問題也分彆進行瞭介紹，並指齣瞭提高材料強韌性的途徑。各章均附有量的習題和作業，並提供瞭進一步閱讀的參考文獻。
n　　《普通高等教育“十一五”規劃教材：金屬學與熱處理（第2版）》是熱加工專業的技術基礎課教材，主要對象是高等學校的材料成形及控製工程、焊接技術與工程、材料加工工程專業的學生，也可供非材料專業（如機械製造、化工）的學生以及工程技術人員參考。

目錄

第2版前言
n版前言
n章 金屬的晶體結構
n節 金屬
n一、金屬原子的結構特點
n二、金屬鍵
n三、結閤力與結閤能
n第二節 金屬的晶體結構
n一、晶體的特性
n二、晶體結構與空間點陣
n三、3種典型的金屬晶體結構
n四、晶嚮指數和晶麵指數
n五、晶體的各嚮異性
n六、多晶型性
n第三節 實際金屬的晶體結構
n一、點缺陷
n二、綫缺陷
n三、麵缺陷
n習題
n第二章 純金屬的結晶
n節 金屬結晶的現象
n一、結晶過程的宏觀現象
n二、金屬結晶的微觀過程
n第二節 金屬結晶的熱力學條件
n第三節 金屬結晶的結構條件
n第四節 晶核的形成
n一、均勻形核
n二、非均勻形核
n第五節 晶核長大
n一、固液界麵的微觀結構
n二、晶體長大機製
n三、固液界麵前沿液體中的溫度梯度
n四、晶體生長的界麵形狀——晶體形態
n五、長大速度
n六、晶粒大小的控製
n第六節 金屬鑄錠的宏觀組織與缺陷
n一、鑄錠三晶區的形成
n二、鑄錠組織的控製
n三、鑄錠缺陷
n習題
n第三章 二元閤金的相結構與結晶
n第四章 鐵碳閤金
n第五章 三元閤金相圖
n第六章 金屬及閤金的塑性變形與斷裂
n第七章 金屬及閤金的迴復與再結晶
n第八章 擴散
n第九章 鋼的熱處理原理
n第十章 鋼的熱處理工藝
n第十一章 工業用鋼
n第十二章 鑄鐵
n第十三章 有色金屬及閤金
n參考文獻

作者介紹

文摘

序言

第2版前言
n版前言
n章 金屬的晶體結構
n節 金屬
n一、金屬原子的結構特點
n二、金屬鍵
n三、結閤力與結閤能
n第二節 金屬的晶體結構
n一、晶體的特性
n二、晶體結構與空間點陣
n三、3種典型的金屬晶體結構
n四、晶嚮指數和晶麵指數
n五、晶體的各嚮異性
n六、多晶型性
n第三節 實際金屬的晶體結構
n一、點缺陷
n二、綫缺陷
n三、麵缺陷
n習題
n第二章 純金屬的結晶
n節 金屬結晶的現象
n一、結晶過程的宏觀現象
n二、金屬結晶的微觀過程
n第二節 金屬結晶的熱力學條件
n第三節 金屬結晶的結構條件
n第四節 晶核的形成
n一、均勻形核
n二、非均勻形核
n第五節 晶核長大
n一、固液界麵的微觀結構
n二、晶體長大機製
n三、固液界麵前沿液體中的溫度梯度
n四、晶體生長的界麵形狀——晶體形態
n五、長大速度
n六、晶粒大小的控製
n第六節 金屬鑄錠的宏觀組織與缺陷
n一、鑄錠三晶區的形成
n二、鑄錠組織的控製
n三、鑄錠缺陷
n習題
n第三章 二元閤金的相結構與結晶
n第四章 鐵碳閤金
n第五章 三元閤金相圖
n第六章 金屬及閤金的塑性變形與斷裂
n第七章 金屬及閤金的迴復與再結晶
n第八章 擴散
n第九章 鋼的熱處理原理
n第十章 鋼的熱處理工藝
n第十一章 工業用鋼
n第十二章 鑄鐵
n第十三章 有色金屬及閤金
n參考文獻

精煉金屬的奧秘：結構、性能與變形的深度探索 引言 金屬，作為人類文明發展的重要基石，其獨特的物理和化學性質造就瞭我們現代社會的輝煌。從宏偉的建築到精密的儀器，從日常的工具到尖端的航空航天設備，金屬的身影無處不在，默默支撐著人類社會的進步。然而，金屬並非取之即用，其潛藏的強大力量和復雜行為，需要我們深入理解和精妙調控。本書旨在揭示金屬世界的深邃奧秘，從原子結構到宏觀性能，從材料的本質到工藝的革新，帶領讀者進行一次全麵而深刻的探索。我們將聚焦於金屬材料的內在規律，探究其結構與性能之間的精密聯係，並深入剖析熱處理這一關鍵工藝如何賦予金屬生命，使其煥發齣超越尋常的強大能力。 第一章：金屬的原子結構與晶體缺陷 金屬的宏觀性質，歸根結底源於其微觀的原子結構。本章將帶領讀者穿越原子尺度，領略金屬原子排列的獨特魅力。我們將詳細闡述金屬原子是如何通過金屬鍵緊密結閤，形成規則有序的晶體結構。從最基本的麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）到密排六方（HCP）等常見晶格類型，都將一一呈現其幾何特徵和原子堆積方式。深入理解這些晶體結構，是掌握金屬力學性能、塑性變形能力以及熱力學性質的基礎。 然而，完美的晶體在現實中是罕見的。原子層麵的“瑕疵”，即晶體缺陷，對金屬的性能卻有著舉足輕重的影響。本章將詳盡介紹各類晶體缺陷，包括點缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯）以及麵缺陷（晶界、層錯、疇壁）。我們將重點闡述位錯在金屬塑性變形中的核心作用，解釋它是如何實現原子層的滑移，從而使金屬能夠彎麯、拉伸而非直接斷裂。晶界作為原子排列發生改變的區域，其密度、結構以及對位錯運動的阻礙作用，將是影響金屬強度和韌性的關鍵因素。通過對晶體缺陷的深入瞭解，我們可以更深刻地理解為何不同製備工藝下的金屬材料會錶現齣截然不同的性能。 第二章：金屬的固相組織與相變 金屬並非單一形態的存在，在不同的溫度和成分條件下，它們會形成多種多樣的固相組織。本章將聚焦於金屬的微觀組織形態，揭示其結構特徵及其對性能的影響。我們將詳細介紹純金屬的晶粒結構，以及閤金中可能齣現的固溶體（置換固溶體和填隙固溶體）、金屬間化閤物等不同相。晶粒的大小、形狀以及晶粒間的界限（晶界）對於材料的強度、韌性和加工性能至關重要。 相變是金屬材料實現性能飛躍的關鍵過程。本章將深入探討金屬在加熱或冷卻過程中發生的相變現象。我們將詳細介紹閤金中最普遍的相變類型，如奧氏體嚮珠光體、貝氏體、馬氏體的轉變。對於每一種相變，我們都將解析其轉變機理、轉變動力學以及轉變産物的微觀結構。例如，馬氏體轉變作為一種無擴散的切變相變，能夠産生高強度、高硬度的馬氏體組織，為後續的熱處理提供基礎。通過理解相變的規律，我們就能有效地控製金屬的顯微組織，從而調控其宏觀性能。 第三章：金屬的塑性變形機理 金屬之所以能夠被塑造成各種復雜的形狀，關鍵在於其獨特的塑性變形能力。本章將深入剖析金屬的塑性變形機理，揭示原子層麵的運動如何轉化為宏觀形變。我們將詳細介紹兩種主要的塑性變形方式：位錯滑移和晶界滑動。 位錯滑移是金屬最主要的塑性變形機製。本章將深入探討滑移係的形成、滑移方嚮和滑移麵的選擇性。我們將解釋施加在外力作用下，位錯如何在特定的晶麵和晶嚮（滑移係）上運動，從而實現原子層的相對位移，最終導緻材料的宏觀形變。本章還將詳細闡述位錯的産生、增殖和交互作用，以及它們如何受到各種因素（如晶格缺陷、晶界、析齣相）的影響，從而影響材料的屈服強度和加工硬化率。 晶界滑動是另一種重要的塑性變形機製，尤其在高溫下，晶粒間的相對滑動對宏觀形變貢獻顯著。我們將分析晶界滑移的特點，以及它如何與位錯滑移協同作用，共同完成金屬的塑性變形。 第四章：金屬的強化機理 增強金屬材料的強度和硬度，是材料科學領域永恒的追求。本章將係統地介紹金屬的各種強化機理，從微觀結構入手，解釋它們如何有效地阻礙位錯運動，從而提高材料的力學性能。 我們將首先介紹固溶強化，即通過嚮基體金屬中溶解其他原子，利用溶質原子與基體原子尺寸和電負性的差異，産生晶格畸變，阻礙位錯的滑移。隨後，我們將深入探討沉澱強化，這是閤金強化中最有效的方式之一。通過閤金化和熱處理，在基體中析齣細小、彌散的第二相粒子，這些粒子能夠有效地釘紮位錯，顯著提高材料的屈服強度。晶界強化也是一種重要的強化途徑，細小的晶粒尺寸意味著更大的晶界麵積，晶界對位錯運動的阻礙作用更為顯著。 此外，我們還將介紹形變強化（加工硬化），即通過塑性變形過程，導緻位錯密度急劇增加，位錯之間相互纏結，形成位錯牆，從而增加材料的強度。本章的重點在於揭示這些強化機製背後的物理原理，為設計高性能金屬材料提供理論指導。 第五章：金屬的熱處理基礎 熱處理是賦予金屬材料特定性能的關鍵工藝手段。本章將作為後續熱處理章節的基石，係統地介紹金屬熱處理的基本原理。我們將從熱力學和動力學的角度，深入分析金屬在加熱和冷卻過程中的組織演變規律。 本章將詳細介紹固態相變的基本動力學，包括形核和長大的過程。我們將解釋不同冷卻速率如何影響相變的發生，以及如何通過控製冷卻速率來獲得期望的微觀組織。例如，快速冷卻可能導緻亞穩相（如馬氏體）的生成，而緩慢冷卻則有利於平衡相的形成。 此外，本章還將介紹熱處理過程中涉及的一些基本概念，如退火、正火、淬火和迴火。對於每一種基本熱處理工藝，我們將闡述其操作過程、目的以及對金屬組織和性能的影響。理解這些基礎概念，是深入學習和掌握具體熱處理技術的前提。 第六章：退火與正火 退火和正火是金屬熱處理中最常用、也是最基礎的工藝。本章將詳細闡述這兩種工藝的目的、操作規程及其對金屬組織和性能的影響。 退火，作為一種旨在消除材料內應力、軟化材料、細化晶粒、改善切削加工性的工藝，其操作過程通常是在一定溫度下保溫，然後緩慢冷卻。我們將針對不同類型的退火（如完全退火、不完全退火、球化退火、再結晶退火、擴散退火）進行詳細介紹，並分析它們在不同材料體係中的應用。例如，球化退火對於提高碳鋼的可塑性至關重要。 正火，與退火類似，也是一種加熱到相變溫度以上，然後空冷的熱處理工藝。正火的主要目的是細化晶粒，均勻組織，提高鋼的強度和韌性。我們將詳細分析正火過程中的組織轉變，以及其與退火在冷卻方式和組織細化程度上的差異。通過對退火和正火的深入理解，讀者將能夠掌握如何通過這些基礎工藝來優化金屬材料的性能。 第七章：淬火與迴火 淬火和迴火是熱處理工藝中實現材料高強度和高韌性結閤的關鍵手段。本章將聚焦於這兩種核心工藝，深入解析其原理和應用。 淬火，是通過將金屬加熱到相變溫度以上，然後快速冷卻，使其獲得一種亞穩相組織（如馬氏體），從而顯著提高材料的硬度和強度。本章將詳細探討淬火過程中的組織轉變，包括過冷奧氏體的分解途徑、馬氏體相變機理以及淬火應力的産生。我們將分析不同淬火介質（水、油、鹽浴、空氣）對淬火效果的影響，以及如何通過優化淬火工藝來獲得理想的組織和性能。 然而，單純的淬火會使材料産生脆性。因此，迴火是淬火不可分割的後續工序。迴火是在低於臨界溫度下進行的重新加熱和冷卻過程，其目的是消除淬火脆性，降低內應力，並獲得具有一定強度和良好韌性的綜閤性能。本章將詳細介紹不同溫度下的迴火類型，如低溫迴火（目的在於消除應力、保留淬火硬度）、中溫迴火（目的在於獲得迴火索氏體，提高彈簧鋼的彈性）以及高溫迴火（目的在於獲得迴火托氏體，以獲得韌性良好的組織）。我們將深入分析迴火過程中發生的組織轉變，以及如何根據材料的應用需求選擇閤適的迴火工藝。 第八章：錶麵熱處理 許多金屬構件在服役過程中，其錶麵承受著極大的應力、摩擦和腐蝕。為瞭提高這些構件的性能，錶麵熱處理技術應運而生。本章將介紹幾種主要的錶麵熱處理工藝。 感應加熱淬火和火焰加熱淬火是兩種常見的錶麵感應加熱淬火方式。我們將分析其加熱原理、特點以及在不同工件上的應用。滲碳和碳氮共滲是通過嚮鋼鐵錶麵擴散碳或碳氮原子，然後進行淬火和迴火，從而在錶麵形成高硬度、耐磨損的滲層。氮化處理則是通過嚮鋼鐵錶麵滲入氮原子，形成硬質氮化物層，以提高材料的錶麵硬度、耐磨性和抗疲勞性。本章將詳細介紹這些錶麵處理工藝的原理、操作過程以及它們如何顯著提高工件的錶麵性能。 第九章：金屬材料的疲勞與斷裂 金屬材料在反復加載條件下，即使應力低於屈服極限，也可能發生斷裂，這就是疲勞現象。材料的斷裂，尤其是脆性斷裂，往往是災難性的。本章將聚焦於金屬材料的疲勞和斷裂行為，為理解材料的可靠性提供重要的理論基礎。 我們將詳細闡述金屬的疲勞破壞機理，包括疲勞裂紋的萌生、擴展和最終的斷裂過程。我們將介紹S-N麯綫，即應力幅與循環次數的關係麯綫，以及疲勞極限的概念。本章還將深入探討影響疲勞壽命的各種因素，如應力集中、錶麵狀態、環境介質以及材料的微觀結構。 在斷裂方麵，我們將介紹斷裂韌性這一重要的材料性能指標，它錶徵材料抵抗裂紋擴展的能力。我們將分析脆性斷裂和韌性斷裂的區彆，以及裂紋尖端應力場的概念。通過對疲勞和斷裂機理的深入理解，我們可以更好地預測材料在服役過程中的可靠性，並設計齣更能抵抗疲勞和斷裂的材料。 第十章：金屬的蠕變與高溫性能 在高溫環境下，金屬材料會發生緩慢而持續的塑性變形，即蠕變。這對於高溫結構件的設計和服役至關重要。本章將深入探討金屬的蠕變行為和高溫性能。 我們將詳細介紹蠕變的三個階段：瞬時變形、穩態蠕變和加速蠕變，並分析其各自的機製。我們將介紹影響蠕變速率的因素，如溫度、應力、材料成分以及微觀結構。本章還將介紹高溫強度、持久強度和應力鬆弛等與高溫性能相關的概念。通過對蠕變和高溫性能的理解，我們可以為高溫設備的設計提供必要的工程數據，並開發齣能在極端高溫環境下穩定服役的金屬材料。 結論 金屬材料的科學與技術是一門博大精深的學科，它將基礎理論與工程實踐緊密結閤，不斷推動著人類文明的進步。本書通過對金屬原子結構、晶體缺陷、固相組織、相變、塑性變形、強化機理、熱處理工藝以及疲勞斷裂和高溫性能等方麵的係統闡述，旨在為讀者構建一個全麵而深入的金屬材料知識體係。希望本書能夠激發讀者對金屬世界的濃厚興趣，為他們在材料科學與工程領域的學習和研究提供堅實的基礎和有益的啓迪。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排和內容組織方式，可以說是相當的獨特和有啓發性。我以往接觸的許多技術類書籍，大多是按照固定的章節順序，一層一層地推導。而這本《金屬學與熱處理》則顯得更加靈活，它善於將理論知識融入到實際的應用場景中。比如說，在介紹感應加熱淬火時，書中並沒有直接開始講原理，而是先描述瞭在某個特定工業零件的生産過程中，為何需要采用這種快速加熱、局部淬火的方式，以及這種方式能夠解決哪些工程難題。然後，再迴過頭來，深入講解感應加熱的原理、渦流損耗、以及不同頻率感應電流對加熱深度的影響。這種“先有雞還是先有蛋”的敘事方式，反而能極大地激發讀者的興趣，讓我更想知道“為什麼”要這樣做。此外，書中對熱處理設備和操作規程的介紹也相當詳盡，包括各種爐型的特點、氣氛控製的重要性、以及安全操作的注意事項。這讓我意識到，理論的成功實現離不開精密的設備和規範的操作。我還注意到，書中在講解某些復雜概念時，會采用類比的方式，比如用“煮餃子”來比喻奧氏體化過程，這種生動形象的解釋，極大地降低瞭學習難度，讓我能夠快速掌握核心要點。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深工程師的角度來看，這本書在實踐指導性方麵做得非常到位。它不隻是停留在理論的層麵，而是真正將實驗室的研究成果和工業生産中的實際經驗相結閤。書中提供的案例分析，都是來源於真實世界的工程問題，並且給齣瞭詳細的解決方案。例如，在處理某個高強度鋼部件在使用過程中齣現裂紋的問題時，書中就詳細剖析瞭可能的原因，包括材料成分、熱處理工藝缺陷，以及應力集中等因素，並提齣瞭相應的改進措施，比如優化淬火溫度、調整迴火工藝、或者改變零件的設計形狀。我尤其喜歡書中對於金相檢驗和力學性能測試的詳細介紹，這讓我明白，如何通過科學的檢測手段來評估熱處理的效果，並發現潛在的質量問題。書中還提到瞭各種常見的材料失效模式，如疲勞、腐蝕、蠕變等，並分析瞭熱處理在預防這些失效中的作用。這讓我意識到，熱處理不僅僅是為瞭獲得特定的強度和硬度，更是為瞭提高材料的整體可靠性和使用壽命。這本書的內容，對於指導實際的生産操作，解決生産中的技術難題，具有非常高的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書在金屬材料的科學性層麵做得非常齣色。它不僅僅是一本教材，更像是一本深入的工藝指南。我一直認為，理論知識需要與實踐緊密結閤，而這本書在這方麵做得淋灕盡緻。它在介紹各種熱處理工藝時，不僅僅停留在“是什麼”，更深入地探討瞭“為什麼”。比如，在講解調質處理時，書中詳細分析瞭淬火和迴火相結閤如何能夠同時獲得高的強度和良好的韌性，這對於解決材料在承受載荷時的脆性問題至關重要。書中還對各種閤金元素在熱處理過程中的作用進行瞭詳細的分析，比如鉻、鎳、鉬等元素如何影響鋼的淬透性、迴火穩定性以及抗迴火脆性。這讓我明白，金屬材料的性能並非一成不變，而是可以通過精密的工藝設計來“量身定製”的。我特彆欣賞書中對於顯微組織與宏觀性能之間關係的強調，例如，如何通過控製晶粒度、相的形態和分布來提高材料的強度、塑性和疲勞壽命。書中提供的金相顯微鏡照片，每一個都仿佛在訴說著材料的“故事”，讓我對材料的內部世界充滿瞭敬畏。讀完這本書，我對如何選擇閤適的熱處理工藝來滿足特定的工程需求有瞭更清晰的思路，感覺自己離成為一名閤格的材料工程師又近瞭一步。

評分☆☆☆☆☆

這本《金屬學與熱處理》真的讓我大開眼界！作為一名對材料科學充滿好奇的本科生，我一直想深入理解金屬材料是如何通過熱處理改變其性能的。這本書的內容比我想象的還要紮實和係統。它從最基礎的金屬晶體結構和相變原理講起，層層遞進，讓我逐漸掌握瞭鐵碳閤金相圖的精髓，理解瞭不同溫度下鋼的組織變化。最令我印象深刻的是關於退火、正火、淬火和迴火的詳細闡述，書中不僅給齣瞭清晰的原理說明，還配有大量精美的金相組織圖譜，讓我能夠直觀地看到不同熱處理工藝對鋼的微觀結構和宏觀性能的影響。例如，在講到淬火時，它詳細解釋瞭過冷奧氏體轉變動力學，以及馬氏體轉變的機製，這讓我對鋼的硬度來源有瞭更深刻的認識。而且，書中還穿插瞭一些實際應用案例，比如在汽車製造和航空航天領域，金屬材料的熱處理是如何發揮關鍵作用的。閱讀過程中，我感覺自己就像在一位經驗豐富的工程師的實驗室裏，親手操作著各種材料，觀察著它們的轉變。書中對各種術語的解釋也十分到位，即使是初學者也能很快理解。我特彆喜歡它講解如何通過控製冷卻速度和保溫時間來獲得預期的組織和性能，這為我今後的學習和實踐提供瞭寶貴的指導。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對金屬學和熱處理這個領域並沒有太多的瞭解，感覺會是一本枯燥乏味的專業書。但翻開這本《金屬學與熱處理(第2版)》之後，我的看法徹底改變瞭。這本書的語言風格非常親切，不像很多技術書籍那樣充斥著晦澀難懂的專業術語。它用一種非常易於理解的方式，將復雜的金屬相變原理、各種熱處理工藝的細節娓娓道來。我特彆喜歡它在講解過程中穿插的“小貼士”和“注意事項”，這些都是作者多年實踐經驗的總結，非常實用。比如，在講到淬火時，書中提醒我們要關注冷卻介質的選擇，以及冷卻速度對組織形成的影響，這讓我明白瞭為什麼同樣的鋼材，在不同的淬火條件下，性能會有如此大的差異。而且，書中還提供瞭很多關於如何選擇閤適的金相試劑、如何製備金相試樣、以及如何解讀金相顯微鏡圖像的技巧。這讓我覺得，這本書不僅教我“做什麼”，更教我“怎麼做”，並且“為什麼”要這麼做。讀完這本書，我不僅對金屬材料的性能有瞭更深的認識，還對如何通過熱處理來優化這些性能有瞭初步的瞭解，感覺學習過程非常愉快和充實。