热处理工程师手册（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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樊东黎 等 编

图书标签:

• 热处理
• 金属材料
• 材料科学
• 工程技术
• 机械工程
• 制造工艺
• 金属加工
• 表面处理
• 热处理工艺
• 工程师手册

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111328179

版次：3

商品编码：10550917

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-03-01

用纸：胶版纸

页数：1052

正文语种：中文

编辑推荐

　　《热处理工程师手册（第3版）》在基本原理方面增补了钢的淬透性理论、淬透性的测定及应用、金属晶体结构和缺陷、扩散理论基础、钢件热处理残留应力和畸变、热处理设备的分类和用途等内容；在热处理工、艺中补充了冷处理、等离子热处理，热处理工辅材料，热处理的节能与减排等内容；增设了常用数据资料一章，补充了大量的有用数据、单位换算，特别是冲击吸收功单位换算的新数据；最后还补充了国际和国内有关组织机构、标准、术语的名称和缩写。

内容简介

　　《热处理工程师手册（第3版）》相对于第2版进行了大量修改补充，增添了必要的基础理论，新的先进生产技术，节能技术、质量控制技术、实用数据和换算等。
　　 　　《热处理工程师手册（第3版）》共分32章，全面介绍了化学元素、金属的晶体结构、钢的热处理基础、热处理设备、热处理工艺材料、热处理工艺、钢件的整体热处理、钢件的表面热处理、钢件的化学热处理、钢的少无氧化热处理、等离子体热处理、超硬化合物层的离子沉积法、高密度能加热表面热处理、淬火钢的冷处理、铸铁的热处理、非铁合金的热处理、粉末冶金件的热处理、机器零件的热处理、金属和合金的化学成分分析、金属材料缺陷的宏观和低倍检验、断口分析、显微组织检验、力学性能测试方法、热处理质量的无损检测、内应力测定、耐蚀性能测试、热处理质量控制、温度测量传感器和测温仪表、热处理的节能、热处理生产的安全技术、热处理生产环境及污染处理、常用数据资料等内容。
　　 　　本版手册的读者对象仍然是从事第一线生产的热处理工程师和技师、以及热处理熟练技工、对在科研、设计、教育岗位的工程技术人员以及高校、中专、高职师生、企业高管也有重要参考价值。

目录

第3版前言
第2版前言
1 化学元素
1.1 化学元素周期表
1.2 金属晶体原子位置、原型、结构符号、空间群标记和点阵参数
2 金属的晶体结构
3 钢的热处理基础
4 热处理设备
5 热处理工艺材料
6 热处理工艺和术语
7 钢件的整体热处理
8 钢件的表面热处理
9 钢件的化学热处理
10 钢的少无氧化热处理
11 等离子体热处理
12 超硬化合物层的离子沉积法
13 高密度能加热表面热处理
14 淬火钢的冷处理
15 铸铁的热处理
16 非铁合金的热处理
17 粉末冶金件的热处理
18 机器零件的热处理
19 金属和合金的化学成分分析
20 金属材料缺陷的宏观和低倍检验
21 断口分析
22 显微组织检验
23 力学性能测试方法
24 热处理质量的无损检测
25 内应力测定
26 耐蚀性能测试
27 热处理质量控制
28 温度测量传感器和测温仪表
29 热处理的节能
30 热处理生产的安全技术
31 热处理生产环境及污染处理
32 常用数据资料

前言/序言

铸就卓越：现代制造工艺与材料科学的深度探索 本书聚焦于金属材料的微观结构演变、先进制造工艺的精准控制，以及功能材料的性能优化，旨在为工程师、科研人员和技术专家提供一套全面、深入且具有前瞻性的知识体系。 本书并非对传统热处理工艺的简单罗列或经验总结，而是深入剖析了材料科学的前沿进展如何指导和革新现代工程实践。全书分为六大部分，涵盖了从基础理论到尖端应用的广阔领域。 --- 第一部分：材料科学基石与结构-性能关系（Foundation and Structure-Property Relationship） 本部分是理解所有后续先进工艺的基础。我们着重探讨了晶体结构、缺陷理论在宏观性能中的决定性作用，并引入了最新的计算材料学成果来预测材料行为。 1.1 晶体塑性与变形机制的再认识： 详细阐述了位错运动、孪晶的形成与消除机制，特别关注了在极端载荷（高应变率、超低温）条件下，晶体学尺度变形行为的非线性特征。引入了晶格动力学模拟（Lattice Dynamics Simulation）在理解界面能和晶界迁移速度方面的应用。 1.2 相图学的现代诠释与非平衡态热力学： 超越传统的相平衡图（如Fe-C系），本章重点讨论了基于密度泛函理论（DFT）计算的合金稳定性和亚稳态相的形成条件。深入分析了快速凝固、激光熔覆等非平衡过程中的相分离动力学、形核理论，以及如何利用这些知识来设计具有纳米尺度析出相的超高强度材料。 1.3 缺陷工程与材料性能的耦合： 详细解析了点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界、堆垛层错）如何作为强化或弱化因素。引入了“缺陷设计”的概念，探讨了通过精确控制缺陷浓度和空间分布，以实现特定电学、磁学或力学性能的策略。 --- 第二部分：先进连接技术与界面工程（Advanced Joining Technologies and Interface Engineering） 在现代复杂结构件制造中，可靠的连接是性能的保证。本部分摒弃了传统的焊接收束，侧重于原子级别的界面控制。 2.1 固态连接工艺的微观机理： 深入探讨了扩散连接（Diffusion Bonding）和摩擦搅拌焊（Friction Stir Welding, FSW）中，界面冶金反应的动力学模型。重点分析了在固态连接过程中，界面处的杂质扩散、晶粒重构以及残余应力场的演化路径，并给出了界面结合强度的预测模型。 2.2 异种材料的界面兼容性： 针对复合材料、金属-陶瓷、金属-半导体等异质结构，分析了热膨胀系数失配引起的界面应力集中问题。介绍了反应性界面层（Interlayer）的设计原则，例如利用玻璃态陶瓷或中间金属化合物层来缓冲应力，提高界面韧性。 2.3 增材制造中的连接控制： 聚焦于选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等增材制造（AM）过程中，粉末床熔池的快速凝固行为。分析了重熔层（Partially Melted Zone, PMZ）的微观结构演变，以及如何通过优化激光功率和扫描策略，有效抑制热裂纹和孔隙的形成。 --- 第三部分：表面功能化与涂层技术（Surface Functionalization and Coating Technologies） 材料的宏观性能往往由表面状态决定。本部分详述了如何通过先进的表面改性技术，赋予材料特定的抗腐蚀、耐磨损或生物相容性等功能。 3.1 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）的精密控制： 超越传统的厚膜沉积，本章关注原子层沉积（ALD）在制备超薄、高保形性功能涂层方面的突破。详细介绍了等离子体增强技术（PECVD/PEALD）如何调控薄膜的应力状态、晶畴取向和化学计量比，以优化涂层的硬度、弹性模量和附着力。 3.2 离子注入与表面合金化： 探讨了高能离子束在材料表层形成固溶体或纳米沉淀物的机制。着重分析了氮离子、碳离子注入如何改变材料表层的残余应力分布，从而显著提高疲劳寿命和抗接触磨损性能，特别是在航空发动机叶片材料的应用案例。 3.3 激光诱导的表面改性： 研究了激光熔覆（Laser Cladding）和激光相变硬化（Laser Transformation Hardening）中，热输入与冷却速率对表面层微结构（如马氏体层、奥氏体晶粒尺寸）的精确控制。提供了有限元模型用于预测激光扫描路径对表面温度场和应力场的动态影响。 --- 第四部分：先进塑性加工与构型设计（Advanced Plastic Working and Configuration Design） 本部分关注如何通过机械力学手段，在材料内部引入有利的微观结构特征。 4.1 极端塑性变形（SPD）技术： 系统介绍了诸如高能球磨、等通道转角挤压（ECAP）、旋压（Rolling）等SPD方法。重点分析了SPD如何通过晶粒的破碎、晶界面积的增加，实现对传统热处理难以达到的超细晶粒结构（UFG）的形成，以及由此带来的强度和延展性的同步提升。 4.2 异构材料的梯度结构设计： 探讨了梯度功能材料（Functionally Graded Materials, FGM）的制备与性能。通过精确控制塑性变形过程中的应变梯度，实现材料从表面到核心的硬度、韧性或导电率的平滑过渡，是解决应力突变问题的关键技术。 4.3 疲劳与断裂的微观尺度预测： 建立在塑性形变基础之上，本章分析了疲劳裂纹的萌生（如滑移带的形成）和扩展。引入了晶体塑性有限元（CPFE）方法，用于模拟材料在复杂循环载荷下，局部应变集中区域的微观损伤累积过程。 --- 第五部分：功能材料的结构调控（Structural Tuning of Functional Materials） 超越传统结构材料，本部分聚焦于如何通过结构设计来定制材料的功能特性。 5.1 磁性材料的各向异性控制： 针对永磁材料（如NdFeB）和软磁材料（如坡莫合金），研究了磁晶各向异性、磁致伸缩效应与微观晶粒尺寸和取向之间的定量关系。阐述了如何通过磁场辅助退火或定向凝固来优化磁畴壁的运动，以提高磁性能。 5.2 压电与铁电陶瓷的畴结构工程： 深入分析了锆钛酸钡（PZT）等压电材料中，电畴（Domain）的形貌、尺寸和排列对介电常数、压电常数的影响。讨论了电场辅助退火、退极化操作在优化陶瓷器件性能中的应用。 5.3 能源材料中的界面效应： 重点分析了锂离子电池电极材料（如NMC、LFP）在充放电循环中，由于体积变化和SEI膜生长导致的结构退化机制。提出通过表面包覆惰性材料或引入晶界缓冲带来提高电化学循环稳定性的策略。 --- 第六部分：过程监测、模拟与智能制造集成（Process Monitoring, Simulation, and Smart Manufacturing Integration） 本部分的重点在于如何利用现代信息技术和传感技术，实现对材料加工过程的实时反馈和闭环控制。 6.1 实时无损检测技术： 详细介绍超声波相控阵（PAUT）、数字图像相关（DIC）技术在监控材料内部缺陷演变和表面应变分布中的应用。特别关注如何利用拉曼光谱、X射线衍射（XRD）进行原位（In-situ）监测，以获取瞬时晶格参数和残余应力信息。 6.2 跨尺度模拟与数字孪生： 整合了从第一性原理到宏观有限元分析（FEA）的跨尺度模拟框架。构建了材料加工过程的“数字孪生”（Digital Twin）模型，用于预测不同工艺参数组合下的最终材料状态和性能，实现“先模拟后制造”。 6.3 工业物联网（IIoT）与自适应控制： 讨论了如何将实时传感器数据接入工业控制系统，实现工艺参数的自适应调整。例如，根据在线测得的温度梯度变化，实时修正感应加热的功率输出，确保产品微观结构的一致性，迈向零缺陷制造。 --- 本书的读者对象是追求工艺极限、致力于材料创新和生产效率提升的工程技术人员。它要求读者具备扎实的材料科学与工程基础，并渴望将前沿理论应用于解决实际的、高难度的工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

如果让我用一个词来形容这本书的价值，那就是“实用主义的典范”。它不是那种高高在上、只讨论理想状态的学术著作，而是深深扎根于工业生产一线的实战指南。书中大量的篇幅被用来讨论如何应对实际生产中的“不完美性”——比如炉温不均、水槽冷却效率下降、或者工件表面氧化皮的控制等。它详细阐述了如何通过调整气氛保护、优化装炉方式来最小化这些外部干扰。例如，关于渗碳深度控制的部分，它不仅讲解了碳势的理论计算，还提供了大量的实验数据来对照不同气氛配比下，渗碳层形貌的实际变化，这对于我们进行低碳渗碳或超细晶粒渗碳工艺的开发至关重要。读完后，我感觉自己对“做”热处理的理解更深了一层，不再只是机械地执行SOP，而是真正理解了每一个步骤背后的物理和化学驱动力，这种“知其所以然”的境界，是很多培训课程都无法提供的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当我拿到这本《热处理工程师手册（第3版）》时，我原本是抱着一种“不过如此”的心态的。毕竟市面上关于热处理的书籍汗牛充栋，很多都是换汤不换药的翻新版。然而，这第三版展现出的深度和广度，完全超出了我的预期。它对新型热处理工艺的收录非常及时，例如先进的高温合金热处理规范、激光淬火技术的最新发展以及纳米晶材料的特殊处理要求，这些内容在老版本中是看不到的。更让我惊喜的是，书中对于质量控制和缺陷分析的章节，简直是教科书级别的详尽。它不仅列举了常见的脆性断裂、脱碳、硬度不均等问题，还细致地分析了导致这些问题的工艺链条，从原材料的冶金特性到具体的加热、冷却速率控制，每一个环节的偏差都被量化地展示出来。对于我这种负责工艺优化和故障排查的资深工程师而言，这本手册提供的不仅仅是知识，更是一种解决复杂问题的思维框架，它教会我如何系统地拆解和攻克那些看似无解的生产难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表设计，绝对是业界良心。我以前看的很多技术手册，图表模糊不清，公式错综复杂，读起来非常费劲，常常需要对照着好几页才能弄明白一个简单的热力学过程。但是这本《热处理工程师手册（第3版）》在视觉呈现上做了巨大的改进。每一个关键的温度-时间曲线，每一个微观组织照片，都清晰锐利，标注明确。特别是那些关于相变动力学的图示，配合着文字说明，能让你瞬间抓住重点，不再被复杂的数学符号绕晕。我尤其喜欢它对“工艺窗口”的描述，通常用三维图或等高线图来展示温度、时间和冷却介质对最终硬度和韧性组合的影响，这种直观性极大地缩短了学习曲线。对于我们车间管理人员来说，我们不需要成为理论物理学家，但我们需要迅速、准确地理解工艺参数的边界，这本书完美地满足了这一需求，使得工艺参数的设定和微调工作变得更加高效和可靠。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是技术人员的救星，尤其是那些刚刚踏入材料科学或者金属加工领域的新手。我记得我刚开始接触热处理的时候，面对那些复杂的相图、淬火冷却速度曲线，简直是一头雾水。这本书的厉害之处就在于，它没有一上来就抛出一大堆理论公式，而是用一种非常贴近实际操作的口吻，把那些晦涩难懂的概念解释得清晰透彻。比如，它在讲回火的时候，不是简单地告诉你温度和时间，而是深入探讨了不同回火组织对材料最终性能的影响，甚至还附带了大量的实例分析，告诉你为什么在实际生产中，同一个参数应用在不同的钢种上效果会天差地别。我特别欣赏它对“经验与科学结合”的强调，很多老一辈工程师的宝贵经验，在这本书里得到了系统化的梳理和验证，这比单纯看教科书要受用得多。对于我们这些每天都要和炉子、淬火槽打交道的工程师来说，这本书简直就是放在手边的“应急手册”，遇到突发情况，翻几页就能找到思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感受是其内容的“系统性”和“兼容性”。它没有偏废任何一个重要的热处理分支，从传统的渗碳、氮化、表面淬火，到先进的真空热处理、搅拌润滑冷却技术，都有专门且深入的章节进行介绍。更难能可贵的是，它在讨论不同工艺时，会主动进行横向对比，比如比较真空淬火和盐浴淬火在特定合金上的优缺点，帮助工程师在面临多重选择时做出最经济、最高效的决策。我特别关注了关于疲劳寿命预测与热处理强化的章节，它整合了材料疲劳理论和工艺参数的关联，为航空航天零部件的服役可靠性评估提供了坚实的理论支撑。这种跨学科的整合能力，让这本书不仅仅局限于工艺本身，更延伸到了产品全生命周期的质量管理层面。它真正做到了“一本在手，心中有数”，是我书架上最常被翻阅的那几本工具书之一，其参考价值随着我职业生涯的推进只会不断增加。

评分☆☆☆☆☆

内容好，学习中，有进步

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，专业书籍。

评分☆☆☆☆☆

感觉是很值的，不够十个字。

评分☆☆☆☆☆

很实用，价格便宜，对学习热处理很有帮助

评分☆☆☆☆☆

很好的工具书。很大很沉很厚的一本。

评分☆☆☆☆☆

15 铸铁的热处理

评分☆☆☆☆☆

好书，热处理问题都能解决了

评分☆☆☆☆☆

书的质量不错

评分☆☆☆☆☆

20 金属材料缺陷的宏观和低倍检验