普通高等教育机电类规划教材：金属凝固原理（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡汉起 编

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• 金属材料
• 凝固原理
• 金属物理学
• 材料科学
• 机电工程
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• 金属工艺
• 相变
• 铸造

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111026112

版次：2

商品编码：11191997

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-04-01

用纸：胶版纸

页数：300

正文语种：中文

内容简介

　　《普通高等教育机电类规划教材：金属凝固原理（第2版）》是在第1版基础上修订而成，共分八章。主要内容有：凝固过程的传热、凝固热力学及动力学、单相合金与多相合金的凝固、凝固过程中液态金属的流动、单相凝固技术、快速凝固等。
　　《普通高等教育机电类规划教材：金属凝固原理（第2版）》可供材料专业的研究生和工程技术人员阅读，也可供大学本科机械类热加工专业师生参考。

目录

绪论

第一章 凝固过程的传热
第一节 凝固过程的传热特点
第二节 非金属型铸造的凝固传热
第三节 金属型铸造的凝固传热
第四节 凝固过程的电子计算机数值模拟
第五节 凝固过程数值模拟的最新发展
习题
参考文献

第二章 凝固热力学
第一节 液态金属结构
第二节 二元合金的稳定相平衡
第三节 溶质平衡分配系数
第四节 液-固相界面成分及界面溶质分配系数
习题
参考文献

第三章 凝固动力学
第一节 自发形核
第二节 非自发形核
第三节 固-液相界面结构
第四节 晶体生长方式
习题
参考文献

第四章 单相合金的凝固
第一节 凝固过程的溶质再分配
第二节 金属凝固过程中的“成分过冷”
第三节 界面稳定性与晶体形态
第四节 胞晶组织与树枝晶
第五节 微观偏析
第六节 固-液界面非线性动力学理论
习题
参考文献

第五章 多相合金的凝固
第一节 概述
第二节 金属-金属共晶的凝固
第三节 金属-非金属共晶的凝固
第四节 偏晶合金的凝固
第五节 包晶合金的凝固
习题
参考文献

第六章 凝固过程中液态金属的流动
第一节 液态金属的对流
第二节 枝晶间液态金属的流动
第三节 宏观偏析
第四节 微重力场下的金属凝固特点
习题
参考文献

第七章 单向凝固技术
第一节 单向凝固工艺
第二节 单晶生长
第三节 柱状晶的生长
第四节 自生复合材料
习题
参考文献

第八章 快速凝固
第一节 快速凝固技术及其传热特点
第二节 快速凝固的热力学
第三节 快速凝固的动力学及界面形貌稳定性
第四节 快速凝固晶态合金的显微结构特征与应用
第五节 快速凝固的非晶态合金
习题

参考文献

前言/序言

《金属凝固过程与组织控制》 本书系统深入地阐述了金属在凝固过程中所经历的物理化学变化、微观组织形成机制以及如何通过控制凝固过程来优化材料性能。本书旨在为从事金属材料科学、冶金工程、材料加工以及相关研究与开发领域的专业人士和高等院校师生提供一份详实、权威的参考。 第一部分：金属凝固的热力学与动力学基础 本部分聚焦金属凝固的微观层面，深入剖析其内在驱动力与过程规律。 第二章：过冷与形核 2.1 过冷现象的产生与度量： 详细介绍液态金属在凝固点以下仍保持液态的现象，即过冷。分析过冷产生的原因，包括热力学因素（如熵变、焓变）和动力学因素（如杂质、表面能）。阐述不同类型的过冷，如均质形核和非均质形核，并解释其在实际凝固过程中的差异和影响。介绍度量过冷度的常用方法，如冷却曲线分析。 2.2 形核过程的微观机制： 深入探讨均质形核与非均质形核的具体微观机制。对于均质形核，分析原子团簇的形成、生长及临界尺寸的概念，重点讲解能量平衡在形核中的作用，并推导均质形核的驱动力与形核功。对于非均质形核，详细阐述杂质粒子、容器壁、夹杂物等作为形核中心的机制，分析其如何降低形核功，从而促进形核。 2.3 形核率与过冷度的关系： 建立形核率与过冷度之间的定量关系。分析形核率随过冷度的变化规律，解释在不同过冷度下，形核机制的转变以及形核率的峰值现象。探讨形核动力学理论，如Zeldovich理论，及其在预测形核行为中的应用。 第三章：晶体生长 3.1 晶体生长机制： 详细介绍晶体生长的基本模式，包括平面生长、台阶生长（如Burton-Cabrera-Frank模型）和侧壁生长。阐述不同生长机制下的原子输运过程，如表面扩散、体扩散。 3.2 溶质再分配与生长动力学： 分析在合金凝固过程中，溶质原子在固液界面处的扩散行为。详细阐述界面迁移动力学，即界面移动速度与过冷度、溶质浓度梯度等因素的关系。引入生长界面的选择性，解释为何晶体表面在特定方向上生长更快。 3.3 界面形态与稳定性： 讨论晶体生长界面在不同条件下的形态变化，包括平面界面、凸起界面（树枝晶）、凹陷界面（ the dendritic growth pattern in alloy solidification）。分析界面不稳定性产生的原因，如热量和溶质的宏观对流、界面张力梯度等。重点阐述溶质负梯度和热负梯度对界面稳定性的影响。 第二部分：凝固过程的宏观控制与组织形成 本部分将理论基础应用于实际的宏观凝固过程，探讨如何通过控制凝固参数来塑造宏观和微观组织。 第四章：宏观凝固过程与宏观偏析 4.1 凝固前沿的移动与温度场： 分析宏观尺度下金属凝固过程中温度场的演变规律，包括过冷区、凝固区和液态区的划分。探讨不同凝固方式（如定向凝固、连续铸造）对温度场的影响。 4.2 溶质场与宏观偏析： 深入研究溶质原子在宏观凝固过程中的再分配行为。分析溶质在固液界面处的宏观对流和扩散效应，解释宏观偏析的形成机理，包括成分偏析（同成分偏析、反成分偏析）和夹杂物偏析。 4.3 宏观凝固控制技术： 介绍各种宏观凝固控制技术，如控制冷却速率、引入电磁搅拌、振动等，并分析这些技术对温度场和溶质场的调控作用，进而影响宏观偏析的程度。 第五章：微观组织形成与控制 5.1 枝晶生长与凝固网络： 详细描述枝晶（dendrite）的形成和生长过程，包括枝晶臂的生长、二次枝晶的形成。分析枝晶形态与冷却速率、溶质含量等因素的关系。探讨枝晶在凝固过程中形成的凝固网络结构。 5.2 晶粒长大与晶界形成： 阐述晶粒在凝固过程中的长大机制，包括晶界迁移、吞并等。分析晶粒尺寸与冷却速率、晶核密度等因素的关系。探讨晶界在凝固过程中的形成机制，以及晶界结构对材料性能的影响。 5.3 凝固组织细化与控制： 介绍多种实现凝固组织细化的方法，如快速凝固、孕育处理、超声波处理、搅拌处理等。深入分析这些方法的机理，解释它们如何通过增加形核率、抑制枝晶生长、促进晶粒破碎等方式来达到细化组织的目的。 5.4 显微偏析与第二相析出： 分析在微观尺度下，溶质原子在枝晶间、枝晶臂间的再分配，即显微偏析。探讨显微偏析如何影响第二相（如碳化物、金属间化合物）在枝晶间、晶界的析出行为。分析第二相的形貌、尺寸、分布对材料宏观性能的影响。 第三部分：特殊凝固过程与先进凝固技术 本部分将探讨一些特殊的凝固现象和现代先进的凝固技术，拓展对凝固过程的理解和应用。 第六章：特殊凝固现象 6.1 快速凝固： 详细介绍快速凝固的概念、技术（如急冷盘法、雾化法）及其在制备非平衡相、非晶合金、纳米晶材料方面的优势。分析快速凝固过程中形核与生长动力学的变化。 6.2 方向凝固： 阐述定向凝固的原理和技术，重点介绍其在制备定向凝固叶片、单晶材料等方面的应用。分析定向凝固过程中界面迁移、热量与溶质传输的特殊性。 6.3 熔体中夹杂物的行为： 深入研究液态金属中夹杂物的产生、演变、迁移和凝固行为。分析夹杂物对凝固过程（如形核）、晶体生长及最终材料性能的影响。探讨净化液态金属、控制夹杂物的方法。 第七章：先进凝固技术与应用 7.1 磁场与电场对凝固的影响： 探讨外加磁场和电场对液态金属流动、溶质输运、形核与生长的调控作用，以及如何通过这些场来优化凝固组织和减少宏观偏析。 7.2 固相微合金化技术： 介绍固相微合金化技术，即在固相状态下通过局部熔化或扩散形成微合金化元素富集区，以改善材料性能。 7.3 增材制造中的凝固过程： 结合激光熔融、电子束熔融等增材制造技术，深入分析其独特的凝固过程，包括高能量密度输入、快速冷却速率、复杂温度梯度等，以及这些因素如何影响材料的组织形成和性能。 本书的编写力求理论与实践相结合，通过大量的图表和实例，帮助读者更直观地理解金属凝固过程的复杂性，并掌握控制凝固以获得所需材料性能的关键技术。本书适合作为金属材料、冶金工程、材料加工等专业本科生和研究生的教材或参考书，也可为相关领域的工程技术人员提供重要的理论指导和技术参考。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个偶然的机会下接触到这本《金属凝固原理（第2版）》的。当时我正在寻找关于铸造工艺优化的相关资料，偶然间看到了这本书的目录，立刻被其丰富的内容所吸引。虽然我不是材料学专业的背景，但我对金属加工过程中的一些基础原理却有着浓厚的兴趣。这本书的语言风格非常朴实易懂，即使是一些复杂的理论，作者也能够用通俗易懂的语言进行解释，并且配以大量的示意图和表格，让我能够非常直观地理解。我特别喜欢书中关于凝固过程中热量传递的章节，它详细阐述了传导、对流、辐射等不同传热方式在凝固过程中的作用，以及如何通过控制热量传递来影响凝固速度和组织形态。这对于我在进行铸件设计时，如何优化模具结构，提高散热效率，起到了很大的帮助。此外，书中对不同金属和合金的凝固特性进行了分类和比较，让我能够对不同材料的加工特性有一个初步的认识。这本书不仅让我学到了知识，更重要的是激发了我对金属凝固原理更深入的探索兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一名高校教师，在教授材料科学与工程相关课程时，一直苦于找不到一本能够兼顾理论深度和教学实用性的教材。直到我遇到了这本《金属凝固原理（第2版）》，我才觉得我的教学目标终于有了着落。这本书在体系结构上非常完善，从基础的相图原理，到凝固动力学，再到实际应用，层层递进，逻辑清晰。尤其令我赞赏的是，书中对凝固过程中晶粒生长动力学的数学模型进行了详细的推导，并结合了实验数据进行了验证，这对于培养学生的科学思维和严谨的治学态度非常有益。此外，书中还包含了大量的实例分析，例如不同凝固模式在不同合金体系中的表现，以及如何通过控制凝固参数来获得特定性能的材料。这些实例不仅能够帮助学生更好地理解抽象的理论，更能让他们感受到理论知识与实际生产之间的紧密联系。在教学过程中，我经常会引导学生阅读书中的案例分析，并鼓励他们进行小组讨论，这极大地提升了学生的学习积极性和主动性。这本书无疑是我教学过程中不可或缺的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职的硕士研究生，正在进行关于新型合金凝固行为的研究。这本《金属凝固原理（第2版）》为我的研究提供了坚实的理论基础和重要的参考信息。书中对凝固过程中固液界面的热力学和动力学行为进行了深入的分析，这对于理解复杂合金的凝固行为至关重要。我特别关注书中关于非平衡凝固的章节，作者们详细阐述了快速凝固、亚稳相生成等现象，并分析了它们对材料性能的影响。这对于我们开发具有特殊性能的新型合金非常有启发。书中还对各种先进凝固技术，如熔模铸造、连续铸造、快速凝固技术等进行了介绍，并分析了其凝固机理和应用前景。这为我的研究提供了更广阔的视野。我发现书中引用的文献非常广泛，并且对很多前沿的研究成果都有所涵盖，这对于我进行文献调研和了解最新研究动态非常有帮助。总的来说，这是一本内容翔实、前沿性强的学术专著，对于从事相关领域研究的师生和科研人员来说，具有很高的价值。

评分☆☆☆☆☆

刚刚收到这本《金属凝固原理（第2版）》，我最先被它厚重的纸张和精美的封面设计所吸引。翻开扉页，作者们严谨的治学态度和对金属凝固这一复杂领域的深刻理解扑面而来。我是一名刚刚步入机电行业的工程师，虽然之前在大学里接触过一些基础的材料科学知识，但对于金属凝固这一具体过程的认识还停留在比较表面的层面。这本教材以其清晰的逻辑结构和系统性的讲解，让我对金属凝固有了全新的认识。书中的插图精美，图文并茂，很多抽象的概念通过形象化的图示得以生动展现，极大地降低了理解的难度。比如，在介绍凝固晶体生长时，书中提供的显微照片和示意图，让我能够直观地看到不同晶体形态的形成过程，以及它们对材料宏观性能的影响。我特别欣赏书中对凝固过程中各种缺陷的成因分析，以及如何通过控制工艺参数来抑制或消除这些缺陷的详细阐述。这对于我们实际生产中遇到的铸件气孔、缩松等问题，提供了非常有价值的指导。总而言之，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导着我深入理解金属凝固的奥秘。我迫不及待地想将书中的理论知识与实际工作相结合，希望能够有所突破。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事航空航天材料研发的工程师，对高性能金属材料的凝固过程有着极其精细的要求。这本《金属凝固原理（第2版）》为我提供了一个非常宝贵的理论框架和实践指导。书中对于定向凝固、单晶生长等先进制造技术中的关键问题有着深入的探讨。我尤其关注书中关于凝固前沿移动机制的描述，以及不同凝固模式（如平面、细胞、树枝晶）的形成条件和演化过程。这些内容直接关系到我们如何控制材料的微观结构，从而获得优异的力学性能和高温性能。书中还详细介绍了各种凝固缺陷，如孔隙、夹杂、裂纹等，并给出了相应的预防和控制措施。这对于我们研发高可靠性的航空发动机关键部件至关重要。我发现书中在讲解复杂概念时，并没有回避艰深的理论，而是通过清晰的数学推导和丰富的实例，让读者能够循序渐进地掌握。例如，在介绍凝固驱动力时，书中对过冷度的分析非常到位，并结合了实际合金的凝固行为进行了解释。总的来说，这本书是一部非常严谨和实用的著作，对于从事高端金属材料研发和制造的专业人士来说，具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一名机械制造专业的本科生，我一直对材料的微观结构及其对宏观性能的影响感到好奇。在学习《金属凝固原理（第2版）》的过程中，我发现这本书不仅仅满足了我的好奇心，更让我对材料科学有了更深入的思考。书中的内容，从基础的相图分析到复杂的凝固动力学，都进行了详尽的讲解。我尤其对“形核与生长”这一章节印象深刻，作者们用生动的语言和严谨的数学模型，解释了为什么金属会在特定条件下形成各种晶体结构，以及这些晶体结构的形成速度和形态是如何受到温度梯度、冷却速率等因素的影响的。这让我联想到我们在实验室里进行熔炼实验时，有时会观察到一些意想不到的晶体形态，通过阅读这本书，我终于找到了其中的科学依据。此外，书中还探讨了凝固过程中伴随的各种物理现象，比如溶质偏析、界面能等，这些看似枯燥的物理概念，在作者的笔下变得生动有趣，并与实际应用紧密相连。例如，关于溶质偏析的讨论，让我明白了为什么在某些合金铸件中会出现成分不均匀的情况，以及如何通过合理的成分设计和工艺控制来改善这一问题。这本书的阅读体验非常棒，它既有理论的深度，又不失实践的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

我是一名有着数十年工作经验的铸造工程师，在实际生产中接触过各种各样的金属材料和铸造工艺。当我翻阅这本《金属凝固原理（第2版）》时，我感到仿佛回到了我的学生时代，又仿佛是在与一位老朋友对话。书中对凝固过程中各种物理和化学现象的描述，既有理论的高度，又充满了实践的智慧。我特别欣赏书中关于凝固过程中组织演变的章节，作者们通过对不同合金体系在不同冷却速率下的凝固组织进行详细的分析，让我更加深刻地理解了“同样一种材料，在不同的条件下，却能展现出截然不同的性能”这一道理。书中对如何通过控制凝固过程来改善铸件质量的论述，更是直击了我作为一线工程师在实际工作中遇到的痛点。例如，书中关于缩松形成机理的讲解，以及如何通过优化浇注系统和补缩系统来减少缩松的措施，都与我的实际工作经验不谋而合。这本书让我对许多曾经朦胧的认识有了清晰的解答，也为我进一步提升铸造工艺水平提供了新的思路。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对金属科学充满好奇的普通读者，我抱着学习的态度打开了这本《金属凝固原理（第2版）》。我被书中那些精美的图片所吸引，它们展现了金属在凝固过程中微观世界的奇妙景象。虽然我对其中的一些理论公式和专业术语还不太理解，但作者们用通俗易懂的语言和形象的比喻，让我能够大致把握一些核心概念。例如，在介绍凝固晶体生长时，书中用“雪花”的比喻来形象地说明晶体的分形生长，这让我一下子就明白了其中的奥秘。书中的一些小知识点也让我受益匪浅，比如关于不同金属的熔点差异，以及它们在凝固过程中会产生什么样的组织结构。这让我对我们生活中接触到的各种金属制品有了更深的认识。我特别喜欢书中关于“凝固缺陷”的讲解，它让我明白，即使是看起来完美的金属制品，内部也可能存在着一些“小瑕疵”，而这些瑕疵的形成，往往与凝固过程中的一些细微变化有关。这本书让我对金属材料的世界产生了浓厚的兴趣，我希望未来能够有机会更深入地了解它。

评分☆☆☆☆☆

我是一名大学物理系的本科生，在学习热力学和统计力学时，对微观世界的结构和演变产生了浓厚的兴趣。偶然间，我了解到这本《金属凝固原理（第2版）》，便抱着探索的心态开始阅读。书中关于凝固过程的描述，让我看到了宏观现象背后的微观物理原理。我非常喜欢书中对“过冷”现象的解释，作者们从能量的角度出发，生动地阐述了为什么液态金属在低于其平衡凝固点时仍能保持液态，以及过冷度的存在如何影响凝固的形核和生长过程。书中关于晶体生长动力学的数学模型，虽然对我来说有些挑战，但作者们通过清晰的推导和对物理意义的解释，让我能够逐步理解。我特别关注书中关于界面能和晶体生长速率之间关系的讨论，这让我联想到了热力学中关于能量最小化原理的应用。此外，书中对不同凝固模式的描述，如平面凝固、细胞凝固和树枝晶凝固，以及它们形成的条件，也让我对材料的微观结构有了更直观的认识。这本书让我看到了物理学原理如何在实际的材料科学领域得到应用，对我未来的学习方向产生了积极的影响。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在读的博士研究生，正在进行高熵合金的凝固行为研究。这本《金属凝固原理（第2版）》对我来说，是一本不可多得的宝典。书中关于相图与凝固过程相互作用的讲解，为我理解复杂多组分合金的凝固行为提供了坚实的理论支撑。我尤其欣赏书中对非平衡相的生成以及亚稳相转变动力学的详细分析，这对于我们设计和制备具有特殊性能的高熵合金至关重要。书中对枝晶生长模型和非平衡凝固动力学方程的推导，都非常严谨且具有启发性。我注意到书中引用了大量最新的研究成果，并且对一些前沿的凝固理论，如计算机模拟在凝固研究中的应用，也进行了介绍。这为我今后的研究方向提供了重要的参考。此外，书中对凝固过程中各种缺陷的形成机理和抑制方法的论述，也为我解决实验中遇到的实际问题提供了宝贵的指导。总而言之，这本书内容全面，理论深入，前沿性强，对于从事高熵合金等复杂合金凝固研究的科研人员来说，是一本必不可少的参考书。

评分☆☆☆☆☆

打折的时候买的，还未来得及看

评分☆☆☆☆☆

挺好的，老师推荐的。

评分☆☆☆☆☆

（2）在水中添加酒精对水的凝固点有何影响？

评分☆☆☆☆☆

书不错

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很好

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是正版

评分☆☆☆☆☆

书很好，物流很快。服务态度很好

评分☆☆☆☆☆

经典教材，研究生专用！

评分☆☆☆☆☆

打开书本[SM]，[ZZ]装帧精美，纸张很干净，文字排版看起来非常舒服非常的惊喜，让人看得欲罢不能，每每捧起这本书的时候 似乎能够感觉到作者毫无保留的把作品呈现在我面前。 [BJTJ]作业深入浅出的写作手法能让本人犹如身临其境一般，好似一杯美式咖啡，看似快餐，其实值得回味 无论男女老少，第一印象最重要。”[NRJJ]从你留给别人的第一印象中，就可以让别人看出你是什么样的人。[SZ]所以多读书可以让人感觉你知书答礼，颇有风度。 多读书，可以让你多增加一些课外知识。培根先生说过：“知识就是力量。”不错，多读书，增长了课外知识，可以让你感到浑身充满了一股力量。这种力量可以激励着你不断地前进，不断地成长。从书中，你往往可以发现自己身上的不足之处，使你不断地改正错误，摆正自己前进的方向。所以，书也是我们的良师益友。 多读书，可以让你变聪明，变得有智慧去战胜对手。书让你变得更聪明，你就可以勇敢地面对困难。让你用自己的方法来解决这个问题。这样，你又向你自己的人生道路上迈出了一步。 多读书，也能使你的心情便得快乐。读书也是一种休闲，一种娱乐的方式。读书可以调节身体的血管流动，使你身心健康。[QY]所以在书的海洋里遨游也是一种无限快乐的事情。用读书来为自己放松心情也是一种十分明智的。 读书能陶冶人的情操，给人知识和智慧。所以，我们应该多读书，为我们以后的人生道路打下好的、扎实的基础！读书养性，读书可以陶冶自己的性情，使自己温文尔雅，具有书卷气；读书破万卷，下笔如有神，多读书可以提高写作能力，写文章就才思敏捷；旧书不厌百回读，熟读深思子自知，读书可以提高理解能力，只要熟读深思，你就可以知道其中的道理了；读书可以使自己的知识得到积累，君子学以聚之。总之，爱好读书是好事。让我们都来读书吧。 其实读书有很多好处,就等有心人去慢慢发现. 最大的好处是可以让你有属于自己的本领靠自己生存。 最后在好评一下京东客服服务态度好，送货相当快,包装仔细！这个也值得赞美下 希望京东这样保持下去，越做越好