金属学与热处理(第2版)/普通高等教育“十一五”规划教材 9787111017967 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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崔忠圻，覃耀春 著

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• 9787111017967
• 金属材料
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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111017967

商品编码：20163280069

包装：平装

出版时间：2011-06-01

基本信息

书名:金属学与热处理(第2版)/普通高等教育“十一五”规划教材

定价：43.00元

售价：29.2元,便宜13.8元,折扣67

作者:崔忠圻,覃耀春

出版社：机械工业出版社

出版日期：2011-06-01

ISBN：9787111017967

字数：

页码：410

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

内容提要

　　《普通高等教育“十一五”规划教材：金属学与热处理（第2版）》包括金属学、热处理原理和工艺以及金属材料三部分，比较全面系统地介绍了金属与合金的晶体结构、金属与合金的相图和结晶、塑性变形与再结晶、固态金属中的扩散和相变的基本理论、强化材料的基本工艺方法以及常用的金属材料。对于不同种类金属材料的合金化问题也分别进行了介绍，并指出了提高材料强韧性的途径。各章均附有量的习题和作业，并提供了进一步阅读的参考文献。
n　　《普通高等教育“十一五”规划教材：金属学与热处理（第2版）》是热加工专业的技术基础课教材，主要对象是高等学校的材料成形及控制工程、焊接技术与工程、材料加工工程专业的学生，也可供非材料专业（如机械制造、化工）的学生以及工程技术人员参考。

目录

第2版前言
n版前言
n章 金属的晶体结构
n节 金属
n一、金属原子的结构特点
n二、金属键
n三、结合力与结合能
n第二节 金属的晶体结构
n一、晶体的特性
n二、晶体结构与空间点阵
n三、3种典型的金属晶体结构
n四、晶向指数和晶面指数
n五、晶体的各向异性
n六、多晶型性
n第三节 实际金属的晶体结构
n一、点缺陷
n二、线缺陷
n三、面缺陷
n习题
n第二章 纯金属的结晶
n节 金属结晶的现象
n一、结晶过程的宏观现象
n二、金属结晶的微观过程
n第二节 金属结晶的热力学条件
n第三节 金属结晶的结构条件
n第四节 晶核的形成
n一、均匀形核
n二、非均匀形核
n第五节 晶核长大
n一、固液界面的微观结构
n二、晶体长大机制
n三、固液界面前沿液体中的温度梯度
n四、晶体生长的界面形状——晶体形态
n五、长大速度
n六、晶粒大小的控制
n第六节 金属铸锭的宏观组织与缺陷
n一、铸锭三晶区的形成
n二、铸锭组织的控制
n三、铸锭缺陷
n习题
n第三章 二元合金的相结构与结晶
n第四章 铁碳合金
n第五章 三元合金相图
n第六章 金属及合金的塑性变形与断裂
n第七章 金属及合金的回复与再结晶
n第八章 扩散
n第九章 钢的热处理原理
n第十章 钢的热处理工艺
n第十一章 工业用钢
n第十二章 铸铁
n第十三章 有色金属及合金
n参考文献

作者介绍

文摘

序言

第2版前言
n版前言
n章 金属的晶体结构
n节 金属
n一、金属原子的结构特点
n二、金属键
n三、结合力与结合能
n第二节 金属的晶体结构
n一、晶体的特性
n二、晶体结构与空间点阵
n三、3种典型的金属晶体结构
n四、晶向指数和晶面指数
n五、晶体的各向异性
n六、多晶型性
n第三节 实际金属的晶体结构
n一、点缺陷
n二、线缺陷
n三、面缺陷
n习题
n第二章 纯金属的结晶
n节 金属结晶的现象
n一、结晶过程的宏观现象
n二、金属结晶的微观过程
n第二节 金属结晶的热力学条件
n第三节 金属结晶的结构条件
n第四节 晶核的形成
n一、均匀形核
n二、非均匀形核
n第五节 晶核长大
n一、固液界面的微观结构
n二、晶体长大机制
n三、固液界面前沿液体中的温度梯度
n四、晶体生长的界面形状——晶体形态
n五、长大速度
n六、晶粒大小的控制
n第六节 金属铸锭的宏观组织与缺陷
n一、铸锭三晶区的形成
n二、铸锭组织的控制
n三、铸锭缺陷
n习题
n第三章 二元合金的相结构与结晶
n第四章 铁碳合金
n第五章 三元合金相图
n第六章 金属及合金的塑性变形与断裂
n第七章 金属及合金的回复与再结晶
n第八章 扩散
n第九章 钢的热处理原理
n第十章 钢的热处理工艺
n第十一章 工业用钢
n第十二章 铸铁
n第十三章 有色金属及合金
n参考文献

精炼金属的奥秘：结构、性能与变形的深度探索 引言 金属，作为人类文明发展的重要基石，其独特的物理和化学性质造就了我们现代社会的辉煌。从宏伟的建筑到精密的仪器，从日常的工具到尖端的航空航天设备，金属的身影无处不在，默默支撑着人类社会的进步。然而，金属并非取之即用，其潜藏的强大力量和复杂行为，需要我们深入理解和精妙调控。本书旨在揭示金属世界的深邃奥秘，从原子结构到宏观性能，从材料的本质到工艺的革新，带领读者进行一次全面而深刻的探索。我们将聚焦于金属材料的内在规律，探究其结构与性能之间的精密联系，并深入剖析热处理这一关键工艺如何赋予金属生命，使其焕发出超越寻常的强大能力。 第一章：金属的原子结构与晶体缺陷 金属的宏观性质，归根结底源于其微观的原子结构。本章将带领读者穿越原子尺度，领略金属原子排列的独特魅力。我们将详细阐述金属原子是如何通过金属键紧密结合，形成规则有序的晶体结构。从最基本的面心立方（FCC）、体心立方（BCC）到密排六方（HCP）等常见晶格类型，都将一一呈现其几何特征和原子堆积方式。深入理解这些晶体结构，是掌握金属力学性能、塑性变形能力以及热力学性质的基础。 然而，完美的晶体在现实中是罕见的。原子层面的“瑕疵”，即晶体缺陷，对金属的性能却有着举足轻重的影响。本章将详尽介绍各类晶体缺陷，包括点缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）以及面缺陷（晶界、层错、畴壁）。我们将重点阐述位错在金属塑性变形中的核心作用，解释它是如何实现原子层的滑移，从而使金属能够弯曲、拉伸而非直接断裂。晶界作为原子排列发生改变的区域，其密度、结构以及对位错运动的阻碍作用，将是影响金属强度和韧性的关键因素。通过对晶体缺陷的深入了解，我们可以更深刻地理解为何不同制备工艺下的金属材料会表现出截然不同的性能。 第二章：金属的固相组织与相变 金属并非单一形态的存在，在不同的温度和成分条件下，它们会形成多种多样的固相组织。本章将聚焦于金属的微观组织形态，揭示其结构特征及其对性能的影响。我们将详细介绍纯金属的晶粒结构，以及合金中可能出现的固溶体（置换固溶体和填隙固溶体）、金属间化合物等不同相。晶粒的大小、形状以及晶粒间的界限（晶界）对于材料的强度、韧性和加工性能至关重要。 相变是金属材料实现性能飞跃的关键过程。本章将深入探讨金属在加热或冷却过程中发生的相变现象。我们将详细介绍合金中最普遍的相变类型，如奥氏体向珠光体、贝氏体、马氏体的转变。对于每一种相变，我们都将解析其转变机理、转变动力学以及转变产物的微观结构。例如，马氏体转变作为一种无扩散的切变相变，能够产生高强度、高硬度的马氏体组织，为后续的热处理提供基础。通过理解相变的规律，我们就能有效地控制金属的显微组织，从而调控其宏观性能。 第三章：金属的塑性变形机理 金属之所以能够被塑造成各种复杂的形状，关键在于其独特的塑性变形能力。本章将深入剖析金属的塑性变形机理，揭示原子层面的运动如何转化为宏观形变。我们将详细介绍两种主要的塑性变形方式：位错滑移和晶界滑动。 位错滑移是金属最主要的塑性变形机制。本章将深入探讨滑移系的形成、滑移方向和滑移面的选择性。我们将解释施加在外力作用下，位错如何在特定的晶面和晶向（滑移系）上运动，从而实现原子层的相对位移，最终导致材料的宏观形变。本章还将详细阐述位错的产生、增殖和交互作用，以及它们如何受到各种因素（如晶格缺陷、晶界、析出相）的影响，从而影响材料的屈服强度和加工硬化率。 晶界滑动是另一种重要的塑性变形机制，尤其在高温下，晶粒间的相对滑动对宏观形变贡献显著。我们将分析晶界滑移的特点，以及它如何与位错滑移协同作用，共同完成金属的塑性变形。 第四章：金属的强化机理 增强金属材料的强度和硬度，是材料科学领域永恒的追求。本章将系统地介绍金属的各种强化机理，从微观结构入手，解释它们如何有效地阻碍位错运动，从而提高材料的力学性能。 我们将首先介绍固溶强化，即通过向基体金属中溶解其他原子，利用溶质原子与基体原子尺寸和电负性的差异，产生晶格畸变，阻碍位错的滑移。随后，我们将深入探讨沉淀强化，这是合金强化中最有效的方式之一。通过合金化和热处理，在基体中析出细小、弥散的第二相粒子，这些粒子能够有效地钉扎位错，显著提高材料的屈服强度。晶界强化也是一种重要的强化途径，细小的晶粒尺寸意味着更大的晶界面积，晶界对位错运动的阻碍作用更为显著。 此外，我们还将介绍形变强化（加工硬化），即通过塑性变形过程，导致位错密度急剧增加，位错之间相互缠结，形成位错墙，从而增加材料的强度。本章的重点在于揭示这些强化机制背后的物理原理，为设计高性能金属材料提供理论指导。 第五章：金属的热处理基础 热处理是赋予金属材料特定性能的关键工艺手段。本章将作为后续热处理章节的基石，系统地介绍金属热处理的基本原理。我们将从热力学和动力学的角度，深入分析金属在加热和冷却过程中的组织演变规律。 本章将详细介绍固态相变的基本动力学，包括形核和长大的过程。我们将解释不同冷却速率如何影响相变的发生，以及如何通过控制冷却速率来获得期望的微观组织。例如，快速冷却可能导致亚稳相（如马氏体）的生成，而缓慢冷却则有利于平衡相的形成。 此外，本章还将介绍热处理过程中涉及的一些基本概念，如退火、正火、淬火和回火。对于每一种基本热处理工艺，我们将阐述其操作过程、目的以及对金属组织和性能的影响。理解这些基础概念，是深入学习和掌握具体热处理技术的前提。 第六章：退火与正火 退火和正火是金属热处理中最常用、也是最基础的工艺。本章将详细阐述这两种工艺的目的、操作规程及其对金属组织和性能的影响。 退火，作为一种旨在消除材料内应力、软化材料、细化晶粒、改善切削加工性的工艺，其操作过程通常是在一定温度下保温，然后缓慢冷却。我们将针对不同类型的退火（如完全退火、不完全退火、球化退火、再结晶退火、扩散退火）进行详细介绍，并分析它们在不同材料体系中的应用。例如，球化退火对于提高碳钢的可塑性至关重要。 正火，与退火类似，也是一种加热到相变温度以上，然后空冷的热处理工艺。正火的主要目的是细化晶粒，均匀组织，提高钢的强度和韧性。我们将详细分析正火过程中的组织转变，以及其与退火在冷却方式和组织细化程度上的差异。通过对退火和正火的深入理解，读者将能够掌握如何通过这些基础工艺来优化金属材料的性能。 第七章：淬火与回火 淬火和回火是热处理工艺中实现材料高强度和高韧性结合的关键手段。本章将聚焦于这两种核心工艺，深入解析其原理和应用。 淬火，是通过将金属加热到相变温度以上，然后快速冷却，使其获得一种亚稳相组织（如马氏体），从而显著提高材料的硬度和强度。本章将详细探讨淬火过程中的组织转变，包括过冷奥氏体的分解途径、马氏体相变机理以及淬火应力的产生。我们将分析不同淬火介质（水、油、盐浴、空气）对淬火效果的影响，以及如何通过优化淬火工艺来获得理想的组织和性能。 然而，单纯的淬火会使材料产生脆性。因此，回火是淬火不可分割的后续工序。回火是在低于临界温度下进行的重新加热和冷却过程，其目的是消除淬火脆性，降低内应力，并获得具有一定强度和良好韧性的综合性能。本章将详细介绍不同温度下的回火类型，如低温回火（目的在于消除应力、保留淬火硬度）、中温回火（目的在于获得回火索氏体，提高弹簧钢的弹性）以及高温回火（目的在于获得回火托氏体，以获得韧性良好的组织）。我们将深入分析回火过程中发生的组织转变，以及如何根据材料的应用需求选择合适的回火工艺。 第八章：表面热处理 许多金属构件在服役过程中，其表面承受着极大的应力、摩擦和腐蚀。为了提高这些构件的性能，表面热处理技术应运而生。本章将介绍几种主要的表面热处理工艺。 感应加热淬火和火焰加热淬火是两种常见的表面感应加热淬火方式。我们将分析其加热原理、特点以及在不同工件上的应用。渗碳和碳氮共渗是通过向钢铁表面扩散碳或碳氮原子，然后进行淬火和回火，从而在表面形成高硬度、耐磨损的渗层。氮化处理则是通过向钢铁表面渗入氮原子，形成硬质氮化物层，以提高材料的表面硬度、耐磨性和抗疲劳性。本章将详细介绍这些表面处理工艺的原理、操作过程以及它们如何显著提高工件的表面性能。 第九章：金属材料的疲劳与断裂 金属材料在反复加载条件下，即使应力低于屈服极限，也可能发生断裂，这就是疲劳现象。材料的断裂，尤其是脆性断裂，往往是灾难性的。本章将聚焦于金属材料的疲劳和断裂行为，为理解材料的可靠性提供重要的理论基础。 我们将详细阐述金属的疲劳破坏机理，包括疲劳裂纹的萌生、扩展和最终的断裂过程。我们将介绍S-N曲线，即应力幅与循环次数的关系曲线，以及疲劳极限的概念。本章还将深入探讨影响疲劳寿命的各种因素，如应力集中、表面状态、环境介质以及材料的微观结构。 在断裂方面，我们将介绍断裂韧性这一重要的材料性能指标，它表征材料抵抗裂纹扩展的能力。我们将分析脆性断裂和韧性断裂的区别，以及裂纹尖端应力场的概念。通过对疲劳和断裂机理的深入理解，我们可以更好地预测材料在服役过程中的可靠性，并设计出更能抵抗疲劳和断裂的材料。 第十章：金属的蠕变与高温性能 在高温环境下，金属材料会发生缓慢而持续的塑性变形，即蠕变。这对于高温结构件的设计和服役至关重要。本章将深入探讨金属的蠕变行为和高温性能。 我们将详细介绍蠕变的三个阶段：瞬时变形、稳态蠕变和加速蠕变，并分析其各自的机制。我们将介绍影响蠕变速率的因素，如温度、应力、材料成分以及微观结构。本章还将介绍高温强度、持久强度和应力松弛等与高温性能相关的概念。通过对蠕变和高温性能的理解，我们可以为高温设备的设计提供必要的工程数据，并开发出能在极端高温环境下稳定服役的金属材料。 结论 金属材料的科学与技术是一门博大精深的学科，它将基础理论与工程实践紧密结合，不断推动着人类文明的进步。本书通过对金属原子结构、晶体缺陷、固相组织、相变、塑性变形、强化机理、热处理工艺以及疲劳断裂和高温性能等方面的系统阐述，旨在为读者构建一个全面而深入的金属材料知识体系。希望本书能够激发读者对金属世界的浓厚兴趣，为他们在材料科学与工程领域的学习和研究提供坚实的基础和有益的启迪。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对金属学和热处理这个领域并没有太多的了解，感觉会是一本枯燥乏味的专业书。但翻开这本《金属学与热处理(第2版)》之后，我的看法彻底改变了。这本书的语言风格非常亲切，不像很多技术书籍那样充斥着晦涩难懂的专业术语。它用一种非常易于理解的方式，将复杂的金属相变原理、各种热处理工艺的细节娓娓道来。我特别喜欢它在讲解过程中穿插的“小贴士”和“注意事项”，这些都是作者多年实践经验的总结，非常实用。比如，在讲到淬火时，书中提醒我们要关注冷却介质的选择，以及冷却速度对组织形成的影响，这让我明白了为什么同样的钢材，在不同的淬火条件下，性能会有如此大的差异。而且，书中还提供了很多关于如何选择合适的金相试剂、如何制备金相试样、以及如何解读金相显微镜图像的技巧。这让我觉得，这本书不仅教我“做什么”，更教我“怎么做”，并且“为什么”要这么做。读完这本书，我不仅对金属材料的性能有了更深的认识，还对如何通过热处理来优化这些性能有了初步的了解，感觉学习过程非常愉快和充实。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深工程师的角度来看，这本书在实践指导性方面做得非常到位。它不只是停留在理论的层面，而是真正将实验室的研究成果和工业生产中的实际经验相结合。书中提供的案例分析，都是来源于真实世界的工程问题，并且给出了详细的解决方案。例如，在处理某个高强度钢部件在使用过程中出现裂纹的问题时，书中就详细剖析了可能的原因，包括材料成分、热处理工艺缺陷，以及应力集中等因素，并提出了相应的改进措施，比如优化淬火温度、调整回火工艺、或者改变零件的设计形状。我尤其喜欢书中对于金相检验和力学性能测试的详细介绍，这让我明白，如何通过科学的检测手段来评估热处理的效果，并发现潜在的质量问题。书中还提到了各种常见的材料失效模式，如疲劳、腐蚀、蠕变等，并分析了热处理在预防这些失效中的作用。这让我意识到，热处理不仅仅是为了获得特定的强度和硬度，更是为了提高材料的整体可靠性和使用寿命。这本书的内容，对于指导实际的生产操作，解决生产中的技术难题，具有非常高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本《金属学与热处理》真的让我大开眼界！作为一名对材料科学充满好奇的本科生，我一直想深入理解金属材料是如何通过热处理改变其性能的。这本书的内容比我想象的还要扎实和系统。它从最基础的金属晶体结构和相变原理讲起，层层递进，让我逐渐掌握了铁碳合金相图的精髓，理解了不同温度下钢的组织变化。最令我印象深刻的是关于退火、正火、淬火和回火的详细阐述，书中不仅给出了清晰的原理说明，还配有大量精美的金相组织图谱，让我能够直观地看到不同热处理工艺对钢的微观结构和宏观性能的影响。例如，在讲到淬火时，它详细解释了过冷奥氏体转变动力学，以及马氏体转变的机制，这让我对钢的硬度来源有了更深刻的认识。而且，书中还穿插了一些实际应用案例，比如在汽车制造和航空航天领域，金属材料的热处理是如何发挥关键作用的。阅读过程中，我感觉自己就像在一位经验丰富的工程师的实验室里，亲手操作着各种材料，观察着它们的转变。书中对各种术语的解释也十分到位，即使是初学者也能很快理解。我特别喜欢它讲解如何通过控制冷却速度和保温时间来获得预期的组织和性能，这为我今后的学习和实践提供了宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排和内容组织方式，可以说是相当的独特和有启发性。我以往接触的许多技术类书籍，大多是按照固定的章节顺序，一层一层地推导。而这本《金属学与热处理》则显得更加灵活，它善于将理论知识融入到实际的应用场景中。比如说，在介绍感应加热淬火时，书中并没有直接开始讲原理，而是先描述了在某个特定工业零件的生产过程中，为何需要采用这种快速加热、局部淬火的方式，以及这种方式能够解决哪些工程难题。然后，再回过头来，深入讲解感应加热的原理、涡流损耗、以及不同频率感应电流对加热深度的影响。这种“先有鸡还是先有蛋”的叙事方式，反而能极大地激发读者的兴趣，让我更想知道“为什么”要这样做。此外，书中对热处理设备和操作规程的介绍也相当详尽，包括各种炉型的特点、气氛控制的重要性、以及安全操作的注意事项。这让我意识到，理论的成功实现离不开精密的设备和规范的操作。我还注意到，书中在讲解某些复杂概念时，会采用类比的方式，比如用“煮饺子”来比喻奥氏体化过程，这种生动形象的解释，极大地降低了学习难度，让我能够快速掌握核心要点。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书在金属材料的科学性层面做得非常出色。它不仅仅是一本教材，更像是一本深入的工艺指南。我一直认为，理论知识需要与实践紧密结合，而这本书在这方面做得淋漓尽致。它在介绍各种热处理工艺时，不仅仅停留在“是什么”，更深入地探讨了“为什么”。比如，在讲解调质处理时，书中详细分析了淬火和回火相结合如何能够同时获得高的强度和良好的韧性，这对于解决材料在承受载荷时的脆性问题至关重要。书中还对各种合金元素在热处理过程中的作用进行了详细的分析，比如铬、镍、钼等元素如何影响钢的淬透性、回火稳定性以及抗回火脆性。这让我明白，金属材料的性能并非一成不变，而是可以通过精密的工艺设计来“量身定制”的。我特别欣赏书中对于显微组织与宏观性能之间关系的强调，例如，如何通过控制晶粒度、相的形态和分布来提高材料的强度、塑性和疲劳寿命。书中提供的金相显微镜照片，每一个都仿佛在诉说着材料的“故事”，让我对材料的内部世界充满了敬畏。读完这本书，我对如何选择合适的热处理工艺来满足特定的工程需求有了更清晰的思路，感觉自己离成为一名合格的材料工程师又近了一步。