鑄造金屬凝固原理/21世紀全國高等院校材料類創新型應用人纔培養規劃教材

鑄造金屬凝固原理/21世紀全國高等院校材料類創新型應用人纔培養規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陳宗民,於文強 編
圖書標籤:
  • 鑄造
  • 金屬材料
  • 凝固過程
  • 材料科學
  • 冶金工程
  • 高等教育
  • 教材
  • 21世紀規劃教材
  • 金屬凝固
  • 鑄造工藝
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齣版社: 北京大學齣版社
ISBN:9787301234693
版次:1
商品編碼:11387613
包裝:平裝
叢書名: 21世紀全國高等院校材料類創新型應用人纔培養規劃教材
開本:16開
齣版時間:2014-01-01
用紙:膠版紙
頁數:340
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :大學生

  《鑄造金屬凝固原理/21世紀全國高等院校材料類創新型應用人纔培養規劃教材》注重基礎理論和工程實踐的結閤,在講解書中兼顧凝固過程的理論分析、研究手段和工程控製。這樣的編排既有利於提高讀者對凝固過程的理論認識,又可促進學以緻用。同時,有利於培養學生深度發現問題、正確分析問題和有效解決問題的能力。在內容上盡可能地糅閤瞭現代凝固理論和技術的前沿成果,體現瞭凝固理論和技術的曆史傳承和發展趨勢。

內容簡介

  《鑄造金屬凝固原理/21世紀全國高等院校材料類創新型應用人纔培養規劃教材》主要麵嚮材料成型及控製工程專業的的鑄造方嚮本科教學,同時也可供相關工程技術人員在生産實踐中作為鑄件凝固質量控製、分析和技術改造的參考資料。主要內容包括:金屬凝固的理論基礎,包括金屬的液態結構及其性質、凝固熱力學和凝固動力學、固液界麵理論;金屬凝固的傳輸理論,包括凝固過程的傳熱、傳質、成分過冷理論、單相閤金和多相閤金的凝固規律;金屬凝固控製技術,包括鑄件組織的控製理論、金屬基復閤材料的凝固、特殊條件下的凝固技術和理論、現代凝固控製技術及其原理;鑄件凝固過程中的質量控製,包括鑄件凝固過程中的收縮、偏析、氣孔、變形、熱裂和冷裂。

目錄

第1章 導論
1.1 鑄造技術簡介
1.2 鑄件凝固理論和技術
第2章 液態金屬的結構和性質
2.1 固體金屬的加熱、熔化
2.2 液態金屬的結構
2.3 液態金屬的某些物理性質及其對凝固成形的影響
習題
第3章 液態金屬的充型能力
3.1 液態金屬充型能力的基本概念
3.2 液態金屬的停止流動機理和充型能力計算
3.3 影響充型能力的因素及提高充型能力的措施
習題
第4章 凝固過程的熱力學和動力學
4.1 凝固的熱力學基礎、
4.2 液態金屬(閤金)凝固熱力學
4.3 均質形核
4.4 異質形核
4.5 固-液界麵的結構
4.6 晶體長大(固-液界麵的推進)方式和速率
習題
第5章 凝固過程中的傳熱
5.1 鑄件與鑄型的熱交換特點
5.2 凝固過程的溫度場
5.3 鑄件凝固方式
5.4 鑄件凝固時間和速度的計算
習題
第6章 凝固過程中的傳質
6.1 凝固過程中的溶質平衡
6.2 傳質過程中的控製方程
6.3 凝固界麵上的溶質再分配
6.4 凝固過程中的液體流動
習題
第7章 單相閤金的凝固
7.1 純金屬凝固的過程
7.2 成分過冷
7.3 成分過冷對單相閤金凝固過程的影響
習題
第8章 多相閤金的凝固
8.1 共晶閤金的凝固
8.2 偏晶閤金的凝固
8.3 包晶閤金的凝固
習題
第9章 鑄件凝固組織的形成和控製
9.1 鑄件宏觀凝固組織的特徵及形成機理
9.2 鑄件宏觀凝固組織的控製
習題
第10章 定嚮凝固技術
10.1 定嚮凝固工藝
10.2 單晶生長
10.3 柱狀晶的生長
10.4 連續定嚮凝固技術
習題
第11章 快速凝固技術
11.1 快速凝固基本原理
11.2 激冷凝固技術
11.3 大過冷凝固技術
11.4 快速凝固傳熱特點
11.5 快速凝固閤金的組織和性能特徵
習題
第12章 其他超常規條件下的凝固技術
12.1 微重力凝固技術
12.2 超重力凝固技術
12.3 聲懸浮凝固技術
12.4 高壓凝固技術
習題
第13章 金屬基復閤材料的凝固
13.1 概述
13.2 金屬基人工復閤材料的凝固
13.3 自生復閤材料的凝固
習題
第14章 鑄件的收縮及縮孔和縮鬆
14.1 鑄造閤金的收縮
14.2 鑄件中的縮孔和縮鬆
14.3 防止鑄件産生縮孔和縮鬆的途徑
習題
第15章 鑄件凝固過程中産生的偏析
15.1 概述
15.2 微觀偏析
15.3 宏觀偏析
習題
第16章 鑄件中産生的氣孔與非金屬夾雜物
16.1 氣孔的種類
16.2 氣孔的形成機理
16.3 氣孔的防止
16.4 夾雜物
習題
第17章 鑄件凝固後期産生的熱裂紋
17.1 概述
17.2 熱裂形成的溫度範圍及形成機理
17.3 影響熱裂形成的因素
17.4 防止鑄件産生熱裂形成的途徑
習題
第18章 鑄件凝固後産生的應力、變形和冷裂紋
18.1 概述
18.2 鑄件在冷卻過程中産生的熱應力
18.3 鑄件在冷卻過程中産生的相變應力
18.4 鑄件在冷卻過程中産生的機械阻礙應力
18.5 減小或消除鑄造應力的途徑
18.6 鑄件的變形
18.7 鑄件的冷裂
18.8 防止鑄件産生變形和冷裂的途徑
習題
……

前言/序言







《金屬材料凝固工程學:從微觀機製到宏觀性能的精密調控》 前言 金屬材料的凝固過程是材料科學與工程領域中最為基礎也最為關鍵的環節之一。它不僅決定瞭最終材料的微觀結構,如晶粒形態、尺寸分布、相分布以及缺陷類型,進而直接影響到材料的宏觀力學性能、物理性能以及化學性能。從航空航天領域的高溫閤金構件,到能源領域的儲氫材料,再到電子信息産業的集成電路封裝,幾乎所有金屬材料的製備都離不開凝固過程的精密控製。 本書旨在深入探討金屬材料凝固的物理化學原理,並在此基礎上,係統闡述如何通過工程手段實現對凝固過程的精細調控,從而獲得具有特定微觀結構和優異宏觀性能的金屬材料。我們力求將微觀的原子尺度行為與宏觀的工程應用緊密結閤,為材料科學傢、工程師以及相關領域的學生提供一個全麵、深入的學習平颱。 第一章 金屬凝固的相變基礎 金屬凝固的本質是液態金屬在冷卻過程中發生相變,從無序的液態轉變為有序的固態晶體結構。本章將從熱力學和動力學的角度,深入剖析這一過程。 1.1 相平衡與自由能 1.1.1 自由能的定義與意義: 介紹吉布斯自由能(G)在描述材料狀態中的核心作用,即係統在恒溫恒壓下趨於自由能最低的狀態。 1.1.2 液態與固態的自由能麯綫: 繪製不同溫度下液態和固態的自由能隨溫度變化的麯綫。討論熔點(Tm)的定義,即液態和固態自由能相等時的溫度。 1.1.3 亞穩相與相圖: 引入過冷(undercooling)的概念,即實際凝固溫度低於平衡熔點。探討過冷度對相變驅動力的影響。介紹二元閤金相圖,包括固溶體、化閤物、共晶、共析等相變類型,以及相圖如何指導閤金設計。 1.2 凝固的形核與生長 1.2.1 形核機製: 均質形核(Homogeneous Nucleation): 詳細闡述在純淨液態金屬內部,由於原子集團的隨機運動自發形成穩定晶核的理論。介紹臨界形核半徑(r)和臨界自由能(ΔG)的概念,以及形核率與過冷度的關係。 異質形核(Heterogeneous Nucleation): 解釋在固體錶麵(如坩堝壁、雜質顆粒)上形核的更容易性。分析異質形核的驅動力和能量降低機製,強調實際凝固過程中異質形核的主導地位。 形核動力學模型: 簡要介紹Avrami方程等模型,描述形核率隨時間和溫度的變化。 1.2.2 生長機製: 原子逐層堆積(Layer-by-Layer Growth): 描述原子在晶體生長界麵的有序附著過程。 分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)與汽相沉積(Vapor Deposition, CVD)等概念的類比: 從原子尺度理解生長界麵原子排列的規律性。 生長速率與熱/溶質擴散: 分析生長速率受傳熱和溶質再分配(對於閤金)的限製。介紹界麵遷移率對生長形態的影響。 1.3 凝固過程中的傳熱與傳質 1.3.1 傳熱: 潛熱的釋放: 闡述相變過程中釋放的凝固潛熱是限製凝固速率的關鍵因素。 熱傳導與對流: 分析凝固過程中熱量在固液界麵、液態金屬以及周圍環境中的傳遞方式。 傅裏葉定律與努塞爾數: 介紹穩態和瞬態傳熱的數學描述。 1.3.2 傳質: 溶質再分配: 對於閤金,在凝固過程中,不同組元的原子在固液界麵處的溶解度差異會導緻溶質的偏析。 界麵下的溶質邊界層: 描述在固液界麵附近形成的溶質濃度梯度層。 擴散與對流在溶質傳遞中的作用: 分析溶質在固液界麵以及液相中的擴散和對流過程。 基約姆-普爾德(Scheil-Pecherski)方程: 介紹用於預測二元閤金凝固過程中成分偏析的簡化模型。 第二章 凝固組織形成與演化 凝固過程中,形核和生長機製的相互作用,以及傳熱傳質條件的差異,導緻瞭豐富多樣的凝固微觀結構,即凝固組織。本章將重點討論不同形核和生長模式下形成的典型凝固組織。 2.1 等軸晶與柱狀晶的形成 2.1.1 界麵形態: 介紹平麵、胞狀、枝晶狀等固液界麵的形態。 2.1.2 柱狀晶(Columnar Dendrites): 形成條件: 解釋強方嚮性傳熱(通常是垂直於界麵)和較大的過冷度促進柱狀晶的生長。 生長機製: 分析導熱優先方嚮的優勢,以及枝晶臂上的凸起部分優先生長。 優勢與劣勢: 討論柱狀晶的各嚮異性特點,及其對材料性能的影響。 2.1.3 等軸晶(Equiaxed Dendrites): 形成條件: 解釋在較高過冷度和相對均勻的傳熱條件下,異質形核密度高,導緻等軸晶的形成。 生長特點: 描述等軸晶的球狀或近球狀形態。 優勢與劣勢: 討論等軸晶的各嚮同性特點。 2.2 枝晶偏析與非枝晶偏析 2.2.1 枝晶偏析(Dendritic Segregation): 一次偏析: 固液界麵處的溶質偏析,導緻枝晶臂上富集低熔點組元,枝晶間區域富集高熔點組元。 二次偏析: 枝晶臂之間的二次枝晶(second-arm dendrites)進一步加劇瞭枝晶間溶質的富集。 缺陷: 討論枝晶偏析導緻的性能不均勻性,如降低疲勞強度和韌性。 2.2.2 非枝晶偏析(Non-Dendritic Segregation): 區域偏析(Macrosegregation): 在鑄件內部較大的尺度上齣現的組元富集或貧化現象,如浮力效應、對流效應引起的偏析。 微觀偏析(Microsegregation): 在小於枝晶尺寸的尺度上發生的偏析。 幾何偏析(Geometric Segregation): 由於鑄件截麵變化或流動滯留引起的偏析。 2.3 晶粒細化技術 2.3.1 概念與目的: 細化晶粒是提高金屬材料強度的重要手段。 2.3.2 細化原理: 增加形核密度: 加入晶粒細化劑,提供大量異質形核核心。 限製晶粒生長: 通過加入閤金元素或改變凝固速率,抑製大晶粒的形成。 2.3.3 常用細化劑: Al-Ti-B閤金: 在鋁閤金中的應用,TiB顆粒作為形核核心。 Al-Sr閤金: 改變枝晶形態,促進等軸晶的形成。 鋯、鈧等元素: 在其他金屬體係中的應用。 2.3.4 攪拌技術: 電磁攪拌、超聲波攪拌等,通過改變流場和抑製溶質貧化,實現晶粒細化。 2.4 宏觀凝固組織控製 2.4.1 模具設計: 優化澆口、冒口、內澆道等設計,控製金屬液流和散熱。 2.4.2 澆注工藝: 控製澆注溫度、澆注速度,以及壓力。 2.4.3 冷卻方式: 采用定嚮冷卻、分級冷卻等技術,實現不同區域的溫度梯度調控。 2.4.4 充型與凝固模擬: 利用計算機模擬技術,預測和優化凝固過程。 第三章 特殊凝固過程與材料設計 除瞭傳統的鑄造過程,許多先進的材料製備技術都涉及特殊的凝固過程,它們提供瞭更精細的結構控製和性能調控手段。 3.1 定嚮凝固(Directional Solidification, DS) 3.1.1 原理與設備: 介紹定嚮凝固的原理,即在穩定的熱流梯度下,使固液界麵沿特定方嚮移動,形成具有優異性能的等軸晶或柱狀晶。 3.1.2 應用: 高溫閤金渦輪葉片: 獲得單晶或定嚮凝固結構,提高高溫強度和抗蠕變性能。 半導體材料生長: 如碲鎘汞(HgCdTe)等,用於紅外探測器。 透明陶瓷: 提高透光性能。 3.1.3 界麵不穩定性: 分析在定嚮凝固過程中,熱不穩定性和溶質不穩定可能導緻的界麵失穩(如胞狀、枝晶生長)。 3.2 單晶生長(Single Crystal Growth) 3.2.1 達 परिस्थिती(Czochralski, CZ)法: 詳細介紹CZ法的原理、工藝流程及在半導體(矽)、高溫閤金等單晶生長中的應用。 3.2.2 提拉法(Float Zone, FZ)法: 介紹FZ法的特點,如避免坩堝汙染,適用於高純度材料製備。 3.2.3 固相外延(Solid-Phase Epitaxy, SPE): 介紹在已有的晶體襯底上,通過加熱使非晶層或多晶層有序生長的過程。 3.2.4 單晶的優勢: 消除晶界,提高高溫性能、耐腐蝕性以及特殊物理性能。 3.3 快速凝固(Rapid Solidification) 3.3.1 原理與方法: 介紹通過極高的冷卻速率(10^4 - 10^8 K/s)實現非平衡相的形成,如過飽和固溶體、非晶閤金、納米晶等。 3.3.2 工藝: 熔煉噴霧(Melt Spinning)、氣體霧化(Gas Atomization)、激光/電子束熔煉等。 3.3.3 優勢與應用: 非晶閤金(金屬玻璃): 優異的力學性能、軟磁性能和耐腐蝕性。 超細晶粒材料: 提高強度和韌性。 新型閤金設計: 獲得傳統平衡相圖無法得到的相。 3.4 增材製造(Additive Manufacturing, AM)中的凝固 3.4.1 激光/電子束熔化過程: 分析激光或電子束在金屬粉末床上的掃描路徑、能量密度和掃描速度如何影響局部的熔池形成、凝固和再熔化。 3.4.2 快速局部冷卻: 增材製造過程中,金屬粉末床的良好導熱性導緻熔池快速冷卻,易形成非平衡相和細小晶粒。 3.4.3 凝固缺陷: 氣孔、裂紋(特彆是熱裂紋)、層間粘結不良等,與凝固過程密切相關。 3.4.4 過程控製與優化: 功率、掃描速度、層厚、掃描策略等參數對凝固組織和缺陷的影響。 第四章 凝固過程中的缺陷形成與控製 凝固過程中不可避免地會産生各種缺陷,這些缺陷對材料的整體性能産生嚴重影響。本章將詳細探討常見凝固缺陷的成因及其控製方法。 4.1 氣孔(Porosity) 4.1.1 氣體的來源: 溶解氣體: 氫氣(H2)、氮氣(N2)在液態金屬中的溶解度遠高於固態。 吸附在模具錶麵的氣體: 在澆注過程中進入熔體。 燃燒或分解反應: 模具塗層、添加劑等分解産生的氣體。 4.1.2 氣孔的形成機製: 形核: 氣泡在液態金屬中的形核(通常是異質形核)。 生長: 氣泡在液態金屬中隨對流和溫度變化而長大。 上浮與滯留: 氣泡因浮力而上浮,但可能被凝固前沿阻擋而滯留在鑄件內部。 4.1.3 氣孔的控製: 氣體脫除: 真空處理、吹氬處理、超聲波處理。 控製澆注溫度: 降低熔體中氣體溶解度。 優化模具設計: 減少氣體捲入,設置排氣通道。 選擇閤適的熔劑和塗層。 4.2 縮孔與縮鬆(Shrinkage Cavities and Porosity) 4.2.1 凝固收縮: 液態金屬密度小於固態,凝固過程中會發生體積收縮。 4.2.2 縮孔的形成: 在鑄件的最後凝固區域,當液態金屬無法及時補給時,形成大的空腔。 4.2.3 縮鬆的形成: 在凝固過程中,未完全補給的微小孔隙形成。 4.2.4 縮鬆與氣孔的區分: 縮鬆的內錶麵通常為氧化物,而氣孔內錶麵光滑。 4.2.5 縮孔/縮鬆的控製: 閤理設置冒口: 確保最後凝固區域得到液態金屬補給。 優化澆注工藝: 減少澆注過程中的捲氣。 采用定嚮凝固技術。 4.3 裂紋(Cracks) 4.3.1 熱裂紋(Hot Cracks): 在高溫狀態下,由於固液共存區域的變形應力超過材料的抗拉強度而産生。 形成原因: 嚴重的枝晶偏析、形變抗力大的夾雜物、過高的應力集中。 控製: 優化閤金成分,減少易形成液態薄膜的夾雜物,控製凝固速率和模具設計。 4.3.2 冷裂紋(Cold Cracks): 在較低溫度下,由於殘餘應力或外加應力作用而産生。 控製: 消除鑄件內應力,如進行熱處理。 4.4 夾雜物(Inclusions) 4.4.1 氧化物夾雜: 鋁、鎂、鈦等活潑金屬氧化後形成的氧化物。 4.4.2 硫化物夾雜: 如MnS等,可能影響材料的塑性和韌性。 4.4.3 氮化物夾雜: 如TiN等。 4.4.4 控製: 嚴格控製熔煉氣氛,使用精煉劑,優化澆注工藝。 第五章 凝固模擬與性能預測 隨著計算科學的發展,凝固模擬技術在理解凝固過程、優化工藝參數以及預測材料性能方麵發揮著越來越重要的作用。 5.1 凝固模擬的物理模型 5.1.1 傳熱模型: 求解能量守恒方程,模擬溫度場分布。 5.1.2 傳質模型: 求解質量守恒方程,模擬溶質濃度場分布,包括相變潛熱對流和擴散的影響。 5.1.3 流動模型: 求解Navier-Stokes方程,模擬液態金屬的流動行為,包括對流、湍流等。 5.1.4 形核與生長模型: 結閤微觀形核動力學和界麵生長理論,模擬晶粒形態、尺寸分布和取嚮。 5.2 模擬軟件與應用 5.2.1 有限元法(FEM)與有限差分法(FDM): 介紹常用的數值離散方法。 5.2.2 商業軟件: 如ProCAST, MAGMASoft, FLOW-3D等,及其在鑄造工藝設計、缺陷預測方麵的應用。 5.2.3 材料數據庫: 模擬所需的材料熱物性參數、相圖等。 5.3 宏觀偏析模擬 5.3.1 考慮浮力、對流、凝固收縮等因素。 5.3.2 預測鑄件內部的成分均勻性。 5.4 微觀組織模擬 5.4.1 晶粒生長模擬: 模擬等軸晶、柱狀晶的形成,以及枝晶生長過程。 5.4.2 顯微偏析模擬: 結閤相場模型(Phase-field model)或元胞自動機(Cellular Automata, CA)等,模擬更精細的微觀組織演化。 5.5 凝固模擬與性能預測的結閤 5.5.1 模擬結果作為性能預測的輸入: 如根據模擬的組織結構和偏析情況,預測力學性能。 5.5.2 反嚮工程: 根據所需的性能,反推齣最佳的凝固工藝參數。 5.5.3 數字化製造與智能製造: 模擬在智能工廠中的應用,實現工藝的在綫監測和反饋控製。 結論 金屬材料的凝固過程是連接液態金屬與固態材料性能的橋梁。深入理解凝固的相變基礎、微觀組織形成機製、宏觀組織調控手段,以及各種特殊凝固技術和缺陷控製方法,對於開發高性能金屬材料、優化生産工藝、提高産品質量至關重要。本書力求為讀者提供一個係統、深入的學習框架,引導大傢掌握從原子尺度到宏觀工程應用的凝固工程學知識,為材料科學與工程領域的創新與發展貢獻力量。 參考文獻 (此處應列齣相關學術專著、期刊論文等,限於篇幅,此處從略)

用戶評價

評分

這本書的價值,還在於它非常接地氣,緊密結閤瞭實際的工業生産需求。作者在講解理論知識的同時,並沒有忽略實際應用中的各種復雜情況。例如,在討論鑄造缺陷時,書中不僅解釋瞭缺陷的形成機理,還提供瞭許多實際的工藝調整建議,比如如何優化澆注溫度、如何選擇閤適的模具材料、如何進行後處理等。這些內容對於我們這些即將走嚮工作崗位的學生來說,是非常寶貴的實踐經驗。我尤其被書中關於“定嚮凝固技術在高性能閤金中的應用”的章節所吸引。通過介紹渦輪葉片、高溫閤金等關鍵部件的製造過程,我深刻體會到凝固科學在現代工業中的重要地位。書中對於這些復雜工藝的講解,雖然涉及多方麵的知識,但作者的處理方式依然是條理清晰,重點突齣。讓我感覺,這本書不僅僅是教我“知道”,更是教我“怎麼做”。從實驗室的理論研究到工業生産的實際應用,這本書為我架起瞭一座堅實的橋梁,讓我能夠更好地理解和掌握凝固技術在實際生産中的應用。

評分

這本書給我帶來的衝擊,遠不止於對基礎知識的理解。它更像是一扇窗,讓我得以窺見材料凝固領域前沿的研究動態和發展趨勢。作者在敘述過程中,巧妙地融入瞭許多最新的科研成果和技術進展,讓我在學習基礎理論的同時,也能對這個學科的未來發展有一個宏觀的把握。例如,在講解定嚮凝固和單晶生長技術時,書中詳細介紹瞭這些技術在航空航天、能源等關鍵領域的應用,以及其背後所涉及的復雜物理過程。我特彆被書中關於“凝固過程中微觀結構的演變”的章節所震撼。通過對晶粒尺寸、晶界、第二相粒子分布等微觀特徵的深入分析,我纔真正理解到,材料的宏觀性能是如何由這些微觀結構所決定的。書中對於各種先進錶徵技術(如掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射綫衍射等)在凝固研究中的應用,也進行瞭詳細的介紹,讓我對如何通過實驗手段來驗證和深化理論理解有瞭更清晰的認識。此外,書中還觸及瞭一些非常具有挑戰性的議題,比如液態金屬的結構與動力學、非平衡凝固等,這些內容雖然深度較大,但作者的講解方式依然保持瞭清晰的邏輯和易於理解的語言,讓我即使在麵對復雜概念時,也能保持學習的興趣和動力。我感覺這本書不僅為我打下瞭堅實的理論基礎,更激發瞭我對材料科學更深層次探索的欲望,讓我看到瞭在這個領域無限的可能性。

評分

這本書的結構設計非常閤理,從宏觀的凝固現象到微觀的原子行為,層層遞進,邏輯清晰。我尤其欣賞作者在引入凝固過程中,對於“自由能最小化”原理的詳細闡述。這個基礎概念貫穿瞭整個凝固過程的始終,理解瞭它,就能理解為什麼金屬會發生相變,為什麼會形成特定的晶體結構。書中通過多個具體的例子,生動地展示瞭自由能如何驅使凝固過程的發生。例如,在講到過冷度時,作者解釋瞭隻有當實際溫度低於平衡凝固溫度一定程度時,成核和生長纔會發生,而這個“過冷”的程度,正是由自由能的變化來決定的。這種從最根本的物理化學原理齣發的講解,讓我對凝固過程有瞭更深刻的洞察。而且,書中對於不同閤金體係的凝固行為,比如二元閤金、多元閤金,也做瞭詳細的對比和分析。我特彆喜歡書中關於“相圖”的講解。相圖不僅僅是二維的圖示,它背後蘊含著豐富的熱力學信息,而這本書則教我如何解讀這些信息,如何利用相圖來預測閤金的凝固路徑和最終的微觀組織。這對於閤金設計和凝固工藝的優化,具有極其重要的指導意義。

評分

作為一名即將步入科研殿堂的學生,我一直在尋找一本能夠係統梳理鑄造金屬凝固原理,同時又能引導我進行創新性思考的教材。《鑄造金屬凝固原理》正是這樣一本讓我驚喜的書。它並非簡單地陳述知識點,而是通過對凝固過程的深入分析,鼓勵讀者去質疑、去探索。書中反復強調“為什麼”和“如何”,引導我們不僅僅是記住結論,更是理解其背後的原理和機製。例如,在討論不同凝固模式(如平麵凝固、非平麵凝固)對材料性能的影響時,作者會引導我們思考,在不同的應用場景下,哪種凝固模式更適閤,以及如何通過工藝控製來實現目標。這種引導性的教學方式,極大地提升瞭我的批判性思維和解決問題的能力。書中對於“熱量和質量傳遞在凝固過程中的耦閤作用”的論述,讓我對其有瞭全新的認識。我之前總是將這兩個概念分開理解,但這本書清晰地展示瞭它們之間是如何相互影響,共同決定凝固行為的。比如,在鑄造過程中,冷卻速率如何影響枝晶臂的生長,從而改變材料的力學性能,這樣的聯係在書中得到瞭非常充分的體現。這本書給我最大的啓示是,凝固過程並非是一個靜態的過程,而是動態的、復雜的相互作用。它鼓勵我們去“玩轉”這些相互作用,去設計齣具有特定性能的材料。

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這本書的嚴謹性讓我肅然起敬。作者在引用每一個公式、每一個理論時,都力求做到精確和有據可依。我尤其欣賞書中對於“熱力學”在凝固過程中的應用的深入剖析。從最基礎的能量守恒定律,到熵增原理,再到吉布斯自由能,每一個概念都與凝固過程中的相變緊密相連。作者通過對這些基本原理的詳細闡述,讓我明白,凝固的發生,歸根結底是由能量變化所驅動的。例如,在講解“相變潛熱”時,作者詳細解釋瞭在液態轉變為固態的過程中,為什麼會釋放大量的熱量,而這個熱量的釋放,又是如何影響凝固的速率和微觀結構的。書中還介紹瞭各種“熱力學模型”,比如Calphad模型,並解釋瞭它們是如何幫助我們預測材料的相平衡和凝固行為的。這讓我對材料的內在屬性有瞭更深的理解,也為我進行材料設計和工藝優化提供瞭堅實的理論基礎。

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《鑄造金屬凝固原理》給我帶來的不僅僅是知識的增長,更是一種解決問題的思維方式。在閱讀這本書的過程中,我發現作者總是會引導讀者去思考“如果……會怎樣?”的問題。例如,在討論“冷卻速率對晶粒尺寸的影響”時,作者不僅給齣瞭結論,還引導我們思考,如果冷卻速率加快,晶粒尺寸會如何變化?如果冷卻速率過快,又會帶來哪些新的問題?這種啓發式的教學方法,讓我不僅僅是被動地接受知識,而是主動地去探索和思考,從而極大地提升瞭我的學習效率和獨立解決問題的能力。書中對於“凝固收縮”的講解,讓我印象尤為深刻。收縮不僅會引起尺寸變化,更重要的是會導緻內部應力的産生,甚至引發裂紋。作者詳細地分析瞭收縮的機理,並介紹瞭各種避免和減小收縮的方法,比如采用補縮係統、優化模具設計等。這些內容對於實際的鑄造生産具有直接的指導意義,讓我感覺這本書不僅僅是理論知識的堆砌,更是解決實際工程問題的“實操指南”。

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這本書讓我深刻體會到,凝固不僅僅是一個物理過程,更是一個復雜的化學和動力學過程。作者在講解“溶質原子的偏析”時,用非常形象的比喻,讓我一下子就理解瞭為什麼在閤金凝固時,會發生成分的不均勻分布。他解釋說,就像是在一個擁擠的房間裏,某些人會因為身高或肢體原因,更容易擠到前麵或後麵一樣,溶質原子在凝固界麵的遷移也存在著類似的“傾嚮性”。這種生動的類比,極大地降低瞭理解門檻,讓我能夠輕鬆掌握原本可能比較抽象的概念。而且,書中還深入探討瞭“擴散”在溶質原子偏析中的作用。我之前總覺得擴散是一個緩慢的過程,但通過這本書,我纔瞭解到,在凝固過程中,快速的擴散以及與生長動力學的協同作用,是導緻偏析的關鍵因素。書中還介紹瞭各種“偏析模型”,比如Korah-Chakravarty模型、Lever Rule等,並詳細解釋瞭它們的應用範圍和局限性。這讓我能夠根據不同的情況,選擇閤適的模型來分析和預測凝固過程中的溶質分布,為我的後續研究和實踐提供瞭重要的理論工具。

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《鑄造金屬凝固原理》這本書,給我最直觀的感受就是它的“厚重感”。它不僅僅是一本書,更像是一位經驗豐富的導師,循循善誘地引導我深入理解鑄造金屬凝固的每一個細節。我特彆喜歡書中對於“凝固界麵演變”的詳細描述。從最初的平麵界麵,到枝晶界麵,再到最後復雜的多相共存界麵,每一個階段的演變都伴隨著能量和物質的交換。作者通過大量的示意圖和物理模型,讓我得以清晰地“看到”這些肉眼不可見的微觀變化。例如,書中對於“錶麵能”在凝固界麵演變中的作用的解釋,讓我明白瞭為什麼晶體會傾嚮於形成特定的取嚮,以及為什麼在某些情況下會齣現粗大晶粒。此外,書中關於“晶體缺陷”在凝固過程中的形成和演變,也給我留下瞭深刻的印象。 dislocations, stacking faults, twins 這些概念,在凝固過程中是如何産生的,又會如何影響材料的最終性能,書中都做瞭非常詳細的講解。這讓我意識到,凝固過程不僅僅是晶體的生長,更是伴隨著各種復雜缺陷的形成和演變。對我而言,這就像是打開瞭一個全新的視角,去理解材料的內部世界。

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我最近有幸拜讀瞭《鑄造金屬凝固原理/21世紀全國高等院校材料類創新型應用人纔培養規劃教材》,這本書簡直是我學習鑄造領域的“寶藏”。從第一頁翻開,就被那嚴謹的邏輯和清晰的講解所吸引。這本書不僅僅是在羅列公式和定理,它更是將抽象的物理化學原理,用一種非常直觀的方式呈現在讀者麵前。我尤其欣賞作者在闡述凝固過程中的相變動力學時,那種層層遞進的講解方式。從最基礎的成核理論,到晶體生長機製,再到不同材料體係(如純金屬、閤金、復閤材料)的凝固特點,都梳理得井井有條。書中大量的圖示和實例,讓那些原本枯燥的概念變得生動有趣。例如,在講解枝晶生長時,作者通過不同晶體生長習性的對比,讓我立刻就能理解為什麼某些金屬會形成樹枝狀的晶體結構,而另一些則呈現齣不同的形態。這種可視化教學,極大地增強瞭我的理解能力和記憶效果。而且,書中還特彆強調瞭凝固過程中的缺陷形成機製,比如氣孔、疏鬆、縮鬆等,並深入剖析瞭這些缺陷的根源。這一點對於我們這些未來的材料工程師來說至關重要,因為瞭解瞭缺陷的産生,纔能在實際生産中采取有效的預防和控製措施。作者在這部分內容的處理上,既有理論深度,又不乏實踐指導意義,讓我覺得這本書不僅僅是教科書,更像是一本指導我們解決實際工程問題的“秘籍”。從理論到實踐的無縫銜接,是這本書給我最深刻的感受之一。

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總的來說,《鑄造金屬凝固原理》這本書,是一本集理論深度、實踐指導和前沿視野於一體的優秀教材。它不僅僅是材料類專業學生的必讀之作,對於任何對金屬凝固過程感興趣的讀者來說,都是一本極具價值的讀物。我尤其贊賞作者在書中對於“凝固過程中應力與變形”的探討。我之前一直以為凝固主要是能量和質量的傳遞,卻忽略瞭由此帶來的力學效應。這本書讓我瞭解到,由於溫度梯度和相變引起的體積變化,在凝固過程中會産生巨大的應力,這些應力如果得不到有效的控製,就會導緻鑄件的開裂、變形等缺陷。作者詳細分析瞭這些應力的來源,以及它們對鑄件質量的影響,並介紹瞭一些控製應力的有效手段,比如優化冷卻方式、退火處理等。這一點讓我意識到,凝固科學是一個多學科交叉的領域,它需要我們同時掌握物理、化學、力學等多個方麵的知識。這本書為我打開瞭一個更廣闊的視野,讓我對材料科學有瞭更全麵的認識。

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打包能不能用心點,要把書給報廢嗎

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???

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給老公買的

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快遞小哥人很好,書很棒,比教材好用

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打包能不能用心點,要把書給報廢嗎

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質量很好,正在學習中

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質量很好,正在學習中

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還可以

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還可以

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