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张毅，陈小红，田保红 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122285058

商品编码：15539357600

包装：平装-胶订

出版时间：2017-01-01

基本信息

书名：铜及铜合金冶炼、加工与应用

：128.00元

作者：张毅,陈小红,田保红

出版社：化学工业出版社

出版日期：2017-01-01

ISBN：9787122285058

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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铜合金应用广泛，具有优异的导电和抗菌性能，是其他材料无法替代的。本书内容广泛，涵盖了铜合金冶炼，加工与处理的各个方面，作者田保红教授的团队依托多项国家自然科学基金项目，863项目以及河南省级科研项目的成果编写本书，技术先进，对实践有很强的指导价值。

内容提要

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本书系统介绍了铜及铜合金冶炼，加工与应用的基础原理及工程技术。本书共十七章，主要内容包括铜及铜合金的冶炼与铸造，铜合金的加工技术，铜合金的热处理，铜合金的耐蚀性，铜及铜合金的表面处理，铜合金的焊接，铜合金的评价试验与测定方法，铜及铜合金的再利用，铜合金导电材料，电子工业用铜合金材料，热交换器铜合金材料，建筑用铜合金材料，切削成形用铜合金材料，铜合金功能材料，铜合金粉末冶金材料，铜及铜合金铸件等。并结合作者的有关研究成果对引线框架铜合金，铜基复合材料， 弥散强化铜，电接触用铜合金等近年来发展较快的高性能电子铜合金进行了介绍。本书适合材料，机械，冶金，汽车，化工，电子，电力等领域中相关科研人员和工程技术人员参考，也可作为铜合金加工行业技术人员，高等院校材料科学与工程及相关专业研究生或高年级本科生教材和参考书。

目录

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第1章原材料1

1.1铜矿石和铜精矿1

1.1.1铜的矿物及矿床1

1.1.2铜储量2

1.1.3铜矿石的选矿3

1.1.4铜精矿4

1.2铜的冶炼方法4

1.2.1概述4

1.2.2铜冶炼的种类5

1.2.3干法冶炼5

1.2.4湿法冶炼6

1.3铜的电解精炼11

1.4铜合金原料15

参考文献16

第2章熔化和铸造17

2.1熔化17

2.1.1熔化方法和熔炼炉17

2.1.2熔体处理24

2.2铸造27

2.2.1凝固现象和组织27

2.2.2铸造法30

2.2.3连铸连轧36

2.3铸锭热处理38

2.3.1概述38

2.3.2铸锭二次加热38

2.3.3均匀化处理39

参考文献40

第3章加工42

3.1塑性加工基础42

3.1.1塑性变形机制42

3.1.2塑性变形及其影响因素46

3.1.3加工过程中的组织变化57

3.1.4塑性加工力学62

3.1.5塑性加工方法及分类70

3.2塑性加工技术71

3.2.1板和带的加工71

3.2.2管和棒的加工78

3.2.3线材的加工85

3.2.4特殊加工86

3.2.5二次加工89

参考文献91

第4章热处理93

4.1热处理基础93

4.1.1回复与再结晶93

4.1.2影响回复与再结晶的因素99

4.1.3常用材料的退火组织及其控制102

4.1.4时效处理109

4.2热处理技术126

4.2.1热处理方法和热处理炉126

4.2.2酸洗与表面清理132

参考文献134

第5章耐蚀性136

5.1腐蚀基础136

5.1.1耐腐特性136

5.1.2电化学特性137

5.2使用环境和材料腐蚀139

5.2.1铜及铜基合金的耐腐蚀性139

5.2.2淡水中铜管的腐蚀141

5.2.3大气中铜及铜合金的腐蚀143

5.2.4海水中铜合金的腐蚀144

5.2.5应力腐蚀开裂147

5.3腐蚀防护技术149

5.3.1电流防腐蚀149

5.3.2缓蚀剂154

5.3.3涂装158

参考文献159

第6章表面处理161

6.1预处理161

6.1.1概述161

6.1.2机械预处理161

6.1.3化学和电化学预处理167

6.2化学处理170

6.2.1化学转化膜处理170

6.2.2化学着色处理172

6.3镀覆176

6.3.1电镀176

6.3.2化学镀182

6.3.3气相沉积185

6.4浸蚀190

6.4.1概述190

6.4.2化学浸蚀191

参考文献192

第7章焊接194

7.1概述194

7.1.1焊接技术的发展195

7.1.2国内焊接技术的发展现状196

7.2熔化焊197

7.2.1焊接性198

7.2.2焊接方法198

7.2.3焊接材料202

7.2.4实例205

7.3钎焊和钎焊剂206

7.3.1硬钎焊208

7.3.2软钎焊209

7.4其他联接210

7.4.1扩散联接210

7.4.2压接211

7.4.3特殊联接214

参考文献216

第8章铜及铜合金评价试验与测定方法218

8.1概论218

8.1.1铜合金的大气腐蚀218

8.1.2海洋环境腐蚀218

8.1.3应力腐蚀219

8.1.4脱成分腐蚀220

8.2评价试验221

8.2.1脱锌腐蚀试验221

8.2.2应力松弛试验222

8.2.3应力腐蚀开裂试验223

8.2.4钎焊性试验225

8.2.5镀层性能试验226

8.2.6热交换器用铜合金管的残余应力试验227

8.3测定方法228

8.3.1极化特性测试方法228

8.3.2膜厚测定方法229

参考文献230

第9章废铜利用232

9.1铜的再生和利用概述232

9.1.1发展循环经济与有色金属232

9.1.2再生铜工业现状和存在的问题233

9.1.3再生铜工业发展趋势235

9.2铜废料的直接回收利用236

9.2.1用铜合金废料直接生产铜合金237

9.2.2用紫杂铜连铸连轧生产低氧光亮铜杆237

9.3废杂铜的火法冶炼239

9.3.1废杂铜的火法熔炼239

9.3.2废杂铜熔炼常用熔炼炉及工艺241

9.3.3再生粗铜的火法精炼241

9.3.4再生铜阳极的电解精炼242

9.4废杂铜的湿法冶炼242

参考文献243

第10章导电材料245

10.1概述245

10.2电力用铜系材料246

10.2.1纯铜类材料246

10.2.2铜合金材料248

10.2.3仪表用铜合金材料256

10.3电极材料257

10.3.1电阻焊用电极材料259

10.3.2放电加工用电极材料263

10.4超导电铜材料264

10.4.1超导材料概述264

10.4.2超导电线的稳定化267

10.4.3稳定化态铜在极低温度下的特性269

参考文献269

第11章电子工业用材料272

11.1电子管用材料272

11.1.1电子管用无氧铜272

11.1.2电子管用无氧铜的其他用途274

11.2半导体封装用材料274

11.2.1引线框架材料275

11.2.2引线框架用铜材料276

11.2.3引线框架用铜合金热变形行为281

11.3机械零件用材料298

11.3.1弹簧材料298

11.3.2触点材料299

11.4电路材料310

11.4.1铜箔310

11.4.2铜印刷电路313

11.5使用环境和失效315

11.5.1电子器件的使用环境315

11.5.2环境因素与失效现象315

11.5.3室内环境316

11.5.4大气腐蚀316

11.5.5硫化物蠕变317

11.5.6迁移318

11.5.7微动318

11.5.8扩散320

11.5.9应力腐蚀开裂321

参考文献321

第12章热交换器材料324

12.1冷冻空调用铜管324

12.1.1腐蚀类型325

12.1.2高性能传热管326

12.2汽车散热器材料327

12.2.1腐蚀类型与控制方法327

12.2.2材料328

12.3工业用热交换器材料328

参考文献330

第13章建筑用材料331

13.1建筑给水用铜管331

13.1.1特征331

13.1.2使用注意要点332

13.2屋顶用铜板336

13.2.1特征336

13.2.2着色铜板336

参考文献337

第14章切削成形用材料338

14.1切削用铜合金338

14.1.1概述338

14.1.2易切削黄铜的成分和组织339

14.1.3易切削性能340

14.2锻造用铜合金341

14.2.1锻造和锻造机械的种类341

14.2.2锻造的加热方式342

14.2.3加热锻造用润滑剂345

14.2.4锻造常见缺陷346

14.3拉深用材料347

14.3.1拉深用铜合金347

14.3.2拉深加工力学347

14.3.3拉深工艺性与金属学的关系349

14.3.4特殊拉深加工351

14.4货币用材料352

14.4.1货币用材料的种类352

14.4.2货币用材料的加工353

参考文献357

第15章特殊功能材料359

15.1形状记忆合金359

15.1.1概述359

15.1.2形状记忆合金的力学性能和机理360

15.1.3铜系形状记忆合金的种类363

15.1.4Cu-Zn-Al合金的制造工程364

15.1.5特性366

15.1.6使用方法和应用举例368

15.2汽车用耐磨材料371

15.2.1概述371

15.2.2汽车同步器齿环材料的摩擦与磨损372

15.2.3实用合金的种类和特性374

15.3连铸结晶器用铜材料375

15.3.1概述375

15.3.2连续铸造用结晶器的要求和特性377

15.3.3实用合金的种类和特性380

15.4减振合金382

15.4.1减振机理382

15.4.2热处理和组织384

15.4.3实用合金的种类和特性386

参考文献391

第16章粉末冶金材料393

16.1概述393

16.2制造技术396

16.2.1粉末的制造396

16.2.2粉末的性质403

16.2.3成形406

16.2.4烧结410

16.3实用烧结铜合金及其应用实例415

16.3.1烧结含油轴承415

16.3.2摩擦材料416

16.3.3机械零件417

16.3.4电器零件418

16.3.5铜熔渗零件418

参考文献419

第17章铜及铜合金铸件421

17.1铸造方法421

17.1.1砂型铸造421

17.1.2金属型铸造422

17.1.3连续铸造423

17.1.4其他铸造方法427

17.2熔体性质，凝固特性及铸造缺陷431

17.2.1熔体性质431

17.2.2熔体流动性432

17.2.3补缩效果433

17.2.4铸件开裂性434

17.2.5耐压性435

17.3种类和特征436

17.3.1铜铸件436

17.3.2青铜铸件436

17.3.3磷青铜铸件438

17.3.4铅青铜铸件439

17.3.5黄铜铸件440

17.3.6高强黄铜铸件441

17.3.7铝青铜铸件442

参考文献443

作者介绍

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田保红，河南科技大学材料科学与工程学院，副院长，教授，1989年中国矿业大学本科毕业，1992年洛阳工学院硕士毕业，2000年中科院金属所博士毕业,2005年日本大阪大学研究员。河南省学术技术带头人，省杰出青年基金获得者，省高校创新人才，省高校青年骨干教师，洛阳市专家。主要从事高性能电子铜合金，弥散强化铜基复合材料等研究，获省部级科技进步一等奖1项，二等奖3项，三等奖5项。在高强高导大规模集成电路引线框架铜合金，高热强纳米氧化铝弥散强化铜基复合材料，真空开关触头材料，高速电弧喷涂技术应用等方面发表研究论文126篇，被SCI，EI收录33篇次，出版《高性能铜合金及其加工技术》，《铜合金功能材料》，《先进材料表面处理及测试技术》等学术专著5部，参编《机械工程材料》教材1部，发明授权3项，申请14项。现承担国家“863”项目1项，国家自然科学基金项目2项，主持河南省杰出青年科学基金项目1项，河南省高校创新人才培养工程基金1项。

文摘

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序言

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《工业金属的脉络：从地壳深处到现代生活的奇迹》 在现代工业文明的宏大叙事中，金属扮演着不可或缺的基石角色。它们不仅构成了我们生存与发展的基础设施，更以其独特的物理和化学性质，驱动着科技的飞速进步，塑造着日常生活的方方面面。本书并非专注于某一特定金属的冶炼、加工或应用，而是将目光投向工业金属这一更为广阔的领域，深入剖析它们从地球深处被开采出来，历经一系列复杂而精密的工业流程，最终转化为支撑我们现代社会运转的无数关键部件的完整旅程。 我们将从地质学的视角出发，追溯这些工业金属在地壳中的形成过程。了解它们的富集规律、矿床类型，以及勘探和开采的初步阶段。这不仅是科学的探究，更是一场对地球馈赠的致敬。通过对不同矿石的认识，读者将初步理解工业金属的来源之艰辛，以及人类对这些宝贵资源的早期认知与利用。 随后，本书将聚焦于金属的提炼与精炼。不同于仅限于一种或几类金属的冶炼流程，我们将以概览性的方式，介绍几种最主要的工业金属（如铁、铝、铜、镍、锌、钛等）在工业上通用的提取和净化技术。这包括火法冶金（如高炉炼钢、电解炼铝）、湿法冶金（如浸出、萃取、电积）以及电化学精炼等核心工艺。我们将深入浅出地解析这些技术背后的化学原理和工程挑战，展现人类如何凭借智慧与勤劳，将粗糙的矿石转化为纯净而具有应用价值的金属材料。这部分内容将侧重于不同冶金方法之间的共性与差异，以及它们各自的优势和局限性，从而帮助读者建立起对工业金属冶炼过程的整体认知。 金属的加工是其实现应用价值的关键环节。本书将介绍几种广泛应用于各种工业金属的成形与改性技术。这包括但不限于： 塑性变形加工： 轧制（热轧、冷轧）、锻造（自由锻、模锻）、挤压、拉拔、冲压等。我们将探讨不同变形方式对金属组织结构和力学性能的影响，以及如何通过精确的工艺控制来获得所需的形状和性能。例如，轧制如何在宏观层面改变金属板材的尺寸和形状，而微观层面上又如何影响晶粒的取向和尺寸分布。 焊接与连接技术： 介绍不同种类的焊接方法（如弧焊、电阻焊、激光焊）及其在连接金属部件中的应用。同时，也将涉及铆接、螺纹连接等机械连接方式，以及它们在不同工程领域的选择依据。 表面处理与改性： 包括热处理（退火、淬火、回火、时效）、化学处理（酸洗、钝化、磷化）以及物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等表面强化技术。我们将分析这些技术如何提升金属材料的耐腐蚀性、耐磨性、硬度或导电性，为金属在严苛环境下的应用奠定基础。 在对金属的来源、提炼和加工有了充分的了解后，本书将进入其更为广泛和深入的应用领域。我们将按照不同行业和功能进行分类，系统地介绍工业金属在现代社会中的关键作用： 基础设施建设： 钢铁在桥梁、高层建筑、铁路、管道等大型工程中的核心地位，铝合金在航空航天和轻量化车辆结构中的应用，以及铜在电力输送和通信网络中的不可替代性。我们将探讨不同金属材料在满足结构强度、耐久性、抗腐蚀性等方面的特殊要求。 交通运输： 汽车、火车、飞机、船舶等交通工具的制造离不开各种金属。分析不同金属及其合金在发动机、车身、结构件、内饰等部位的应用，以及它们对提高燃油效率、安全性和舒适性的贡献。例如，铝合金在汽车轻量化中的作用，以及钛合金在航空发动机中的优越性能。 能源领域： 从发电厂的锅炉、涡轮机，到输电线的铜导线，再到太阳能电池板和风力发电机组的部件，金属在能源的生产、传输和储存中无处不在。我们将探讨耐高温合金在发电技术中的重要性，以及稀土金属在永磁材料中的应用。 电子与通信： 铜在电路板、电缆和连接器中的广泛应用，铝在散热器和外壳中的作用，以及半导体材料（如硅）的加工与应用。本书将揭示金属材料如何成为支撑信息时代高速运转的微观基础。 医疗与健康： 生物相容性优良的金属（如钛合金、不锈钢）在植入物（如人工关节、心脏支架）中的应用，以及精密加工技术在医疗器械制造中的关键作用。 日常生活用品： 从厨房用具、家电外壳，到精密仪器和装饰品，各种金属材料以其独特的质感、耐用性和美观性，丰富着我们的日常生活。 本书在介绍各类金属及其应用时，将特别关注不同金属材料之间的性能对比和选择依据。例如，为什么在某些场合需要选择高强度钢，而在另一些场合则更倾向于使用轻质的铝合金；为何需要铜作为导电材料，而银或金在某些特定精密应用中则更为优越。我们将探讨材料科学的基本原理，解释金属的微观结构如何决定其宏观性能，以及如何通过合金化和热处理等手段来优化材料的综合性能，以满足日益复杂和严苛的应用需求。 此外，本书还将触及工业金属领域的未来发展趋势。包括新型合金的开发、增材制造（3D打印）技术在金属加工中的潜力、以及循环经济理念下金属回收与再利用的重要性。我们将展望金属材料如何继续在可持续发展、能源转型和科技创新中发挥关键作用。 总而言之，《工业金属的脉络》旨在为读者提供一个关于工业金属的全面而深入的宏观视野。它不是一本关于某个特定材料的教科书，而是一部关于人类如何理解、驾驭和利用地球馈赠的金属资源，从而不断推动文明进步的史诗。本书将带领读者穿越从地质构造到工业生产，再到现代生活的每一个角落，深刻理解工业金属在我们世界中所扮演的至关重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

从一个对科学发展史感兴趣的读者的角度来看，这本书可能还会包含一些关于铜及其合金研究发展历程的叙述。我猜想，书中可能会追溯铜的发现和早期应用，例如青铜时代是如何因铜合金的出现而开启一个崭新的文明阶段。接着，可能会介绍近代以来，随着科学技术的进步，人们对铜及其合金的认识是如何不断深入的，包括对合金相图的绘制、相变理论的建立，以及各种新型铜合金的研发历程。书中可能会提及一些在铜合金领域做出杰出贡献的科学家和工程师，以及他们所开创性的研究成果。同时，书中也可能探讨在不同历史时期，铜及其合金在社会经济发展中扮演的角色，以及它们是如何促进工业革命和社会进步的。这种历史性的视角，不仅能让我们了解铜合金技术是如何一步步发展到今天的，也能从中看到人类智慧的闪光和探索精神的传承，为我们今天的科技创新提供历史的借鉴和启迪。

评分☆☆☆☆☆

从另一个角度审视这本书，我更倾向于将其视为一本对现代工业材料科学的百科全书。铜及其合金在现代社会的应用可谓无处不在，这本书应该会从宏观到微观，系统地梳理这些材料是如何满足不同行业需求的。比如，在电子电气领域，铜因其优异的导电性和导热性，是电线电缆、印刷电路板、连接器等不可或缺的材料。书中或许会解释不同铜合金（如磷青铜、黄铜）在导电性、耐腐蚀性、机械强度等方面的权衡，以及它们如何被设计和制造以满足特定电子元件的要求。再比如，在汽车工业，铜合金被广泛应用于散热器、制动管路、轴承等部件。书中可能会深入探讨这些应用对材料的耐磨性、抗疲劳性、耐高温性以及与其它材料的相容性等方面提出的挑战，以及相应的合金设计和热处理方案。甚至可能提及一些新兴领域的应用，如在航空航天、医疗器械或新能源技术中，铜及其合金是如何发挥其独特性能的。这种跨领域的应用介绍，无疑会极大地拓展读者的视野，并加深对材料在工程实践中重要性的认识。

评分☆☆☆☆☆

一本名为《铜及铜合金冶炼、加工与应用》的书，读完之后，我脑海中浮现的是一系列关于这本著作可能探讨的领域，尽管我的实际阅读体验并不能完全涵盖书中所有细节。首先，这本书似乎是一部相当深入的工业技术手册。我想象它会详细介绍铜矿石从被开采出来，经历各种物理和化学过程，最终提炼成纯铜或各种铜合金的完整流程。这其中必然涉及到冶炼过程中各种复杂的反应机理，例如氧化还原反应、熔炼温度的控制、助剂的选择以及杂质的去除等等。我甚至可以想象书中会有一章专门讨论不同冶炼方法的优缺点，比如火法冶金和湿法冶金，以及它们各自适用的矿石类型和环境影响。接着，书中关于“加工”的部分，我猜测会是一场金属成形技术的盛宴。从铸造、锻造、轧制、挤压到拉拔，每一个环节都可能被细致地剖析。比如，对于铜合金的铸造，如何控制合金的凝固过程，避免气孔和缩松；对于轧制，如何通过控制变形量和温度来获得理想的晶粒结构和力学性能；而对于挤压和拉拔，则可能需要讲解模具的设计、润滑剂的选择以及变形机制。这些加工过程的精细控制，直接关系到最终产品的质量和性能，因此书中对这些内容的详尽阐述是必不可少的。

评分☆☆☆☆☆

如果我是一位材料工程师，那么《铜及铜合金冶炼、加工与应用》这本书对我来说，更像是一本实用的工具书和问题解决指南。我可能会利用它来解决生产过程中遇到的实际问题。例如，当我们在生产一种特定的铜合金零部件时，如果遇到了材料脆性过大的情况，我可能会翻阅书中关于合金元素对材料性能影响的章节，查找是否存在合适的添加剂来改善这种状况，或者检查热处理工艺是否需要调整。当需要选择一种铜合金来替代现有材料，以提高产品的耐腐蚀性或降低成本时，书中关于不同铜合金的性能参数对比和应用案例分析，将为我提供宝贵的参考信息。书中可能会包含大量的数据图表，例如不同温度下合金的力学性能曲线、不同加工方式对晶粒尺寸的影响图、以及各种铜合金的腐蚀速率对比等。这些数据将是指导我们进行材料选择、工艺优化和产品设计的重要依据。这本书的存在，无疑会大大提升工程师在面对复杂材料问题时的决策效率和准确性。

评分☆☆☆☆☆

当我阅读《铜及铜合金冶炼、加工与应用》时，我脑海中浮现的不仅仅是冰冷的文字和图表，而是一幅幅生动的画面，描绘着金属如何被塑造，如何服务于人类社会。我设想书中会详细介绍铜的各种物理性质，比如其金属光泽、延展性、良好的热电导率，以及这些性质在实际应用中的重要性。例如，在电线电缆行业，铜的低电阻率是如何保证电力传输的高效性和经济性的；在炊具制造中，铜的优良导热性又是如何让食物受热均匀，烹饪出美味佳肴的。书中可能还会深入探讨铜合金中各种元素的加入如何改变其宏观性能。比如，加入锌会形成黄铜，增强了其强度和耐腐蚀性，使其成为制作乐器、装饰品和阀门的理想材料；加入锡则形成青铜，在保持良好强度的同时，提升了其耐磨性和铸造性能，广泛应用于轴承和雕塑。这些细致的描述，就像是在为我揭示一种材料的“生命史”，从其最原始的状态，到被赋予各种神奇的性能，最终在我们的生活中扮演着重要的角色，默默地支撑着现代文明的运转，这种宏大而细腻的叙事，无疑会激起我对材料世界无限的遐想和敬畏。