图书前言

    金属力学是金属学领域的一个重要理论部分,而和冶炼工业应用紧密相关的冶金学则构成了该领域中的重要实践部分,它们都是材料科学,尤其是金属工程专业的必修课程。由美国McGraw-Hill公司出版的Mechanical Metallurgy是目前美国大学材料系工科专业金属力学课程主要教科书之一,用于美国大学的工学院本科高年级以及研究生的基础课。课时为三个学分(每周三次课,每节课50分钟)。

    金属材料在种类繁多的材料世界里占有极为重要的地位。它们的结构可以从最完整的单晶体到无序的金属玻璃;有强度上超硬的工具钢和在工业和日常生活中都使用广泛的不锈钢;从十分轻巧但高强度的铝合金到可以替换人体骨骼的钛合金;还有用于军事工业的、适于高温、高速的特殊合金、输电电缆、超导金属、铁磁体、电极材料、发动机材料、结构材料、高磁场材料,等等。所以金属材料是一个色彩斑斓、无奇不有、性质多异,但应用十分广泛的领域,也是航空航天、汽车制造、国防、通信、信息等重要领域内至关重要的核心材料的组成部分。金属的机械力学特性与它的晶体结构紧密相关。因而要了解金属的力学性质就必须深刻地掌握典型金属的晶体点阵知识。金属材料的塑性变形,是金属性质和行为的一个非常基础但极为重要的部分。而塑性变形的核心问题是关于位错的理论,它结合金属的晶体学理论、弹性理论,形成了一整套详细、深刻、完整的金属形变理论。在讨论位错理论中,已经建立了比较严谨的数学模型和分析方法。

    本书第一部分(1~3章)给出了力学性质中最为基础的部分:金属的应力与应变关系,包括应力矩阵和基本的应力计算方法。这个部分还讨论了屈服的概念、各向异性,以及基本的弹性理论。第二部分(3~7章)是关于金属学的基本理论,包括塑性变形、位错理论、金属强化理论和断裂理论。第4,5章着重讨论塑性变形、晶体缺陷和位错理论。第4章着重讨论位错与塑性变形的关系,比如位错的滑移面、滑移方向、滑移系统,以及许多十分经典的形变概念和理论。第5章介绍了各种位错类型和典型的层错,并详细地讨论了位错的基本概念,例如:位错反应、位错攀移,以及位错应力场。第6章讨论晶体缺陷中的晶界,即面缺陷,并阐述了与晶界相关的材料性质问题,还介绍了一些典型的强化理论和方法。例如:形变时效、纤维强化、马氏体强化、加工硬化,等等。第7章讨论了金属材料的断裂行为和十分重要的断裂力学理论,并介绍了断裂力学的试验步骤和手段,以及金属材料中裂纹的形成和扩展行为。第三部分(8~14章)主要介绍金属材料各种性能的测量方法,包括拉伸试验、硬度测量、扭曲试验、断裂试验、疲劳测试、蠕变测试和冲击试验。该部分不仅详细地给出了试验的步骤、标准和方法,而且提供了理论分析和计算手段,是一个非常实用的教学部分。第四部分(15~21章,针对国内教学特点,对本书18,20,21三章做了删节)是更为接近金属材料制备的工艺过程:金属材料的成型,其中包括了成型的基本概念,如冲压、滚压、冷拔、拉丝和金属冷加工。

    本书的前两部分,即第1~7章为金属力学的基础,包括应变应力、弹性理论、范性形变和位错理论。书的后两部分,即第8~21章,属于金属力学的应用部分,主要是关于金属材料的力学性质和测试,以及各种常用的金属成型方法。对于一个学期的课时,可以适当选择其中第一、第二部分的一些章节。第三、四部分可以放在第二个学期学习。全书由两个学期分两部分依次修完。

    本书的作者George E. Dieter博士是美国马里兰大学机械系的资深教授,也是世界上金属材料力学性质方面的著名科学家。本书是他的著名教科书。《金属力学》写于上世纪60年代,以后多次再版,成为世界上,尤其是美国大学金属材料力学性质课程的必用教科书。在美国20世纪后半叶中毕业的金属专业的学生中,几乎每个人都用过这本书。该书的特点是内容丰富,科目经典,资料详细。它的第3版,在保持原来金属经典理论的基础之上,增加了高新科技的最新成果。

    清华大学出版社在中国工业飞速发展的今天,十分及时地选择Mechanical Metallurgy 作为中国大学理工科的主要材料学英文原版教科书并引进该书的版权,是有着非常重要的现实意义。它不仅可以在国内科技英文教学方面作为一个具有国际水准的工程院校的教学标准,也为大专院校和科研单位的研究工作者提供了一本内容丰富,极具科研价值的参考书。我衷心祝愿本书的英文影印版受到国内学生、老师,以及科研同行的欢迎,并在教学和科研中起到重大的作用。