合金相与相变 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:肖纪美 编

出品人:

页数:345

译者:

出版时间:2004-1

价格:37.00元

装帧:

isbn号码:9787502428020

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 合金相图
• 相变理论
• 材料科学
• 金属材料
• 热力学
• 相平衡
• 材料热处理
• 组织结构
• 扩散
• 相图分析

《金属材料科学基础》：解析微观结构与宏观性能的桥梁 内容梗概： 《金属材料科学基础》是一本面向广大工程技术人员、材料科学研究者以及高年级本科生和研究生设计的专业教材。本书旨在系统性地阐述金属材料的基本科学原理，从原子尺度上的相互作用出发，逐步深入到晶体结构、晶体缺陷、扩散、相变等微观层面，并最终解释这些微观结构和过程如何决定了金属材料的宏观力学性能、物理性能和化学性能。本书强调理论与实践的结合，通过清晰的图示、详实的案例分析和深入的原理推导，帮助读者建立起扎实的金属材料科学理论基础，从而能够更好地理解和应用各类金属材料。 第一章：金属材料的原子结构与晶体结构 本章将从构成金属的最基本单元——原子入手，介绍原子核、电子云以及量子力学的基本概念。在此基础上，我们将深入探讨金属原子如何通过金属键结合形成宏观材料。重点将放在金属的晶体结构上，详细介绍体心立方（BCC）、面心立方（FCC）、密排六方（HCP）等常见金属晶体结构，并分析不同晶体结构对材料性能的影响。我们将讨论晶面指数、晶向指数的表示方法，以及如何通过X射线衍射等技术来确定材料的晶体结构。此外，本章还将介绍非晶态金属（金属玻璃）的结构特点，以及其与晶态金属在结构上的显著差异。 第二章：晶体缺陷与位错理论 任何实际的晶体材料都并非完美无瑕，必然存在各种各样的晶体缺陷。本章将系统介绍晶体缺陷的种类，包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）以及面缺陷（晶界、畴界）。我们将详细阐述位错的几何形态（刃位错、螺位错）及其运动机制，并解释位错是如何在应力作用下发生滑移和攀移，从而引起材料的塑性变形。位错理论是理解金属材料力学性能，特别是塑性变形和强化机制的关键。本章还将讨论不同类型晶体缺陷对材料性能的影响，例如点缺陷对电阻率和扩散的影响，晶界对材料强度和韧性的影响。 第三章：固态扩散 扩散是金属材料在固态下原子迁移的基本过程，它是许多重要的材料加工和性能演化过程的基础，例如热处理、烧结、合金化等。本章将深入探讨固态扩散的机理，包括间隙扩散和空位扩散。我们将介绍菲克第一定律和菲克第二定律，并解释扩散系数的温度依赖性（阿累尼乌斯方程）。本章还将讨论影响扩散速率的因素，如温度、缺陷浓度、晶界和表面等。通过实例分析，例如渗碳、退火过程中的原子迁移，帮助读者理解扩散在实际应用中的重要性。 第四章：固溶体与相图基础 将不同金属或非金属元素混合形成的合金，其性能往往会发生显著的改变。本章将首先介绍固溶体的概念，即一种元素在另一种元素晶格中溶解形成固相的混合物。我们将讨论固溶体的形成条件，如固溶度、 Hume-Rothery规则等。随后，本章将引入相图的概念，强调相图是描述多组分系统在不同温度、压力和组成下平衡相的图。我们将详细介绍二元合金相图的绘制方法，解读相区、相界、共晶反应、共析反应、包晶反应等基本元素，并介绍Lever Rule（杠杆定律）在计算相组成中的应用。通过对不同类型的二元相图（如完全互溶相图、具有化合物的相图、固溶度有限的相图）的分析，读者将能够理解合金在不同温度下的相行为。 第五章：二元合金的凝固与相变 本章将结合相图理论，深入分析二元合金在凝固过程中的微观组织形成。我们将讨论非平衡凝固带来的影响，如枝晶生长、偏析等。在此基础上，我们将详细阐述合金在固态下的各种相变过程，包括固相分解、固溶度变化引起的相变以及固态相变类型，如先共析相变、共析相变。我们将重点分析奥氏体向珠光体、贝氏体和马氏体的转变，并阐述不同相变产物的形成机理和组织特点。通过对碳钢相图的深入剖析，以及对不同热处理工艺（如退火、正火、淬火、回火）如何影响组织和性能的讨论，读者将能够深刻理解固态相变在金属材料强韧化和性能调控中的作用。 第六章：多元合金相图与相变 将研究的范围从二元合金扩展到三元乃至多元合金，合金的相行为将变得更加复杂。本章将介绍多元合金相图的表示方法，如等温截面图、垂直截面图等。我们将讨论多元合金中可能发生的更复杂的相变过程，并介绍计算相图（CALPHAD）的方法，这是一种强大的工具，能够预测复杂合金体系的相平衡行为。本章还将进一步探讨实际工程中常见的多元合金体系，如不锈钢、铝合金、铜合金等，分析其相图特点和关键相变对性能的影响。 第七章：非平衡相变与组织控制 尽管相图描述的是热力学平衡状态下的相行为，但许多重要的材料性能提升是通过引入非平衡相变实现的。本章将重点介绍快速凝固、形变诱导相变等非平衡相变技术。我们将深入讨论马氏体相变，包括其特点、机理以及影响因素。此外，本章还将介绍一些特殊的非平衡相，如亚稳相、非晶相，以及它们在高性能材料开发中的应用。通过对快速凝固技术（如雾化法、熔体纺丝法）生产的非晶合金、高熵合金等新型材料的介绍，展示了通过精确控制相变过程来获得优异性能的潜力。 第八章：金属材料的力学性能与微观结构的关系 本章将全面回顾前几章介绍的微观结构和相变知识，并系统阐述这些微观因素如何决定金属材料的宏观力学性能。我们将深入讨论屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率、韧性（脆性）、疲劳强度、蠕变等关键力学性能指标的定义和测量方法。重点将分析位错滑移、晶界滑移、固溶强化、沉淀强化、晶粒细化强化、形变强化等各种强化机制背后的微观原理。通过具体的案例分析，例如不同热处理状态下钢的强度和韧性变化，不同合金化元素对铝合金强度的影响，读者将能够建立起微观结构与宏观性能之间的清晰联系。 第九章：金属材料的物理性能与化学性能 除了力学性能，金属材料还具有丰富的物理和化学性能，这些性能同样与其微观结构和相行为密切相关。本章将介绍金属材料的导电性、导热性、磁性、光学性能以及耐腐蚀性能等。我们将分析晶体缺陷、杂质原子、晶界、相分布等微观因素对这些性能的影响。例如，杂质原子对电阻率的影响，晶界对腐蚀行为的影响，特定相的存在对磁性的影响。本章还将讨论如何通过调控微观结构来优化这些物理和化学性能，以满足特定的应用需求。 第十章：金属材料的检测与表征 为了理解和控制金属材料的性能，准确的检测与表征手段至关重要。本章将介绍一系列常用的金属材料检测与表征技术，包括宏观观察、金相显微镜（光学显微镜、扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM）、X射线衍射（XRD）、电子探针微区分析（EPMA）、俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）等。我们将详细介绍这些技术的原理、样品制备要求以及它们能够提供的信息，并结合实例说明如何利用这些技术来分析材料的微观结构、相组成、晶体缺陷等。 总结： 《金属材料科学基础》以其系统性、深入性和实用性，为读者提供了一个理解金属材料复杂世界的窗口。本书不仅能够帮助读者掌握金属材料的基本理论知识，更重要的是能够培养读者运用科学原理分析和解决实际工程问题的能力。通过对原子结构、晶体缺陷、扩散、相变等微观层面的深入剖析，以及它们与宏观性能之间关系的清晰阐释，本书致力于成为每一位金属材料从业者和研究者案头的常备参考书。

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这本书的装帧设计真是没的说，硬壳精装，拿在手里沉甸甸的，一看就是那种可以传家的学术专著。封面设计简约大气，黑色的背景上用烫金字体印着书名，透露着一股老派的严谨气质。我刚拿到手的时候，首先被它的开本吸引了，比一般的教材要大一些，这对于阅读那些复杂的金相图谱和显微组织照片来说简直太友好了。书本的纸张选得也很有讲究，白度适中，不像有些书那样反光刺眼，长时间阅读下来眼睛也不容易疲劳。更让我欣赏的是，书的内页排版简直是教科书级别的典范。章节标题、小标题的层级划分清晰明了，脚注和图注的位置安排得恰到好处，不会打断阅读的流畅性。特别是那些放大倍数极高的微观结构图，印刷的精度非常高，即便是最细微的晶界和析出物都看得一清二楚，这对于我们这些需要依赖图像学习的人来说，简直是福音。由此可见，出版社在这次的编辑制作上是下了大功夫的，光是把这本厚重的知识体系统理得如此井井有条，就足以让人肃然起敬。我甚至愿意花时间去研究一下它装订的工艺，那种细密的线装保证了即便是翻到最中间的部分，书脊也不会出现明显的断裂痕迹，可以完全平摊开来，方便在桌面上对照参考。这不仅仅是一本书，更像是一件精美的工艺品，值得所有材料学同仁珍藏。

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说实话，作为一名在职场摸爬滚打多年的工程师，我对工具书的实用性要求很高。我原以为这本书会过于偏重基础物理，与我的日常工作——比如热处理工艺优化——联系不大。然而，我的看法被彻底颠覆了。书的后半部分，也就是关于热力学驱动下的动力学演化那几章，简直就是为我们这些应用型研究人员量身定做的“秘籍”。它没有停留在“发生了什么”的描述层面，而是深入剖析了“如何通过控制外部参数来调控发生的速度和结果”。比如，在讨论固溶处理后析出的第二相粒子对强化的影响时，作者不仅给出了经典吉布斯-汤普森（Gibbs-Thomson）效应的修正模型，还非常细致地探讨了冷却速率如何影响形核率和长大速率的竞争关系。我甚至发现了一个非常巧妙的图表，它清晰地展示了在不同冷却速率下，同一合金体系中可能出现的微观结构图谱的概率分布云图，这对于我正在进行的一个复杂淬火过程模拟项目提供了极有价值的参考依据。这本书真正做到了理论与实践的无缝对接，它提供的是一套完整的、可量化的思维框架，让你能够从微观机理出发，精准地设计宏观性能。

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说实话，我最初对这类偏理论的书籍抱持着一种敬而远之的态度，总觉得里面充斥着晦涩难懂的公式和抽象的概念，读起来就像啃石头一样。然而，这本大部头的确在“化繁为简”上做到了极致的平衡。它的叙述方式并非那种冷冰冰的、纯粹的公式堆砌，而是带着一种引导性的叙事口吻，仿佛一位经验丰富的老教授在耐心地为你拆解一个复杂的工程难题。每一个新的晶体结构或相变机制的引入，都不是凭空出现的，而是先从实际材料的应用场景入手，用一个生动的案例把你拉进情境，然后再慢慢揭示其背后的物理化学原理。特别是关于非平衡相变的讨论部分，作者似乎深谙“授人以渔”的道理，他没有直接给出最终结论，而是详细描述了热力学驱动力和动力学控制如何相互角力，这种层次递进的讲解方式，极大地降低了初学者的理解门槛。我尤其赞赏它在类比上的巧妙运用，比如将扩散过程比喻成城市交通拥堵的逐步缓解，一下子就把原本抽象的原子迁移具象化了。这种“讲人话”的学术表达能力，是很多理工科著作所欠缺的，它让知识的学习过程从痛苦的煎熬，变成了一种富有启发性的探索之旅。

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这本书在专业术语的标准化和一致性方面，做得堪称业界标杆。在材料科学领域，不同学派、不同时代对于同一个概念可能存在多种表述方式，这常常导致阅读理解上的障碍。然而，翻阅此书，我感受到了惊人的统一性。作者显然在这方面投入了巨大的精力，他不仅清晰地给出了每一个关键术语（比如“共晶”、“蠕变”、“畴壁移动”）的精确定义，还在首次出现时就标注了其在国际标准（如ASTM或ISO）中的对应关系。这种对规范的坚守，极大地提升了阅读的效率和准确性。例如，对于某种特定的晶体结构描述，书中总是采用一种固定的符号系统，这使得我们在快速浏览或查阅特定信息时，可以立刻锁定目标，避免了因为术语歧义而产生的反复查阅字典的麻烦。对于需要撰写国际会议论文或技术报告的人来说，使用这本书作为语言和概念的“对标尺”，无疑能大大减少因术语不当而导致的沟通失误。这份对细节的尊重和对标准化的坚持，体现了作者对科学严谨性的极致追求，让这本书的参考价值得到了几何级的提升。

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这本书的知识密度高得惊人，我感觉自己像是在进行一场高强度的智力马拉松。我通常习惯于阅读一些工程应用层面的手册，那种书籍讲究的是“即插即用”，告诉你“怎么做”就行。但这本书完全不同，它强迫你回溯到最根本的“为什么”。我光是啃完了关于位错运动和晶界能的章节，就花了比预期多出两倍的时间。它对晶体缺陷的描述详尽到令人发指的程度，从刃型位错到螺旋位错的 Burgers 矢量分析，再到复合型位错的偏摩尔分解，每一个细节都提供了详尽的数学推导，让你无处可逃。更要命的是，作者在引用文献和理论基础时，几乎做到了“穷尽式”的梳理，参考文献列表厚得吓人，这让人深切感受到作者在知识体系构建上的巨大野心和严谨态度。我甚至在某个关于相界面能的段落里，发现了几个我以前从未接触过的早期俄国学者的研究成果，这极大地拓宽了我对该领域历史脉络的认知。可以说，这本书更像是一个知识的“全景地图”，而不是一份简单的“导航指南”，它要求读者必须投入大量心力进行消化和吸收，绝非茶余饭后的消遣读物。

评分☆☆☆☆☆

学起来很困难。

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