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出版者:Thomson Learning

作者:Reed-Hill, Robert E./ Abbaschian, Reza

出品人:

页数:926

译者:

出版时间:

价格:129.95

装帧:HRD

isbn号码:9780534921736

丛书系列:

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• 物理冶金
• 材料学
• 材料
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• 金属物理学
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《金属材料科学：微观结构、性能与应用》 本书旨在全面阐述金属材料在宏观性能背后所蕴含的微观结构原理。我们将深入探讨金属的晶体结构、点缺陷、线缺陷（位错）以及面缺陷（晶界）等微观特征，并详细分析这些微观结构如何直接影响金属的力学性能，包括强度、塑性、韧性、硬度以及疲劳和蠕变行为。 本书内容涵盖： 第一部分：金属的微观结构基础 金属键与晶体结构： 介绍金属特有的化学键，解析常见的金属晶体结构（如面心立方、体心立方、密排六方），并探讨不同结构对材料性能的影响。 晶体缺陷： 详细介绍空位、间隙原子、取代原子等点缺陷，分析其对金属扩散和机械性能的贡献。深入探讨位错的形成、滑移和交联等机制，解释塑性变形的本质。阐述晶界、孪晶界、相界等面缺陷的结构特征及其对材料强度的影响。 多晶体的形貌与组织： 讲解晶粒尺寸、晶粒取向、第二相粒子分布等对金属性能的重要作用。 第二部分：金属的性能与微观结构的关系 力学性能的微观起源： 深入剖析应力、应变与位错运动之间的关系，解释屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率等宏观力学参数的微观机制。 强化机制： 系统介绍各种提高金属强度的微观方法，包括固溶强化、沉淀强化、晶粒细化强化、加工硬化以及位错缠结等。 韧性与脆性： 探讨脆性断裂的微观机制，包括裂纹萌生与扩展，以及应变速率、温度、应力状态等对韧性的影响。分析韧性断裂的微观特征。 疲劳与蠕变： 解释金属在循环载荷下的疲劳损伤累积过程，以及高温下长时间恒定载荷作用下的蠕变变形机制，并将其与微观结构变化联系起来。 相变与热处理： 深入研究金属固态相变的基本原理，包括扩散型相变和无扩散型相变。详细阐述退火、正火、淬火、回火等经典热处理工艺对金属微观结构和性能的调控作用，重点关注马氏体相变、贝氏体转变等。 第三部分：金属材料的制备、加工与应用 金属的凝固与铸造： 探讨金属熔体的凝固过程，包括形核与长大的微观机制，以及铸造组织对材料性能的影响。 塑性加工： 分析金属在轧制、锻造、挤压、拉拔等塑性加工过程中的微观结构演变，以及加工硬化和再结晶现象。 粉末冶金： 介绍金属粉末的制备、压制与烧结过程，以及由此形成的特殊微观结构和性能。 特定金属材料的微观结构与性能： 选取几种典型金属材料，如钢铁、铝合金、铜合金、钛合金等，结合其独特的微观结构特点，深入探讨其性能优势和应用领域。例如，分析钢的碳化物形态、晶界状态等对其强韧性的影响；讨论铝合金中析出相的尺寸、分布对强度的贡献。 第四部分：金属材料的失效分析 断口学基础： 介绍不同断裂模式（韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂）的宏观和微观断口特征。 常见失效模式： 结合微观结构，分析应力腐蚀开裂、氢脆、磨损等典型失效机制。 本书力求在理论深度与实践应用之间取得平衡，通过丰富的实例和图解，帮助读者深刻理解金属材料的性能并非凭空而来，而是其复杂微观结构在特定条件下相互作用的结果。无论您是冶金、材料、机械工程专业的学生，还是从事相关行业的工程师，本书都将为您提供坚实的理论基础和深刻的洞见。

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初次接触这本书时，我感到了一种久违的、对纯粹科学探究的热情被重新点燃。它摒弃了许多现代教材中为了追求“易读性”而牺牲深度的做法，而是毫不犹豫地深入到了物理冶金学的核心。对我而言，最震撼的是它对晶界扩散和晶间腐蚀的机制分析，那份严密逻辑和无可辩驳的证据链条，让人不禁拍案叫绝。作者在处理这些往往令人望而生畏的数学模型时，展现出了一种优雅的平衡，既保证了理论的精确性，又没有让读者迷失在冗长的公式推导中。我特别欣赏书中穿插的那些历史性的回顾，它们不仅展示了科学是如何一步步建立起来的，也揭示了某些看似“已知”的原理背后，曾经付出的巨大智慧和努力。这本书不仅仅是知识的传递，它更像是在传授一种批判性思维的方式，教导我们如何去审视实验数据，如何去构建合理的微观模型来解释宏观现象。读完之后，我对“为什么”金属会表现出特定的行为，有了远超以往的洞察力。

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这本书的行文风格极为沉稳、内敛，透着一股老派的学术风范，这对于我这种偏爱扎实基础的读者来说，是极大的福音。它绝不哗众取宠，也不追求时髦的术语堆砌，而是专注于那些经过时间检验的、构成现代材料科学根基的原理。比如，在讲解塑性形变与加工硬化时，作者的叙述如同精密机械的运作一般，每一步都精确无误，逻辑链条环环相扣，没有一丝松懈。我记得有一章专门探讨了高温蠕变，书中对于Creep曲线不同阶段的物理意义的解释，清晰到几乎可以用图谱来描绘。这使得我在处理高应力、高温环境下的工程问题时，能够迅速定位到最相关的物理机制，而不是仅仅停留在经验性的参数套用上。它要求读者投入时间与精力，但它给予的回报是实实在在的、可迁移的知识结构，而非转瞬即逝的热门概念。

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这部著作，在我看来，简直是为那些渴望深入理解金属微观结构与宏观性能之间复杂关系的工程师和研究人员量身定做的宝典。它没有采取那种浅尝辄止的概述性方式，而是以一种近乎解剖学家的细致，层层剥开了金属晶体学的奥秘。尤其是关于位错运动和强化机制的论述，简直是教科书级别的典范。作者似乎拥有将抽象理论转化为清晰可视化图像的神奇能力，让人在阅读过程中，脑海中仿佛能看到那些原子尺度的事件是如何影响一块钢材的韧性或硬度的。书中对相变动力学的探讨尤其令人称道，它没有回避热力学和动力学相互作用的复杂性，反而鼓励读者去直面这些挑战，并通过大量的实例分析，将理论与实际生产中的淬火、回火等工艺紧密联系起来。阅读这本书的过程，更像是一次严谨的学术探险，每翻开一页，都能感受到作者对材料科学领域深厚积累的敬意。对于任何想要在先进材料领域有所建树的人来说，这本书绝对是值得反复研读的基石性文献。

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我必须承认，这本书的某些章节在初次阅读时确实具有一定的挑战性，它不像那些面向初学者的入门读物那样平易近人。然而，正是这种“不妥协”的态度，使其成为了一个真正的智力健身房。书中对衍射理论和电子显微镜技术的物理基础讲解得极为透彻，它没有把这些工具当作黑箱，而是让你理解光束或电子束是如何与晶体结构相互作用，从而揭示出材料真相的。这种对底层原理的彻底挖掘，让我对自己过去用这些工具获取的结果有了更深层次的理解和质疑。特别是对缺陷的能量学分析，它巧妙地结合了统计力学和量子力学的基础概念，帮助我理解了为什么某些微观结构倾向于形成，而另一些则被热力学所排斥。这本书迫使你不断地问“为什么”，并且提供了追溯到最根本原因的工具和途径。

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从整体的编排和知识体系的构建来看，这本书展现出一种宏大的结构视野。它不仅关注单个材料的行为，更将不同的材料体系——从最基础的纯金属到复杂的合金——置于一个统一的物理框架之下进行考察。作者在论述过程中，非常注重不同尺度之间的联系，例如，如何将原子尺度的点缺陷浓度与宏观的扩散速率联系起来，这种跨尺度的思维训练对我至关重要。我特别赞赏其对实验验证的重视，书中引用的经典实验数据和图表不仅丰富了内容，更起到了“锚定”理论的作用，防止理论脱离实际。它不是那种读完后合上书本就束之高阁的参考书，而是那种你会习惯性地在遇到新材料问题时，重新翻开，并总能从中获得新的启发和角度的“工作伙伴”。它成功地将冰冷的物理定律，转化为指导实际材料设计的强大工具。

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