Steel Heat Treatment pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Taylor & Francis

作者:Totten, George E.

出品人:

页数:714

译者:

出版时间:2006-9

价格:$ 214.64

装帧:HRD

isbn号码:9780849384547

丛书系列:

图书标签:

• Steel
• Heat Treatment
• Metallurgy
• Materials Science
• Engineering
• Steel Processing
• Heat Processing
• Mechanical Properties
• Industrial Engineering
• Manufacturing

金属材料的现代加工与性能调控 一书涵盖冶金学、材料科学与工程领域的前沿进展，深入探讨金属材料在制造过程中的微观结构演变、宏观性能提升以及先进制造技术的应用。 本书旨在为金属材料工程师、研究人员及相关专业学生提供一套全面、深入且具有实践指导意义的参考资料。 第一部分：基础理论与材料本构关系 第一章：晶体学与缺陷工程 本章系统阐述了金属晶体结构的基本原理，包括布拉维点阵、晶体学符号以及常见的晶体结构类型（如面心立方、体心立方、密排六方结构）。重点剖析了晶体缺陷在材料性能中的核心作用，涵盖点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。深入分析了位错运动、交滑移、缠结等机制如何影响金属的塑性变形、加工硬化及蠕变行为。此外，本章探讨了如何通过控制晶界结构和杂原子偏聚来优化材料的强度和韧性平衡。 第二章：热力学驱动与相变动力学 本节聚焦于金属系统中的相变过程，从基础热力学原理出发，解析了吉布斯自由能与相稳定性的关系。详细介绍了扩散机制，特别是Fick定律在固态扩散、界面反应中的应用。重点阐述了不同类型的相变动力学，包括成核与长大理论（如经典成核理论、非经典成核理论），以及扩散相变（如铁素体/奥氏体转变）和无扩散相变（如马氏体转变）的机制。通过实例分析了冷却速率、停留时间对最终微观组织的影响，为后续的热处理工艺设计奠定理论基础。 第三章：机械性能的本构描述 本章深入探讨了金属材料在不同应力状态和加载速率下的力学响应。内容包括弹性、粘弹性与粘塑性行为的本构方程描述，如胡克定律、粘塑性本构模型（如Perzyna模型）。详细讨论了屈服准则（如Von Mises、Tresca准则）在预测材料初始塑性流动中的应用。此外，本章还涵盖了高应变率下的动态力学行为，如冲击加载下的材料响应，以及蠕变、应力松弛现象的机理分析，为评估材料在长期服役条件下的可靠性提供数学工具。 第二部分：先进成形工艺与微观结构演变 第四章：塑性加工过程的数值模拟 本章侧重于现代制造中塑性变形的数值模拟技术。详细介绍了有限元法（FEM）在金属成形分析中的应用框架，包括网格划分、单元选择和边界条件设置。重点讨论了本构模型的选择和参数化，特别是如何将实验确定的材料本构关系（如弹塑性、各向异性模型）准确地耦合到求解器中。通过实例展示了冷镦、挤压、轧制、锻造等复杂过程中的应力/应变分布、缺陷形成（如折叠、裂纹）以及残余应力预测，强调了模拟在工艺优化和模具设计中的作用。 第五章：增材制造中的凝固与组织控制 本章聚焦于金属增材制造（如选区激光熔化SLM、电子束熔化EBM）过程中特有的冶金现象。深入分析了高能量密度输入导致的快速凝固过程，包括液滴的铺展、键合以及微米级柱状晶的形成机制。探讨了热循环对再熔池区域微观结构的影响，如再结晶、晶粒粗化和热影响区的形成。特别关注了增材制造中常见的缺陷，如气孔、未熔合，并介绍了通过优化激光功率、扫描策略等工艺参数来抑制这些缺陷、细化晶粒、并实现各向异性性能调控的方法。 第六章：复合材料的界面工程与性能调控 本章系统研究了金属基复合材料（MMC）的设计、制备与性能。重点分析了增强相（如陶瓷颗粒、纤维）与金属基体之间的界面反应和界面能。探讨了界面键合质量对复合材料整体力学性能（如拉伸强度、疲劳寿命）的影响。介绍了粉末冶金、原位复合技术在制备均匀分散增强相中的应用，并讨论了热机械循环下界面稳定性的挑战，以及通过表面改性或界面反应控制来提升热稳定性和抗氧化性能的策略。 第三章：材料服役性能与失效分析 第七章：疲劳与断裂力学 本章是评估结构可靠性的核心内容。从S-N曲线、ε-N曲线的建立出发，详细阐述了低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的机理。引入了Paris-Erdogan定律等裂纹扩展速率模型，并结合断裂韧性（KIC）和弹塑性断裂力学（EPFM）的原理，分析了裂纹的萌生、稳定扩展和最终的断裂。本章特别关注了疲劳裂纹扩展路径的微观控制因素，如晶界阻碍、第二相粒子效应，以及应力场对裂纹尖端塑性区的影响。 第八章：高温性能与蠕变 针对航空航天、能源等领域对耐高温材料的需求，本章深入研究了金属材料在高温下的持久性能。详细分析了蠕变变形的三个阶段（瞬时、稳态、加速蠕变）及其各自的微观机制（如Nabarro-Herring蠕变、Coble蠕变、位错攀移）。着重介绍了镍基高温合金中$gamma/gamma'$ 结构对蠕变阻碍的作用，以及如何通过合金化设计来提高抗蠕变性能。此外，本章还探讨了高温氧化、硫化腐蚀等环境对材料性能的复合影响。 第九章：表面工程与耐磨损技术 本章关注如何通过表面改性来提升材料表面的功能特性。详细介绍了热化学扩散技术（如渗碳、渗氮、碳氮共渗）的机理和工艺控制，以及这些处理如何影响材料表层的硬度、残余压应力和耐磨性。系统阐述了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）在制备高性能薄膜涂层（如TiN, CrN）中的优势。讨论了接触力学模型在预测涂层与基体界面处的应力状态和脱层风险中的应用，并介绍了激光熔覆技术在修复和功能梯度涂层制备中的潜力。 第四部分：先进表征技术与质量控制 第十章：结构表征的电子显微学 本章聚焦于现代材料研究中不可或缺的微观结构表征技术。系统介绍了扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的成像原理、信号形成机制以及在晶粒尺寸测量、缺陷识别中的应用。重点讲解了电子背散射衍射（EBSD）技术在确定晶粒取向、晶界分布和应变梯度分析中的强大能力。此外，还涵盖了能量色散X射线谱（EDS）和波谱（WDS）在元素微区分析中的定量和定性应用，为材料的成分-结构关联研究提供数据支撑。 第十一章：原位与同步辐射表征 本章介绍了超越传统静态表征手段的前沿技术。详细阐述了原位（In-situ）拉伸、压缩、加热等实验在TEM、SEM框架下对动态微观过程（如位错交互、相变诱发塑性）的实时捕捉能力。引入了同步辐射光源在高能X射线衍射（XRD）、小角散射（SAXS/WAXS）中的应用，这些技术能够提供更精细的晶格畸变信息和纳米级结构信息，特别适用于研究高压、高热或高应变速率下的材料响应。 第十二章：无损评估与质量保证 本章关注工业生产线上对材料内部质量的实时监控。详细介绍了超声波检测（UT）的原理，包括纵波、横波在缺陷定位和尺寸估计中的应用。探讨了涡流检测（ET）在识别表面和近表面缺陷，特别是裂纹和材料电导率变化中的有效性。此外，还讨论了基于声发射（AE）技术的材料损伤在线监测方法，以及如何结合概率统计模型（如Weibull分布）对检测结果进行可靠性评估，确保产品质量符合设计规范。 本书的特点在于其深度广度兼备：理论上，它严格遵循物理化学和固体力学的基本原理；实践上，它紧密结合现代冶金制造和先进检测技术的前沿发展，是金属材料领域综合性学习和研究的必备工具书。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆