金屬力學性能

金屬力學性能 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:
作者:束德林
出品人:
頁數:0
译者:
出版時間:1995-1
價格:22.00元
裝幀:平裝
isbn號碼:9787111046257
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  • 金屬材料
  • 力學性能
  • 材料科學
  • 金屬力學
  • 應力應變
  • 斷裂力學
  • 材料測試
  • 金屬加工
  • 機械工程
  • 材料強度
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具體描述

現代材料科學前沿:高熵閤金的相變、組織與性能調控 本書簡介 本書聚焦於當前材料科學領域最受關注、發展最為迅猛的前沿方嚮之一——高熵閤金(High-Entropy Alloys, HEAs)。它並非一本基礎性的金屬學教科書,而是旨在為深入研究和應用高熵閤金提供一個全麵、深入且具有高度前沿性的技術參考和理論指導。全書結構嚴謹,內容涵蓋瞭從基礎理論的構建到復雜閤金體係的實際設計、製備工藝優化,直至最終性能的錶徵與調控的全過程。 第一部分:高熵閤金的理論基石與設計原理 本部分將高熵閤金的獨特之處置於傳統閤金學的宏大背景下進行審視與界定。我們將詳細闡述“高熵效應”的本質,探討熵驅動的熱力學穩定機製,並對比分析其與傳統單主元閤金在相圖構建上的根本差異。 1.1 結構與熱力學基礎: 深入解析高熵閤金中固溶體形成的驅動力。重點討論高混閤熵、價電子濃度(Electron Per Atom, EAP)、原子尺寸差異(Atomic Size Difference, $Omega$)和正性剪切模量偏差($delta$)等關鍵無量綱參數,如何預測和指導單相BCC、FCC或層狀結構的形成。內容將涉及統計熱力學模型在復雜多組分體係中的應用與局限性。 1.2 缺陷工程與局域結構: 區彆於傳統閤金中對晶格缺陷的簡單抑製,本書將高熵閤金中獨特的局域結構(如短程有序、類晶疇、非周期性結構)視為性能調控的重要工具。詳細分析晶格畸變如何影響位錯運動、電子輸運以及擴散行為。 1.3 計算材料學模擬: 重點介紹密度泛函理論(DFT)計算、分子動力學(MD)模擬和相場模型(Phase-Field)在預測高熵閤金中復雜相分離、析齣動力學以及界麵能方麵的最新進展和應用案例。 第二部分:先進的製備工藝與組織控製 高熵閤金的性能高度依賴於其微觀組織,而組織的形成又與製備過程中的熱曆史和冷卻速率緊密相關。本部分側重於先進製造技術的應用及其對微結構演變的影響。 2.1 熔煉與凝固控製: 詳細探討真空電弧熔煉(VAR)、快凝技術(如高頻感應加熱、激光熔覆)在抑製有害相析齣、細化晶粒尺寸方麵的作用。重點分析不同冷卻速率下枝晶生長與溶質偏析的動力學模型。 2.2 粉末冶金與增材製造(AM): 針對SLM/EBM等增材製造技術,深入剖析其在製造高熵閤金中的獨特優勢與挑戰。研究激光掃描速度、功率密度對熔池流動、再結晶過程的影響,以及由此導緻的宏觀殘餘應力與微觀紋理的形成機製。 2.3 後處理與熱塑性: 論述固溶處理、時效析齣強化、以及熱機械協同處理(Thermo-Mechanical Coupling Processing)如何精確調控析齣相的類型、尺寸和分布,從而實現硬度、韌性和抗蠕變性能的協同提升。 第三部分:多尺度下的性能錶徵與機製解析 本部分是全書的核心,深入探討高熵閤金在極端服役條件下所展現齣的非凡性能,並從原子尺度解釋其背後的物理機製。 4.1 機械性能的非常規錶現: 聚焦於高熵閤金在室溫下的高強度、高韌性組閤,尤其關注其在深冷(如液氮溫度)和高溫下的拉伸、壓縮和疲勞行為。詳細分析“高熵效應”如何有效抑製孿晶誘導塑性(TWIP)和相變誘導塑性(TRIP)的發生或調控其臨界條件。 4.2 耐腐蝕與抗氧化行為: 探討高熵閤金中多種元素協同作用如何構建穩定、緻密的鈍化膜。通過電化學阻抗譜(EIS)和X射綫光電子能譜(XPS)分析,揭示不同組分對酸、堿溶液中腐蝕動力學的影響規律,特彆關注含Cr、Al元素的氧化物穩定性。 4.3 極端溫度下的性能與失效: 側重於高溫蠕變、疲勞斷裂及輻照損傷的研究。分析高溫下擴散路徑的復雜性、晶界擴散在蠕變過程中的主導作用,以及高熵閤金對中子輻照引起的空位-間隙原子團簇的釘紮效應,探討其抗輻照損傷的潛力。 4.4 功能性高熵材料: 擴展到磁學、催化和熱電材料領域。例如,研究特定組分的高熵鐵氧體在微波吸收方麵的潛力,或高熵電解質在固態電池中的離子導電機製。 第四部分:前沿應用與未來挑戰 本書最後部分將目光投嚮實際工程應用,並指齣當前研究亟待解決的關鍵科學問題。 5.1 航空航天與能源領域: 展示基於Nb、Hf、Zr等難熔元素開發的高溫結構材料(如單晶HEAs、高溫CMCs)在渦輪葉片、熱防護係統中的潛在應用。 5.2 生物醫用材料: 探討生物相容性良好的Ti-Zr-Nb-Ta等高熵閤金在植入體中的應用前景,分析其磨損率、生物活性以及與骨組織的界麵結閤力。 5.3 麵臨的挑戰: 坦誠討論高熵閤金從實驗室走嚮工業化生産的關鍵瓶頸,包括成本控製、批次穩定性、標準化的熱力學數據缺乏,以及大規模服役性能預測模型的建立等問題。 目標讀者: 本書適閤材料科學、冶金工程、機械工程等專業的碩士研究生、博士研究生、高校教師以及緻力於高熵閤金研發和應用的一綫工程師和科研人員。閱讀本書要求讀者具備紮實的金屬材料學和基礎物理化學知識。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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這本書的語言風格非常獨特,它沒有那種陳詞濫調的學術腔調,而是用一種更加直接、更加生活化的方式來闡述復雜的科學概念。我尤其喜歡書中關於金屬的“記憶效應”的介紹,原來一些特殊的閤金,在經過形變後,可以通過加熱的方式“恢復”到原來的形狀。這簡直就像是給金屬注入瞭“生命”,讓它們擁有瞭“記憶”和“自主恢復”的能力。這讓我不禁思考,如果人類也能擁有類似的“記憶恢復”能力,那該有多好?書中還詳細介紹瞭金屬在高溫環境下的力學行為,比如高溫蠕變和氧化腐蝕,這讓我對航空航天、核能等極端環境下的材料應用有瞭更直觀的認識。我甚至開始想象,那些在太空深處或核反應堆內部工作的金屬部件,需要承受多麼嚴苛的考驗,而它們之所以能勝任,離不開背後精妙的材料設計和力學性能的保證。

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這本書給我帶來瞭全新的視角,讓我對日常生活中那些司空見慣的金屬製品有瞭前所未有的敬畏。我一直以為金屬就是堅固、耐用,但這本書卻深入淺齣地揭示瞭它們在微觀層麵是如何錶現齣這些特性的。例如,書中對晶體結構和位錯理論的講解,雖然我不是專業人士,但作者巧妙的比喻和圖示,讓我仿佛親眼看到瞭金屬內部的“戰士”——位錯,它們是如何在受到外力時移動、增殖,最終導緻金屬發生形變的。我特彆喜歡書中關於疲勞斷裂的章節,原來那些看似堅不可摧的金屬構件,在日復一日的應力循環下,也會像人一樣“疲憊”,齣現細微的裂紋,然後悄無聲息地擴張,直到最終的崩塌。這讓我聯想到生活中許多工程事故的報道,頓時覺得書中知識的價值非凡,遠不止於紙麵上的理論。我甚至開始留意身邊橋梁、建築、汽車的金屬部件,想象著它們內部正在經曆怎樣的“金屬交響樂”。這本書不僅充實瞭我的知識儲備,更激發瞭我對工程技術的好奇心,讓我明白,每一次安全的齣行,每一次宏偉建築的屹立,都離不開對金屬力學性能的深刻理解和精湛運用。我還會推薦給對材料科學、機械工程感興趣的朋友,相信他們也能從中獲得不少啓發。

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這本書讓我對“強度”和“韌性”這兩個詞有瞭全新的理解。我以前總以為強度越高越好,但這本書告訴我,過高的強度往往伴隨著較低的韌性,而這在許多應用場景下是危險的。書中關於斷裂韌性的概念,讓我認識到,材料在存在裂紋的情況下,抵抗裂紋擴展的能力同樣重要。我被書中關於不同閤金鋼的斷裂韌性對比所吸引,原來即使是同一種金屬,通過不同的成分和熱處理方式,其韌性也會有天壤之彆。這讓我開始思考,我們在選擇材料時,不能隻看單一的指標,而是要綜閤考慮各種因素,找到最適閤特定應用場景的“平衡點”。這種對材料性能的辯證理解,讓我覺得非常受用。

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這本書帶來的驚喜,遠不止於我對金屬性能的認知。它讓我開始從一個全新的角度審視材料科學的宏偉圖景。我一直覺得金屬就是金屬,木頭就是木頭,但這本書卻讓我看到瞭它們之間在微觀結構上的深層聯係,以及如何通過調控這些結構來改變材料的宏觀錶現。書中關於相變和馬氏體轉變的講解,雖然涉及一些專業術語,但作者通過生動的類比,比如將原子比作樂高積木,讓我能夠輕鬆理解不同相態下的原子排列方式,以及這些排列方式如何影響金屬的強度和韌性。我最喜歡的是關於熱處理章節的描述,原來通過“淬火”和“迴火”這些看似簡單的操作,就能讓金屬的性能發生翻天覆地的變化。這讓我聯想到中國古代的“鑄劍術”,原來那些傳奇般的兵器,其精湛的技藝背後,蘊含著如此深刻的材料學原理。這本書讓我對古代工匠的智慧有瞭更深的敬意,也讓我看到瞭人類對材料探索的悠久曆史。

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我帶著一種混閤著好奇和一絲忐忑的心情翻開瞭這本書,畢竟“力學性能”聽起來就與沉重的公式和晦澀的理論緊密相連。然而,從我翻開第一頁開始,這種擔憂就被徹底打消瞭。作者用一種極其親切的語言,將原本高深莫測的金屬力學世界展現在我麵前。我尤其被書中關於脆性斷裂和韌性斷裂的對比分析所吸引。我一直以為金屬斷裂就是突然的、毫無徵兆的“啪”的一聲,但這本書告訴我,不同的斷裂機製有著截然不同的錶現形式,脆性斷裂就像是玻璃一樣瞬間破碎,而韌性斷裂則會伴隨著明顯的塑性變形,在斷裂前給齣“警告”。書中對裂紋擴展的描述,讓我仿佛置身於微觀世界,觀察著那些細小的裂紋如何如同藤蔓般蔓延,最終吞噬整個材料。我甚至開始反思,我們生活中遇到的很多“突然”的失敗,是不是也存在著類似“裂紋”的積纍過程,隻是我們沒有及時發現和乾預?這種科學的洞察力,讓我覺得讀這本書就像是在解鎖一種全新的思維方式,用更精細、更具象的方式去理解我們周圍的世界。

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這本書最大的魅力在於,它將抽象的物理和化學原理,轉化為生動、具體的金屬行為錶現。我原以為金屬就是死氣沉沉的物質,但這本書讓我看到瞭金屬的“生命力”。書中關於金屬的強化機製,比如固溶強化、位錯強化、沉澱強化等,讓我覺得金屬就像是一個擁有各種“內在武器”的戰士,它們通過不同的方式來抵抗外來的侵襲。我尤其對書中關於形變強化和相變強化在提升材料性能方麵的作用印象深刻。這讓我聯想到人類自身的成長,也是在不斷地經曆“形變”和“挑戰”,最終變得更加強大。這本書讓我覺得,金屬的世界,其實與我們人類的世界,有著許多共通的智慧和規律。

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我一直覺得“金屬”是一個非常靜態的概念,直到我讀瞭這本書,我纔意識到金屬世界是多麼的動態和復雜。書中關於金屬晶界的描述,讓我看到瞭金屬內部的“縫隙”是如何影響其整體性能的。原來,晶界是金屬中相對薄弱的環節,更容易發生裂紋的萌生和擴展。這就像是人體的關節,雖然是身體不可或缺的一部分,但也是最容易受傷的地方。書中關於晶粒細化對提高金屬強度和韌性的作用,讓我看到瞭通過微觀結構的調控,可以獲得性能更優越的金屬材料。這讓我聯想到“精雕細琢”這個詞,原來金屬的性能提升,也需要如此精細的“打磨”。我還會思考,在生活中,我們是否也應該關注那些“晶界”般容易被忽略但卻至關重要的環節,及時進行“細化”和“加固”,以避免潛在的風險。

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我一直對工程領域充滿好奇,而這本書無疑為我打開瞭一扇通往金屬世界的大門。它不僅僅是一本關於金屬力學性能的書,更是一部關於材料智慧的百科全書。書中關於應力集中和疲勞壽命的分析,讓我深刻理解瞭設計中的安全裕度和失效分析的重要性。我甚至開始將書中的概念應用到生活中,比如觀察傢裏的金屬工具,想象著它們在承受不同載荷時,內部的應力分布是怎樣的。書中關於蠕變現象的講解,也讓我大開眼界,原來即使在常溫下,某些金屬在長時間承受恒定載荷後,也會發生緩慢而持續的變形,這就像是金屬在“不動聲色”地“老化”。這讓我對長期服役的橋梁、管道等工程結構有瞭更深的擔憂和理解。這本書的價值在於,它不僅教會瞭我“是什麼”,更讓我思考瞭“為什麼”以及“如何避免”。它讓我在享受現代科技帶來的便利的同時,也多瞭一份對背後科學原理的敬畏。

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這本書簡直是金屬愛好者們的寶藏!它以一種極其生動和富有啓發性的方式,打破瞭我以往對金屬力學性能的刻闆印象。我原以為這是一本枯燥的教科書,但事實證明我大錯特錯。作者的文字充滿熱情,仿佛在與讀者進行一場關於金屬世界的深度對話。書中關於金屬塑性變形的闡述,讓我對“韌性”有瞭更深刻的理解。我一直以為金屬彎麯瞭就是變形瞭,但書中詳細解釋瞭通過位錯運動,金屬可以在宏觀上實現延展,而微觀結構卻保持著原有的晶格。這就像是變形中的舞蹈,充滿著精妙的內在邏輯。我尤其對書中介紹的加工硬化現象印象深刻,原來金屬在反復塑性變形後會變得更強,這其中的奧秘就像是金屬在經曆磨礪後獲得瞭更強大的“意誌”。這讓我不由自主地思考,我們人類是不是也存在類似的“加工硬化”機製?在麵對睏難和挑戰時,經曆挫摺和磨礪,最終反而會讓我們變得更加堅韌和強大。這種將抽象的科學概念與生活哲理相結閤的解讀方式,讓我覺得這本書不僅是一本技術書籍,更是一本充滿智慧的啓迪之作。我迫不及待地想深入研究書中關於強化機理的部分,看看人類是否能通過模擬這些自然規律,創造齣更齣色的金屬材料。

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這本書的科學性讓我感到震撼,但更讓我著迷的是它所蘊含的工程師的智慧。書中關於疲勞壽命預測和設計方法的介紹,讓我看到瞭人類在工程設計中是如何將理論知識轉化為實踐應用的。我被書中關於應力腐蝕開裂的章節深深吸引,原來金屬不僅會因為機械載荷而失效,還會因為與環境的相互作用而産生意想不到的破壞。這讓我對工業生産中的環境控製和材料防護有瞭更深的認識。我甚至開始留意生活中遇到的金屬製品,想象著它們在怎樣的環境下工作,可能麵臨著怎樣的風險,而工程師們又是如何通過精心的設計來規避這些風險的。這本書讓我對工程師這個職業充滿瞭敬意,他們是用科學的智慧守護著我們生活的安全和便利。

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清晰基礎,宜對照英文學習

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