简介
本书内容分两篇共25章。上篇为高温变形篇,包括金属与合金蠕变的宏观规律、蠕变位错亚结构、纯金属蠕变、固溶体合金蠕变、第二相粒子强化合金蠕变、扩散蠕变、超塑性以及多轴蠕变等内容,重点论述蠕变过程中位错与各种晶体缺陷的交互作用、蠕变微观机制以及蠕变物理模型和理论。下篇为高温断裂篇,包括蠕变空洞形核和长大、蠕变裂纹扩展、蠕变损伤与断裂的评价与预测、高温低周疲劳断裂、蠕变疲劳交互作用以及材料的高温环境损伤等内容,从微观、宏观和唯象三个层次论述了高温断裂理论及其工程应用。
本书可作为高等院校材料学科研究生教学参考书,也可供材料、固体物理和力学专业教师及科研人员参考。
目录
序
前言.
上篇 高温变形
第1章 蠕变的宏观规律——本构关系
1.1 纯金属蠕变的基本特征
1.2 稳态蠕变速率与应力、温度的关系
1.3 弹性模量对蠕变的影响
1.4 层错能对蠕变速率的影响
1.5 晶粒尺寸对蠕变速率的影响
参考文献
第2章 蠕变过程中位错亚结构的变化
2.1 蠕变位错结构参数及其测量
2.2 蠕变过程中位错亚结构的变化
2.3 稳态蠕变位错亚结构
2.4 不均匀位错结构与长程内应力
参考文献
第3章 高温下位错运动的基本理论
3.1 位错的热激活滑移
3.2 热激活滑移的实验验证——内应力测量
3.3 回复蠕变的实验验证
.3.4 位错攀移动力学
3.5 orowan方程及bailey-orowan方程
3.6 动态回复
参考文献
第4章 纯金属的回复蠕变理论
4.1 概述
4.2 weertman模型
4.3 考虑亚晶界的模型
4.4 基于亚晶内位错网络的模型
4.5 割阶非保守运动控制的蠕变模型
4.6 本征应力指数
4.7 软硬区复合体模型
4.8 harper-dorn蠕变
参考文献
第5章 固溶体合金的蠕变
5.1 位错与溶质原子的交互作用
5.2 固溶体合金蠕变的基本特征
5.3 位错的黏滞性滑移速率
5.4 黏滞性滑移控制的蠕变模型
5.5 第一类蠕变行为判据
5.6 第二类固溶体合金蠕变
参考文献
第6章 第二相粒子强化材料的蠕变
6.1 概述
6.2 位错攀移越过粒子的蠕变模型
6.3 粒子与位错吸引模型
6.4 位错切割粒子模型
6.5 第二相粒子强化机制
6.6 晶界第二相粒子强化
6.7 颗粒增强复合材料的蠕变
参考文献
第7章 金属间化合物的高温塑性变形
7.1 晶体结构、位错与面缺陷
7.2 位错芯的结构
7.3 金属间化合物的滑移系与流变应力
7.4 金属间化合物的蠕变
7.5 化合物基ods合金蠕变
参考文献
第8章 扩散蠕变
8.1 扩散蠕变理论
8.2 扩散蠕变的协调—晶界滑动
8.3 晶界反应控制的扩散蠕变
8.4 扩散蠕变的实验验证
参考文献
第9章 超塑性
9.1 变形的稳定性
9.2 超塑性的一般特征
9.3 超塑性的显微组织特征
9.4 晶界在超塑性变形中的行为
9.5 超塑性变形机制
9.6 超塑性的最大变形速平
9.7 金属与陶瓷的超塑性比较
参考文献
第10章 高温变形中的晶界行为
10.1 小角度晶界的结构
10.2 大角度晶界的结构
10.3 晶界滑动及其协调机制
10.4 内禀晶界滑动模型
10.5 外禀晶界滑动
10.6 其他晶界滑动模型
参考文献
第11章 高温变形机制图
11.1 变形机制图概念
11.2 变形机制图的建立
11.3 典型fcc金属的变形机制图
11.4 fe基合金与ni基合金材料的变形机制图
参考文献
第12章 多轴蠕变的力学模型
12.1 单轴蠕变模型
12.2 多轴蠕变模型
12.3 多轴稳态蠕变模型
12.4 多轴蠕变应力分析
12.5 应力松弛
参考文献
下篇 高温断裂
第13章 蠕变空洞形核
13.1 概述
13.2 晶界滑动在空洞形核中的作用
13.3 空洞形核位置
13.4 空洞形核速率
13.5 原子键断裂形核理论
13.6 热激活形核理论
13.7 形核动力学
13.8 应力集中与松弛
13.9 空洞的尺寸分布
参考文献
第14章 空洞形核的材料学因素
14.1 晶界偏聚与蠕变脆性
14.2 焊接热影响区热裂
14.3 杂质偏聚理论
14.4 杂质偏聚与晶界能..
14.5 杂质偏聚与晶界结合强度
14.6 杂质偏聚与空洞的热激活形核
14.7 第二相粒子析出引起的内应力及空洞形核
参考文献
第15章 蠕变空洞的扩散长大
15.1 空位的化学位
15.2 空位的形成
15.3 hull-rimmer空洞扩散长大模型
15.4 speight-harris模型
15.5 表面扩散的影响
参考文献
第16章 扩散与蠕变联合控制的空洞长大
16.1 monkman-grant关系
16.2 beer-speight模型
16.3 edward-ashby模型
16.4 表面扩散、晶界扩散和蠕变的耦合
16.5 cocks-ashby模型
参考文献
第17章 蠕变空洞的受约束长大
17.1 概述
17.2 rice模型
17.3 raj-ghosh模型
17.4 cocks-ashby模型
参考文献
第18章 楔形微裂纹的形核与生长
18.1 概述
18.2 应力集中及其松弛
18.3 楔形裂纹的形核
18.4 楔形裂纹扩展
18.5 楔形裂纹扩展的空洞长大模型
参考文献
第19章 蠕变裂纹扩展
19.1 弹塑性体裂纹尖端应力场
19.2 稳态蠕变裂纹尖端应力场
19.3 过渡期裂纹尖端应力垓
19.4 蠕变裂纹尖端应力场的位错模型
19.5 存在蠕变门槛应力的情形
19.6 蠕变裂纹扩展的实验结果
参考文献
第20章 蠕变损伤力学
20.1 损伤力学概述
20.2 损伤变量及有效应力
20.3 kachanov蠕变损伤理论
20.4 rabotnov蠕变损伤理论
20.5 三维蠕变损伤理论
20.6 损伤的热力学处理
20.7 耗散功率模型
参考文献
第21章 蠕变损伤物理
21.1 损伤的物理本质
21.2 外截面损失模型
21.3 内截面损失模型
21.4 组织劣化
21.5 氧化损伤模型
21.6 持久寿命及其预测
参考文献
第22章 高温低周疲劳
22.1 循环变形的力学特性
22.2 实际材料的循环变形
22.3 循环变形中位错亚结构的变化
22.4 疲劳裂纹萌生
22.5 疲劳裂纹扩展一般规律
22.6 高温低周疲劳裂纹扩展
22.7 疲劳裂纹扩展的断裂力学处理
22.8 裂纹闭合
参考文献
第23章 蠕变疲劳交互作用
23.1 蠕变疲劳波形
23.2 蠕变疲劳交互作用的本质
23.3 蠕变疲劳断裂机制图
23.4 保持时间对蠕变疲劳寿命的影响
23.5 蠕变疲劳裂纹扩展的断裂力学
参考文献
第24章 蠕变疲劳寿命预测
24.1 线性累积损伤法
24.2 应变幅分割法
24.3 频率修正c-m法
24.4 损伤力学方法
24.5 损伤函数模型
24.6 经验方法
参考文献
第25章 高温环境损伤
25.1 氧化
25.2 na2so4盐膜下的热腐蚀
25.3 熔融碳酸盐腐蚀
25.4 licl-li2o熔盐腐蚀
25.5 高温氯化腐蚀
25.6 渗碳损伤
参考文献
附录a 弹塑性力学的基础知识
a.1 一点处应力状态的描述
a.2 应变
a.3 广义胡克定律
a.4 弹性应变能
a.5 平面问题
a.6 常用屈服条件
a.7 塑性势
a.8 爱因斯坦求和约定
附录b 位错弹性理论的基本公式
b.1 位错应力场
b.2 位错的能量及位错线张力
b.3 位错在外应力场中所受的力...
前言.
上篇 高温变形
第1章 蠕变的宏观规律——本构关系
1.1 纯金属蠕变的基本特征
1.2 稳态蠕变速率与应力、温度的关系
1.3 弹性模量对蠕变的影响
1.4 层错能对蠕变速率的影响
1.5 晶粒尺寸对蠕变速率的影响
参考文献
第2章 蠕变过程中位错亚结构的变化
2.1 蠕变位错结构参数及其测量
2.2 蠕变过程中位错亚结构的变化
2.3 稳态蠕变位错亚结构
2.4 不均匀位错结构与长程内应力
参考文献
第3章 高温下位错运动的基本理论
3.1 位错的热激活滑移
3.2 热激活滑移的实验验证——内应力测量
3.3 回复蠕变的实验验证
.3.4 位错攀移动力学
3.5 orowan方程及bailey-orowan方程
3.6 动态回复
参考文献
第4章 纯金属的回复蠕变理论
4.1 概述
4.2 weertman模型
4.3 考虑亚晶界的模型
4.4 基于亚晶内位错网络的模型
4.5 割阶非保守运动控制的蠕变模型
4.6 本征应力指数
4.7 软硬区复合体模型
4.8 harper-dorn蠕变
参考文献
第5章 固溶体合金的蠕变
5.1 位错与溶质原子的交互作用
5.2 固溶体合金蠕变的基本特征
5.3 位错的黏滞性滑移速率
5.4 黏滞性滑移控制的蠕变模型
5.5 第一类蠕变行为判据
5.6 第二类固溶体合金蠕变
参考文献
第6章 第二相粒子强化材料的蠕变
6.1 概述
6.2 位错攀移越过粒子的蠕变模型
6.3 粒子与位错吸引模型
6.4 位错切割粒子模型
6.5 第二相粒子强化机制
6.6 晶界第二相粒子强化
6.7 颗粒增强复合材料的蠕变
参考文献
第7章 金属间化合物的高温塑性变形
7.1 晶体结构、位错与面缺陷
7.2 位错芯的结构
7.3 金属间化合物的滑移系与流变应力
7.4 金属间化合物的蠕变
7.5 化合物基ods合金蠕变
参考文献
第8章 扩散蠕变
8.1 扩散蠕变理论
8.2 扩散蠕变的协调—晶界滑动
8.3 晶界反应控制的扩散蠕变
8.4 扩散蠕变的实验验证
参考文献
第9章 超塑性
9.1 变形的稳定性
9.2 超塑性的一般特征
9.3 超塑性的显微组织特征
9.4 晶界在超塑性变形中的行为
9.5 超塑性变形机制
9.6 超塑性的最大变形速平
9.7 金属与陶瓷的超塑性比较
参考文献
第10章 高温变形中的晶界行为
10.1 小角度晶界的结构
10.2 大角度晶界的结构
10.3 晶界滑动及其协调机制
10.4 内禀晶界滑动模型
10.5 外禀晶界滑动
10.6 其他晶界滑动模型
参考文献
第11章 高温变形机制图
11.1 变形机制图概念
11.2 变形机制图的建立
11.3 典型fcc金属的变形机制图
11.4 fe基合金与ni基合金材料的变形机制图
参考文献
第12章 多轴蠕变的力学模型
12.1 单轴蠕变模型
12.2 多轴蠕变模型
12.3 多轴稳态蠕变模型
12.4 多轴蠕变应力分析
12.5 应力松弛
参考文献
下篇 高温断裂
第13章 蠕变空洞形核
13.1 概述
13.2 晶界滑动在空洞形核中的作用
13.3 空洞形核位置
13.4 空洞形核速率
13.5 原子键断裂形核理论
13.6 热激活形核理论
13.7 形核动力学
13.8 应力集中与松弛
13.9 空洞的尺寸分布
参考文献
第14章 空洞形核的材料学因素
14.1 晶界偏聚与蠕变脆性
14.2 焊接热影响区热裂
14.3 杂质偏聚理论
14.4 杂质偏聚与晶界能..
14.5 杂质偏聚与晶界结合强度
14.6 杂质偏聚与空洞的热激活形核
14.7 第二相粒子析出引起的内应力及空洞形核
参考文献
第15章 蠕变空洞的扩散长大
15.1 空位的化学位
15.2 空位的形成
15.3 hull-rimmer空洞扩散长大模型
15.4 speight-harris模型
15.5 表面扩散的影响
参考文献
第16章 扩散与蠕变联合控制的空洞长大
16.1 monkman-grant关系
16.2 beer-speight模型
16.3 edward-ashby模型
16.4 表面扩散、晶界扩散和蠕变的耦合
16.5 cocks-ashby模型
参考文献
第17章 蠕变空洞的受约束长大
17.1 概述
17.2 rice模型
17.3 raj-ghosh模型
17.4 cocks-ashby模型
参考文献
第18章 楔形微裂纹的形核与生长
18.1 概述
18.2 应力集中及其松弛
18.3 楔形裂纹的形核
18.4 楔形裂纹扩展
18.5 楔形裂纹扩展的空洞长大模型
参考文献
第19章 蠕变裂纹扩展
19.1 弹塑性体裂纹尖端应力场
19.2 稳态蠕变裂纹尖端应力场
19.3 过渡期裂纹尖端应力垓
19.4 蠕变裂纹尖端应力场的位错模型
19.5 存在蠕变门槛应力的情形
19.6 蠕变裂纹扩展的实验结果
参考文献
第20章 蠕变损伤力学
20.1 损伤力学概述
20.2 损伤变量及有效应力
20.3 kachanov蠕变损伤理论
20.4 rabotnov蠕变损伤理论
20.5 三维蠕变损伤理论
20.6 损伤的热力学处理
20.7 耗散功率模型
参考文献
第21章 蠕变损伤物理
21.1 损伤的物理本质
21.2 外截面损失模型
21.3 内截面损失模型
21.4 组织劣化
21.5 氧化损伤模型
21.6 持久寿命及其预测
参考文献
第22章 高温低周疲劳
22.1 循环变形的力学特性
22.2 实际材料的循环变形
22.3 循环变形中位错亚结构的变化
22.4 疲劳裂纹萌生
22.5 疲劳裂纹扩展一般规律
22.6 高温低周疲劳裂纹扩展
22.7 疲劳裂纹扩展的断裂力学处理
22.8 裂纹闭合
参考文献
第23章 蠕变疲劳交互作用
23.1 蠕变疲劳波形
23.2 蠕变疲劳交互作用的本质
23.3 蠕变疲劳断裂机制图
23.4 保持时间对蠕变疲劳寿命的影响
23.5 蠕变疲劳裂纹扩展的断裂力学
参考文献
第24章 蠕变疲劳寿命预测
24.1 线性累积损伤法
24.2 应变幅分割法
24.3 频率修正c-m法
24.4 损伤力学方法
24.5 损伤函数模型
24.6 经验方法
参考文献
第25章 高温环境损伤
25.1 氧化
25.2 na2so4盐膜下的热腐蚀
25.3 熔融碳酸盐腐蚀
25.4 licl-li2o熔盐腐蚀
25.5 高温氯化腐蚀
25.6 渗碳损伤
参考文献
附录a 弹塑性力学的基础知识
a.1 一点处应力状态的描述
a.2 应变
a.3 广义胡克定律
a.4 弹性应变能
a.5 平面问题
a.6 常用屈服条件
a.7 塑性势
a.8 爱因斯坦求和约定
附录b 位错弹性理论的基本公式
b.1 位错应力场
b.2 位错的能量及位错线张力
b.3 位错在外应力场中所受的力...
材料的高温变形与断裂
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