|
|
马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
材料设计的热力学解析 [精装] ~ 郝士明 (作者)
. Z1 N# A" t2 G+ d* l
) y+ A' B+ y# r2 W 基本信息- 出版社: 化学工业出版社; 第1版 (2011年3月1日)
- 精装: 464页
- 正文语种: 简体中文
- 开本: 16
- ISBN: 7122095258, 9787122095251
- 条形码: 9787122095251
0 M, y$ K( j' I3 D. X' f4 Y2 L: U内容简介 《材料设计的热力学解析》是将“材料设计问题”与“材料热力学”联系起来处理的一种尝试，也是一次对经历过研究问题的回顾性思考。但它不是简单的汇总与整理，而是包含了新的分析与探究，对所涉及的问题也做了相应的扩展。所以产生了若干有重要意义的新认识和新结论。 1 K+ F1 ?4 I0 n' Z4 U
前几章中探讨了材料设计的4个历史阶段；分析了磁性转变和有序-无序转变的自由能同时起作用时，对高性能永磁材料设计的影响；对塑性变形储能与亚晶取向之间的联系做了热力学沟通，探讨了两者间的转变。中间两章以多元溶解度间隙作为GP区析出的基本判据，重新思考了高强Al-Zn-Cu-Mg合金的成分设计；还提出了Fe-Mn基奥氏体存在着高温和低温两种稳定性，进而对奥氏体型低温钢的成分设计提出了新设想。中间几章主要涉及Ti合金的热力学分析，提出了Ti合金相稳定化参数的概念，对TiAl合金中添加微量第三元素时的两相平衡进行了分析，导出了相稳定化参数，为定量探讨合金化问题准备了条件；明确提出TiNiNb宽滞后形状记忆合金设计必须离开TiNi-Nb连线，而利用三元(TiNb)-TiNi两相区来拓展材料设计的新空间。最后一章研究了合金钢两种表面处理的热力学和动力学问题，通过平衡碳势的概念把CDC、TD处理与我国实用合金钢的表面硬化联系了起来。 ; _2 Z9 s: h* P3 J6 S, k
《材料设计的热力学解析》可供材料、冶金和机械等领域的科研工作者阅读，也可以作为材料类诸相关学科的研究生和高年级本科生的教学用书。 # h4 o1 A/ o4 A" c9 _
$ t+ b) K! @/ q, m' ~2 b4 h+ I: I/ u
4 G8 h1 ]: v; Y& F2 l目录序言 叶恒强 6 ]9 f, F8 t( T) I r
前言
% u# |( M( A! K L h- n% V r) J1 绪论 1 0 T- h. }! s, L s9 s0 ~& r
1.1 合金设计与材料设计 1
' i! C* g/ q7 k6 Z4 Z1.2 材料设计的进步 2 * B! A; r4 I8 }, z+ }
参考文献 8
& I! \8 Q5 |" y8 A$ K/ d" ~5 Q) E+ w( M; z
2 永磁材料设计的热力学解析 10
6 V6 V d! a, ^1 c) f" p2.1 永磁材料概说 10 8 [0 Z9 \) A* Q% I
2.2 两相分离型金属永磁材料的组织设计 12
7 X3 b4 e9 ~4 i; G6 x8 {+ Q2.2.1 决定矫顽力的主要因素 12
% G% ]- y3 x0 h) `, u1 G" q2.2.2 合金设计的组织要素 16 5 p; ~9 P! G" d& y) d
2.2.3 合金设计与失稳分解 20 1 ^2 X; K [8 ?' F! U y
2.2.4 永磁材料失稳分解的起源 21 7 d. S; ~' r# q' @9 w$ O
2.3 两相分离型组织的热力学解析 27 . E& Y. }' y/ k+ q- w
2.3.1 多元系两相分离组织的热力学解析 27
- q# B! p. O: J0 V2.3.2 磁性转变对两相分离组织的影响 31
9 P1 w7 s( j9 M D; y2.3.3 有序-无序转变对两相分离组织的影响 42 3 z @, u3 P2 v2 w, T* p0 x4 k4 i
2.3.4 实际Alnico合金中两相分离组织的热力学分析 54
3 f9 z; k# `* S X# r参考文献 65
! H" [. p; z+ t6 @+ q9 v9 ]4 T$ \8 X6 d4 K+ e- d2 S2 ~
3 Cu-Fe-Ni双相纳米材料设计的热力学解析 67
8 K+ K/ v `/ k" Y3.1 一种双相纳米材料的设计 68
: r1 L9 N& Q, P7 q9 r8 s( X3.2 Cu-Fe-Ni系合金相图的实验测定与热力学计算 71
( j/ Y5 ^" u3 c0 |$ j$ p3.2.1 Cu-Fe-Ni系相图的扩散偶法测定 71 1 L$ F, ~* ]) _1 f1 e# k- @3 m( Z
3.2.2 Cu-Fe-Ni系相图的热力学计算 78 6 j; L+ b. |! B
3.2.3 等体积分数合金失稳分解的驱动力 81 9 g, n y6 a/ u/ r' @7 \9 V1 } S
3.3 Cu-Fe-Ni失稳分解合金的双相细晶组织与性能 84
. C& z) Y( J' j/ [& I3.3.1 等体积分数合金的组织学研究 84
8 K" n3 k3 l: f9 q% g3.3.2 等体积分数合金的失稳分解组织及其粗化 87 & w/ _3 N. \0 m
3.3.3 合金失稳分解的硬化效应分析 88 $ P0 I& G: A8 }) d) Z. T
3.3.4 塑性变形后合金失稳分解硬化效应分析 91
+ j7 z- o0 ]# X" m0 d3.4 Cu-Fe-Ni合金失稳分解双相细晶组织的控制 93 8 C3 H* n( X8 g C k8 J# v) W
3.4.1 失稳分解组织的形态与取向控制 93
6 Y9 |9 G2 d. T% \ ?; G3.4.2 塑性变形储能与位错密度 96 - B9 h2 S$ e$ ^7 [
3.5 Cu-Fe-Ni合金失稳分解组织的不连续粗化 98 [& n0 Y8 Q" ~! A5 {
3.5.1 不连续粗化组织的形态特征 98 # T2 Y8 N/ G$ B7 [7 s
3.5.2 不连续粗化的动力学特征 100 ! } l5 e5 v {. x M0 h) L5 \
3.5.3 不连续粗化的力学性能特征 102
& r( u+ K! Q) }0 T3.5.4 不连续粗化的激活能 104 - T$ b" K/ P3 P9 G/ c1 q
3.5.5 等轴细晶双相组织 105 . ~9 W1 n8 P. N- y4 G
3.6 具有失稳分解组织的Hall-Petch关系 107 0 }1 ]1 }! {% m& ^
3.6.1 Cu45Fe25Ni30单相合金的再结晶 107
, W. z8 }2 z d) t% y+ h3.6.2 细晶强化与失稳分解强化 108
" O& g' C: @% Z$ k: q* N; i参考文献 111 & I: X) }* \' ?" t7 H3 `. S
* c, V! |) V; O4 Al-Zn-Mg-Cu系合金设计的热力学问题 113 + _; X! [3 I; T: n) e) C
4.1 Al-M二元合金的固态Al端溶解度 114 - `9 P: E; u& E. ?6 S( p- D
4.1.1 纯元素在Al固溶体中的溶解度 114
! l5 n( {$ I: T) P h4 A! m8 ~4.1.2 化合物形成元素在Al固溶体中的溶解度 115
8 @8 z3 Y/ t; k4.1.3 Al固溶体的溶解度分析 118
) D: m0 U) h: p) K# k$ c4 f0 r3 r4.2 Al-M二元合金中的溶解度间隙 119 " v3 v/ w- ^9 `7 C: B3 C
4.2.1 Al-Cu系的GP区形成与溶解度间隙 120 / m0 _: |9 {, y6 c9 W1 x) L
4.2.2 Al-M系溶解度间隙的热力学 123 : x7 P+ f9 M" v3 l5 q# \
4.2.3 Al-Zn系fcc固溶体的溶解度间隙 125 4 N* z$ E8 I/ K0 J, a& x7 i
4.2.4 Al-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 127 ; ~+ _/ z! d' o r( _' t. b+ R
4.2.5 Al-Ag系fcc固溶体的溶解度间隙 129
% s5 }, O d. s, X- ^4.3 Al-Zn-Mg-Cu多元合金系中的溶解度间隙 130
: Z3 S; l1 i5 a5 i, ]8 ^! R2 |4.3.1 Al-Zn-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 130
- _# T p! ]1 p! |% `+ Q+ h4.3.2 Al-Cu-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 131 - ` `! ^" D& t- u+ w9 P. A
4.3.3 Al-Zn-Cu系fcc固溶体的溶解度间隙 132 ( z, M2 g. a: s( ]8 P% m0 M
4.4 Al-Zn-Cu系fcc固溶体溶解度间隙的实验研究 134 ) A$ b9 e$ ?4 `2 P* a+ j: q
4.4.1 低Cu溶解度间隙实测的特殊扩散偶法 135
2 j5 a7 w3 q( r; s4 r" m& z4.4.2 Al-Zn-Cu系低Cu侧溶解度间隙的实测结果 137
$ B+ y5 i# r7 s* j% N4.4.3 Al-Zn-Cu系fcc固溶体溶解度间隙的热力学计算 144 ) G* Q) D# |3 W8 I
4.4.4 Al-Zn-Mg-Cu系合金设计要点 148
8 r. L# V6 T8 n( @0 d- E4.5 Al-Zn-Cu系低温区相平衡的热力学研究 149
& P: g1 Q3 y# U' ], D4.5.1 Al-Zn-Cu系中的T相 150 : g) k9 O/ b+ _) r$ d
4.5.2 Al-Zn-Cu系200℃\低Cu侧相平衡 152 7 n# O/ n9 _0 E3 N' c) p
4.5.3 Al-Zn-Cu系室温低Cu侧相平衡 155 - |. `% ^& L1 k& j
4.6 Al-Zn-Cu系合金相变的热力学与动力学问题 160 % m0 H% F3 {$ B: T
4.6.1 Al-Zn合金的不连续分解行为 160
, a2 r2 T! N; d7 C- Y4.6.2 Cu对Al-Zn合金失稳分解的影响 165 , e: X$ [: h6 ]% v% G* s: t, T
4.6.3 少量Cu对Al-Zn合金fcc固溶体扩散行为的影响 169
; C7 W0 X0 k8 U' O, T& V- ?4.6.4 少量Cu对Al-Zn合金不连续分解的影响 173
% y1 g5 |$ d! r0 ~4 S4.6.5 少量Cu致Al-Zn合金组织异常细化与亚稳相变 177 # c% @9 ]" _$ ]) D
参考文献 183
# M. l4 [3 R( H- e
- z% j. _% }0 Z) p6 R! Z5 Fe-Mn-Al低温合金的设计与热力学解析 185 $ L6 l% j. l5 {7 Y
5.1 低温合金概说 185
; O5 Y3 J! y& O3 U% y, `5 B5.2 bcc结构低温钢的组织与成分分析 187
N9 ]6 ?% A' o0 I: v5.2.1 相结构与韧脆转变温度 187 9 v% E/ _" `( \( T/ O' I
5.2.2 影响韧脆转变温度的因素 189 ! i' H9 H" N# ?; t# T* B, \
5.2.3 bcc结构低温钢的设计 194 . H6 I& |( g0 ^- Q
5.3 fcc结构低温合金的组织与成分设计 196
% B1 D5 p/ I/ o- {5.3.1 fcc结构低温合金的韧性特征 196
P8 H3 l2 g! l' K/ S% k9 w+ C5.3.2 Ni-Cr合金化 197 * R- M8 d( W' v) Z, b" M! m
5.3.3 单纯Mn合金化 197
v# x2 S6 D# d5 V4 p1 ]! E0 j. [5.3.4 Mn-Cr合金化 198
% t9 G: O/ {! z( T) o, v5.3.5 Mn-Al合金化 201
# Y% I6 R5 Q) R E5.4 奇异的奥氏体低温稳定性 202 , J9 e. g" `# v4 i7 a
5.5 Fe-Mn-Al系合金相图的研究 208
4 _) `+ t9 |) v: n& p6 R5.5.1 Fe-Mn-Al系合金相图的研究概况 208 7 v6 |: C8 \6 d# q
5.5.2 Fe-Mn-Al系合金相图的研究方法 211 : A, A0 I! ?, b, _! |/ U0 k
5.5.3 Fe-Mn-Al系合金相图实验研究的主要结果 215 0 U7 }8 \6 y9 j/ X9 i) K" ^4 r2 g" V
5.5.4 Fe-Mn-Al系合金相图研究的最新进展 228
. ]( Z) |3 ?; `4 b5.6 Fe-Mn-Al系低温合金成分设计分析 231 " ~$ l! i! }5 I
参考文献 233 5 Z$ ^- {0 K- i) g6 o2 Y
0 A# a, N# h6 _) |: B' p N
6 钛基合金的热力学解析 235 8 I4 C% G% d, O! w# y, x9 |
6.1 基础系统相图 236
b) k& m% h D- u. w( l6.1.1 Ti-Al系二元相图 236 ' T7 E) w, c- G8 O' X9 w. X; _
6.1.2 Ti-O、Ti-N系二元相图 241 1 k! k3 i8 U5 T/ I" j, `) p
6.1.3 其它元素相平衡的影响 243
, R3 b( v* \- S/ p6.1.4 Ti-Mo、Ti-V系二元相图 243
. g7 B$ y* ~& o; n7 K( s6.1.5 Ti-Al-V系三元相图 244 & f" E$ ~9 p K4 o- @1 W
6.1.6 Ti-Al-Mo系三元相图 249 6 n; O/ |8 q) V! w
6.2 纯钛的相变自由能 250
( Q7 P' F5 b( Q4 b. ^6.3 钛合金的相稳定化参数 253 ( w q. ]' c; ?8 B
6.3.1 Ti基固溶体间的相平衡 253 , B u3 U! B: X- T
6.3.2 Ti基二元合金的相稳定化参数 255
4 m( H9 @' N$ M2 s) n, n& S) O6.4 钛合金的T0线与T0面 258
5 Y" l+ h* L+ m/ w4 S6.4.1 二元系的T0线 258 # V( z/ Y7 W; l: j+ q n
6.4.2 铝当量和钼当量 259
Z/ t% d1 r$ e: a( }. x" l. ~6.4.3 多元系中的T0面 262
& h! {$ {$ ]) Z- [/ \/ J6.5 钛合金的马氏体转变温度 263
: y3 e2 g' r1 |6.5.1 钛基合金的组织与马氏体相变 263
* q; t: k* `" V7 p* N6.5.2 马氏体转变开始温度 265 ) t7 V+ t* z! N( [$ ~8 E
6.6 钛合金中微量元素作用的热力学解析 269 ; t% B! Z. J- t
6.6.1 Ti-Al-It系中的T0面与a/r相稳定化参数 269 4 [, J/ E& J) W
6.6.2 Ti-Al-H系的a/r相变温度 271 : {0 W, {5 K& C
6.6.3 Ti合金中化合物相的基本特征 274 M+ J, N7 Z# p7 e1 l, @; d
6.6.4 Ti合金中化合物相的溶解度 275
t6 r9 l+ U- A. ]6 G6.7 Ti-X-Y三元系富钛角相平衡的预测 277
8 ~9 r3 Q# w; m6 s. z) X6.7.1 Ti-X-Y三元系富钛角预测的意义 277
) Z/ {7 S. G% t4 R% j5 Z$ m6.7.2 Ti-X-Y三元系富钛角预测的依据 279 3 \/ u, T( o+ o$ `3 s0 D1 a
6.7.3 Ti-X-Y三元系富钛角预测的可靠性 281
1 c# l+ s$ s8 y8 f参考文献 282
7 D$ G5 [3 {2 d4 m' ^
* `( l. d l5 U6 A7 Ti-Al系金属间化合物的相平衡热力学 285 5 u' D+ P" ?' g/ z$ k$ ~( A0 I* o* A7 V
7.1 几种Ti-Al金属间化合物及其合金化 285
: i7 ]9 Y9 q# m# V& P7.2 Ti-Al二元系的热力学分析 287 8 B0 n5 \# D- d0 k" h( c" O
7.2.1 Ti-Al二元相图的热力学分析 287
! Y" g# m9 i: }. M7.2.2 对于Ti-Al系相图的最新认识 292
+ ^: R! e5 R: Z6 k$ g" H3 [5 G7.2.3 Ti-Al系a/r相平衡的热力学 295
9 C+ ~8 [, f9 ^+ O1 J" l9 M7.3 Ti-Al-X三元系的热力学分析 297 5 k2 a3 v) K- m5 |! s: `" t
7.3.1 Ti-Al-X三元系的a/r相平衡 297 ; k' H% O% E" X" a, T# j5 M
7.3.2 第三组元X的相稳定化参数 298
5 |; h+ R! U3 U2 x* U" Z* l, Q7.3.3 微量第三组元X对a/r相平衡的影响 299
( k# {& t& m+ w* [# Z. j7 H2 O7.4 Ti-Al-X三元系相平衡的实验测定 301
* K/ _( A7 N \3 b8 n6 X& ^/ p7.4.1 Ti-Al-Nb三元相图的实验测定 301
6 u7 F/ Z# @2 S# o2 {4 `/ W& v- @7.4.2 Ti-Al-Nb三元系a/r其它温度相平衡的实验测定 306
% L- l) ]3 {- `7.4.3 Ti-Al-Cr三元系各温度相平衡的实验测定 307
: c' q; p( U/ _; |+ h" X& c" {" C4 w7.4.4 Ti-Al-X三元系a/r相平衡实验规律分析 311 5 B) N' m* S8 B1 ?* l9 k3 s- }6 U9 g
7.5 Ti-Al-X多元系的a/r相平衡 314
+ e& L2 @0 j4 x2 }) Y7.5.1 Ti-Al-X多元系的a/r相平衡研究方法 314
2 n& T9 \7 {9 ~7.5.2 Ti-Al-Cr-Fe四元系的a/r相平衡 318
3 s2 L' O, L" x6 u! l# h0 g! Y' T+ I; j7.5.3 Ti-Al-Cr-Si四元系的a/r相平衡 320
! @( m% A1 p- ^6 H/ ?+ x- u0 \1 c. A7.5.4 Ti-Al-Si-Nb四元系的a/r相平衡 323
8 M6 F. n' {; ?* m7 @/ m) M/ b7.5.5 Ti-Al-Fe-Nb四元系的a/r相平衡 325
, C2 d/ V# _- V) i7.5.6 Ti-Al-Cr-Nb四元系的a/r相平衡 325
9 {- X: Q& |0 a6 ]7.6 Ti-Al系的相变与粗化转变 327
: y; w, x2 `' V2 b7.6.1 1120℃相变的性质 327
" y" @6 |+ L* Y3 ]7.6.2 相的形态与形成机制 330 8 e8 ?1 t+ f; Q% R: s
7.6.3 片层组织的粗化 332 4 n) l: M3 H) o& Q. g* c
参考文献 341 4 z. m; S# A2 g" K5 s. _) \' ~+ m: y
; X2 f" b$ n- O3 o9 a9 K8 TiNiNb宽滞后形状记忆合金设计的热力学 344
- M# G9 Q. t' K- C* g; C8.1 宽滞后形状记忆合金概说 344 7 r+ I# A3 i# X+ z& }1 M0 Y
8.1.1 增大相变温度滞后的意义 345 & q5 w a& Q L1 g1 }3 G6 t: [
8.1.2 增大相变温度滞后的热力学原理 348
. u3 W& K1 n% e( q* h8 |, _8.2 Ti-Ni-Nb三元系相平衡的实验测定 355
) O$ P4 {2 X( x, g; n0 D8.2.1 Ti-Ni-Nb三元相平衡的扩散偶法研究 355 ; ~3 `- T2 J# j+ v( g: r
8.2.2 Ti-Ni-Nb系扩散偶的设计与制作 358
/ E( |% e3 c" w" ?4 k& ~* Y& v. ?3 M) Z8.2.3 Ti-Ni-Nb系相平衡特点与分析 361 ; h: ^1 e' g6 j# q* L
8.2.4 Ti-Ni-Nb系相图对合金设计的重要启示 378
) ?( h) j! g H8.3 Ti-Ni-Nb三元相平衡研究的发展 380 , ]( ~' S+ u7 B+ ^
8.4 TiNiNb合金马氏体相变的热力学解析 386
! [3 f# C' e+ g8.4.1 TiNiNb合金的热容 387
) n0 E& ~# A# u% J0 s1 q8.4.2 TiNi-Nb合金马氏体相变热效应的热力学分析 390 2 A% s# r: e8 G) \3 p' j
8.5 TiNiNb合金的相组成与结构 392
4 y0 ^7 N$ T& v$ Q8.6 TiNiNb合金的相变温度滞后、应变恢复率与组织 396
8 A; {: t C, w! b R4 z, h4 V参考文献 400 & A; m. ^1 P' Z& V& @( ? h3 @
- U* M# ^( _, ~( O' ^
9 CDC处理与TD处理的热力学与动力学 403 * c# C, w- [& E5 o, u5 l
9.1 CDC处理概说 403
0 A% r& K3 n' f$ u$ }9.1.1 关于碳化物形成能力 403
4 V3 o7 G+ }" v" W4 F) x9.1.2 CDC处理的基本原理 405 8 H8 l7 y6 D. K0 D1 J: j$ }
9.1.3 CDC处理的类型 409 9 B+ K/ }$ ]1 q2 z: L
9.2 CDC处理组织与性能的主要问题 412 1 D7 m/ n3 s5 W% ]
9.3 CDC处理的热力学——碳势设计 418 % Y d; r5 d4 y5 g2 I' E
9.3.1 等碳活度线 418 ! S0 z* v! I+ A5 u; z. t* m
9.3.2 合理碳势范围的设计 421
# I3 q) I% U* c# d* i9.3.3 Fe-M-C合金钢CDC处理最低碳势设计步骤 422
, Y8 Z# s0 o6 t. p9.3.4 防止Fe3C亚稳析出的CDC碳势设计步骤 423 : j8 H! N& {$ [( ?' c6 G
9.3.5 防止Fe3C稳态析出的CDC碳势设计步骤 424 ( n! A" k( ]) k0 O b+ \% l1 A( k5 ~
9.3.6 商用合金钢的CDC碳势设计 425 ! `4 o7 u; H8 {& E/ Z
9.4 双层材料的CDC处理 433 / o4 ?# P% R6 B0 C7 o
9.4.1 CDC处理的双层材料 434 % E y9 w( H* K: O1 j7 d
9.4.2 双层材料CDC处理组织 437
. A6 F- ~8 l: w& o" r( }9.4.3 双层材料CDC处理后的性能 439 ( f* _ F7 J( \/ P- P
9.5 几组重要的Fe-C-X系相图 441 - t4 U4 M6 ]8 @ C
9.5.1 Fe-C-Cr系 441 # _9 y: N. ]0 {: G+ a8 z
9.5.2 Fe-C-Mo系和Fe-C-W系 444 - `7 w( U+ X z
9.5.3 Fe-C-V系 446 4 ]" W/ N! m/ }) \: ~9 o
9.5.4 Fe-C-Ni系 447
A9 ?7 i+ ?" L; U. E! O9.6 TD处理的热力学与动力学 448
9 i# U! _: a! n+ c" c0 M9.6.1 TD处理表面覆层的形成原理 448 % X- ` a% N' [ G9 Y' ~
9.6.2 碳化物内碳活度差的解析 450
7 J; O+ n2 a- k: O% A- g4 P9.6.3 TD处理的动力学 452
, u+ V5 c; F z7 B) l9.6.4 TD处理动力学的实证 454
: v' @7 B, e* y, ?3 n9 {" p- L参考文献 456 ! ?" o* F2 ]8 S$ s7 q8 r
索引 458 $ `% P) z; {2 b. y- D3 B
后记 464 |
|
发表于 2012-3-27 16:27:46