金属的韧性与韧化PDF电子书下载

第1章　引论 1

1 断裂事故和工程设计 1

2 强度、塑性、韧性和弹性 3

3 断裂韧性和断裂力学 9

3-1　缺口冲击韧性 9

3-2　裂纹断裂韧性和断裂力学 13

4 断裂分析和断裂学科 17

1-1-1　圆孔和圆简 27

1-1　力学公式和概念 27

1　应力集中 27

第2章　缺口断裂力学和缺口断裂韧性 27

1-1-2　椭圆孔 31

1-1-3　重要概念 32

1-2　物理图象 35

2 应变集中 38

2-1　弹性负荷 38

2-1-1　平面应力 38

2-1-2　平面应变 39

2-2　整体屈服 41

2-2-1　双边半圆缺口 41

2-2-2　深裂纹 42

2-2-3　 V型缺口 45

2-2-4　 L和Q的物理意义 47

2-3　应变集中系数 48

3 缺口敏感 48

4 缺口断裂韧性 54

4-1　影响因素 55

4-1-1　应力状态 55

4-1-2　材料强度 56

4-2　试验方法 58

4-2-2　爆破鼓突试验 59

4-2-1　落锤试验 59

4-2-3　裂纹停止伸展温度（CAT）试验 60

4-2-4　焊接区缺口韧性试验 60

4-3　缺口断裂韧性参量和相关性 61

4-3-1　缺口韧性参量 61

4-3-2　缺口韧性之间相关性 63

4-3-3　缺口韧性与断裂事故之间的相关性 64

4-3-3　缺口韧性与断裂事故之间的相关性 64

第3章　裂纹断裂力学和裂纹断裂韧性（一）——线弹性断裂力学 68

1 能量分析 69

1-1　完整晶体的理论强度 70

1-2　裂纹体的断裂理论 74

1-3　裂纹伸展的能量释放率（G） 77

1-3-1　柔性法测G 79

1-3-2　能量关系 81

2 应力场强度分析——穿透型裂纹 84

2-1　 Westergaard应力函数 85

2-2　穿透型裂纹的应力场强度 90

2-2-1　双向拉伸（KI） 90

2-2-2　单向拉伸（KI） 95

2-2-3　Ⅱ型和Ⅲ型裂纹的应力场强度（KⅡ和KⅢ） 98

3 G-K关系式 101

4 塑性区校正 104

4-1　平面应力 105

4-2　平面应变 107

4-3　有效裂纹长度 109

5 应力场强度和裂纹断裂韧性 111

5-1　应力场强度（K） 111

5-2　裂纹断裂韧性（KIo） 113

5-3　 K1o的测试 115

6 应力场强度分析——表面裂纹 117

6-1　数学推导 118

6-2　随后发展 125

6-3　物理过程 132

6-4　工程应用 136

6-4-1　K1o的测试 136

6-4-2　断裂分析 140

第4章　裂纹断裂力学和裂纹断裂韧性（二）——弹塑性断裂力学 145

1 裂纹顶端张开位移（COD） 147

1-1　 COD的数学表达式 148

1-2　 COD的测定 152

1-2-1　 δ和Vo的关系 153

1-2-2　 临界点的确定 155

1-3-2　断裂应力 156

1-3-1　脆断与厚度 156

1-3　？的物理意义和应用 156

1-3-3　脆断与温度 157

1-4　 ？的工程应用 157

1-4-1　输气管道的韧断设计 160

1-4-2　 Burdekin-Dawes方法 164

2 J积分 168

2-1　能量线积分J的性质 168

2-2　J积分的力学意义 174

2-2-1　能量释放率G和J的关系 174

2-2-2　裂纹顶端奇异性问题——K和J的关系 176

2-2-3　J和COD的关系 178

2-3　JIo的测试 179

2-3-1　JI的等值定义 180

2-3-2　JI的测定 183

2-3-3　临界点的选择和测定 186

3 其他断裂韧性参量 187

3-1　能量及能量率 188

3-1-1　缺口断裂韧性和KIo的关系 188

3-1-2　等能量法 190

3-1-3　广义的能量释放率（G） 193

3-2　裂纹伸展阻力曲线——R曲线 195

1 韧性的测试 206

第5章　断裂韧性的意义 206

1-1　试样的制备 207

1-1-1　裂纹制备 208

1-1-2　尺寸要求 210

1-2　临界点 212

2 历史分析 214

2-1　断裂历程 215

2-2　学科历史 218

2-2-1　断裂力学 218

2-2-2　断裂物理 224

2-2-3 断裂化学 225

3 物理分析 228

3-1　应力、应变和应变能 229

3-2　内因和外因 234

3-3　能量和过程 240

3-4　韧性和脆性 249

第6章　断裂过程分析 254

1 裂纹形成的断裂理论 254

2 裂纹伸展的断裂理论 259

2-1　应变判据——韧断模型 260

2-2　应力判据——解理断裂 266

3-1　沿晶断裂及晶粒度 273

3 裂纹伸展途径分析 273

3-2　脆性相 287

3-2-1　几何学因素 287

3-2-2　化学因素 301

3-2-3　力学因素 303

3-2-4　物理因素 304

3-3　韧性相 305

3-3-1　复相合金 306

3-3-2　复合材料 315

3-4　基体 326

3-4-1　应变硬化指数及断裂应变 328

3-4-2　相变诱生塑性的TRIP钢 333

3-4-3　形变和解理断裂 340

3-4-4　奥氏体及其转变产物 351

第7章　韧化工艺 365

1 冶炼和铸造 366

1-1　成分控制 366

1-2　气体和夹杂物 368

1-3　铸造和特殊冶铸工艺 378

1-4　铸造材料 381

2-1　晶粒大小 389

2 压力加工 389

2-2　晶粒取向 397

3 热处理 400

3-1　超高温淬火 400

3-2　临界区淬火 415

3-3　回火和时效 430

3-3-1　回火软化性 430

3-3-2　高温回火脆性 433

3-3-3　低温回火脆性 438

3-3-4　时效硬化 441

3-4-1　铁基合金 446

3-4　形变热处理 446

3-4-2　铝基合金 456

第8章　焊接结构的断裂力学分析 462

1 应力和K的表达式 464

2 焊接缺陷和焊接脆性 472

2-1　焊接裂纹和焊接脆性 472

2-1-1　凝固开裂 474

2-1-2　过烧及过热脆性 477

2-1-3　分层开裂 479

2-1-4　马氏体转变脆性 481

2-1-5　氢脆 486

2-1-6　焊后加热开裂 492

2-2　其他焊接缺陷 499

2-2-1　欠焊 499

2-2-2　夹渣 501

2-2-3　气孔 502

3 焊区的断裂韧性 502

3-1　测试方法 503

3-2　分布规律 506

3-3　韧化措施 511

结束语 522

参考文献 534