新型材料特性及其应用PDF电子书下载

第一章 微合金化高强度钢 1

第一节 微合金化低碳高强度钢的物理冶金设计 1

一、强化机制 1

二、钢的组织和成分设计 6

三、控制轧制 11

四、控制夹杂物形态 13

第二节 微合金化低碳高强度钢 15

一、高强度低合金钢（HSLA）的发展简史 15

二、常用微合金化低碳高强度钢 16

三、海洋用微合金化低碳高强度钢 20

四、抗大气腐蚀用微合金化低碳高强度钢 23

五、抗氢蚀用微合金化低碳高强度钢 25

六、压力容器用微合金化低碳高强度钢 27

第三节 微合金化低碳铁素体-马氏体双相钢 28

一、概述 28

二、“双相钢”组织与性能的变化规律 29

三、“双相钢”的组织和成分设计 31

四、热处理“双相钢”和热轧“双相钢” 32

五、“双相钢”的发展趋势 33

第四节 微合金化中碳非调质钢 34

一、概述 34

二、微合金化元素的作用 35

三、组织与性能的变化规律 36

四、组织-成分设计 40

五、微合金化中碳非调质钢的现状及其发展趋势 41

第二章 超高强度钢 43

第一节 概论 43

第二节 低合金超高强度钢 44

一、低合金超高强度钢的物理冶金设计 44

二、低合金超高强度钢的强化机制 46

三、低合金超高强度钢的强韧性 49

四、低合金超高强度钢的现状及其发展趋势 51

第三节 低碳马氏体型超高强度钢 54

一、低碳马氏体型超高强度钢的成分-组织设计 54

二、低碳马氏体型超高强度钢的韧化机制 55

第四节 马氏体时效钢 56

一、相图与合金相结构 58

二、马氏体时效钢的物理冶金设计原则及应用 61

三、马氏体时效钢的强韧化机制 62

四、马氏体时效钢的性能 64

五、马氏体时效钢的热处理 65

六、马氏体时效钢的发展趋势 67

第五节 超高强度钢的应力腐蚀断裂 69

一、概述 69

二、应力腐蚀断裂机理 70

三、超高强度钢的应力腐蚀性能 71

四、影响超高强度钢的应力腐蚀性能的因素 73

第三章 不锈钢的新进展 75

第一节 不锈钢的物理冶金学 75

一、概述 75

二、与不锈钢相关的合金相图 75

三、不锈钢的抗蚀性与合金化 81

第二节 铁素体不锈钢的进展 84

一、概述 84

二、铁素体不锈钢的脆性 85

三、超纯铁素体不锈钢的新进展 86

第三节 奥氏体不锈钢 90

一、奥氏体不锈钢的物理冶金设计 90

二、典型奥氏体不锈钢 93

三、新型奥氏体不锈钢 95

第四节 其他新型不锈钢 98

一、奥氏体-铁素体双相不锈钢的发展 98

二、新型易切削不锈钢 99

第五节 不锈钢的发展趋势 99

第四章 低温钢 110

第一节 低温脆断失效 110

一、温度对转变过程的影响 110

二、缺口韧性与断裂韧性 111

第二节 低温钢的物理冶金学问题 114

一、冶金因素与韧-脆断裂转变 114

二、合金化原理 115

三、低温钢的成分-组织的物理冶金设计原则 115

四、改善低温钢韧性的措施 116

第三节 新型低温钢 117

一、中国的低温钢系列 117

二、含镍低温钢的新进展 119

三、超低温奥氏体钢的发展 123

第五章 新型高温合金 125

第一节 高温合金的物理冶金学 125

一、概述 125

二、高温合金的强化机制 126

三、高温合金的物理冶金学 129

第二节 高温失效 130

一、蠕变 130

二、热疲劳 133

三、热腐蚀 133

第三节 铁基和铁镍基高温合金 136

一、概述 136

二、中国的铁基、铁镍基高温合金 138

三、美、英、俄、德等国的铁基与铁镍基高温合金 144

第四节 镍基高温合金 150

一、变形镍基高温合金 150

二、铸造镍基高温合金 161

三、美、英等国的镍基高温合金 170

第五节 钴基高温合金 182

一、概述 182

二、中国的钴基高温合金 183

三、美、英等国的钴基高温合金 184

第六节 定向凝固高温合金 191

一、概述 191

二、中国的定向凝固高温合金 191

第七节 单晶高温合金 194

一、概述 194

二、单晶高温合金成分-组织的物理冶金设计原则 195

三、单晶高温合金的制备方法 196

四、中国的单晶高温合金 197

五、新型单晶高温合金 200

第八节 粉末冶金高温合金 206

一、概述 206

二、粉末冶金高温合金零件的工艺流程 207

三、粉末冶金高温合金 207

四、存在的问题 207

第九节 快速凝固高温合金 208

一、快速凝固镍基高温合金 208

二、快速凝固钴基高温合金 211

第十节 金属间化合物高温合金 211

一、概述 211

二、Ni3Al金属间化合物 212

三、NiAl金属间化合物 214

四、Ti3Al金属间化合物 214

五、TiAl金属间化合物 215

六、应用前景 215

第十一节 难熔金属及其合金——在超高温下使用的合金 216

一、概述 216

二、钽及钽合金 216

三、铼及铼合金 218

四、钨及钨合金 223

五、钼及钼合金 225

六、铌及铌合金 228

第六章 新型轻合金 237

第一节 铝合金的物理冶金学 237

一、概述 237

二、铜、锌、镁、锂在铝中的固溶度 237

三、铝合金的固溶处理与时效 239

四、铝合金的时效强化原理 240

第二节 变形铝合金 247

一、概述 247

二、硬铝合金 248

三、超硬铝合金 249

四、中国的变形铝合金 250

五、变形铝合金的国际牌号系统（IADS） 259

六、铝合金状态和热处理命名法 261

七、世界各国的变形铝合金 265

八、变形铝合金的应力腐蚀 271

九、高强度变形铝合金的断裂韧性 272

第三节 铸造铝合金 273

一、概述 273

二、中国的铸造铝合金 273

三、美、英的铸造铝合金 278

第四节 快速凝固新型铝合金 281

一、快速凝固高强度铝合金 282

二、快速凝固高温铝合金 282

第五节 新一代铝合金——铝锂系合金 283

一、概述 283

二、合金化原理 285

三、新型铝锂系合金的生产方法 289

四、铝锂系合金的热处理制度 290

五、新型铝锂系合金的力学性能 291

六、铝锂系合金的疲劳性能 292

七、快速凝固铝锂系合金 293

八、铝锂系合金的应用及展望 293

第六节 钛合金的物理冶金学 294

一、概述 294

二、钛的特性 295

三、钛合金相图 296

四、钛合金化原理 297

五、钛合金的分类 300

第七节 钛合金的热处理 302

一、钛合金的热处理原理 302

二、钛合金的热处理工艺 305

第八节 面向21世纪的钛合金 306

一、中国钛合金 306

二、世界各国钛合金 312

三、新型高温钛合金 320

四、快速凝固新型钛合金 322

第九节 镁合金的物理冶金学 323

一、概述 323

二、镁合金化原理 324

三、镁合金的热处理 325

第十节 新型镁合金 327

一、中国的镁合金 327

二、世界各国镁合金 333

三、快速凝固新型镁合金 337

四、Mg-Li系合金——新型超轻合金 338

第七章 非晶、准晶态合金与纳米材料 340

第一节 非晶合金概论 340

一、非晶合金的结构特征 340

二、非晶态结构模型 342

三、非晶合金的结构缺陷 344

四、非晶转变 345

五、非晶合金的分类 346

第二节 非晶合金形成的热力学 348

一、合金成分的影响 348

二、原子的相互作用 349

三、原子尺寸效应 349

四、位形熵（S） 349

五、组元之间键合特性的影响 349

第三节 非晶合金形成的动力学 350

一、结晶动力学的理论基础 350

二、非晶合金形成的动力学 352

三、非晶态形成的判据 355

第四节 非晶合金的制造工艺 357

一、非晶合金膜的制造工艺 357

二、液体激冷法 358

三、机械合金化（Machanical Alloying） 360

第五节 非晶合金的结构稳定性 360

一、结构弛豫 361

二、非晶合金的晶化 361

三、影响非晶合金结构稳定性的因素 363

第六节 非晶合金的抗蚀性能 364

一、非晶合金抗蚀性能的主要特征 364

二、非晶合金的抗蚀机理 367

第七节 非晶合金的磁性 369

一、概述 369

二、非晶合金的磁化曲线 371

三、非晶磁性合金的分类 372

四、非晶软磁合金 373

第八节 非晶合金的电学性能 378

一、非晶合金的电性特点 378

二、非晶合金的电阻率与温度的关系 379

三、控制非晶合金的电阻温度系数的途径 379

四、非晶电性材料的应用 380

第九节 非晶合金的力学性能 381

一、强度与硬度 381

二、变形与断裂 383

三、韧性 384

四、疲劳 385

第十节 非晶合金的应用 385

一、用于制作软磁、低损耗磁性器件 386

二、用于制作高导磁器件（表7-29） 389

三、非晶合金的其他应用（表7-35） 393

四、铝基非晶合金的性能 393

五、中国非晶合金的研制与应用 394

第十一节 非晶合金的新进展 400

一、非晶合金制备的新进展 400

二、非晶永磁合金的演进 401

三、新型非晶结构材料 401

四、功能非晶合金的应用 402

五、展望 402

第十二节 准晶态合金 402

一、概述 402

二、准晶的分类 403

三、准晶的形成和制备方法 403

四、准晶的结构 404

五、准晶的性能 405

六、准晶态合金的稳定性 407

第十三节 纳米材料 407

一、基本概念 407

二、纳米材料的制备方法 408

三、纳米材料的结构 410

四、纳米材料的性能 411

五、纳米材料的应用与展望 413

第八章 新型复合材料 415

第一节 概论 415

一、历史的回顾 415

二、复合材料的定义 416

三、复合材料的分类 416

四、复合材料质量检验方法 418

五、复合材料是新型材料发展的重点 419

第二节 聚合物基复合材料的新进展 420

一、聚合物基体相 421

二、增强材料 432

三、聚合物基复合材料的界面 437

四、纤维增强树脂复合材料（Fiber Reinforced Plastics．简称FRP）的进展 442

第三节 金属基复合材料 450

一、金属基复合材料的分类 451

二、纤维增强金属基复合材料 451

三、晶须增强金属基复合材料 460

四、定向凝固共晶型复合材料 460

五、TiAl基复合材料 467

六、金属基复合材料的界面 468

七、金属基复合材料的应用前景 470

第四节 陶瓷基复合材料 471

一、提高陶瓷材料韧性的方法 471

二、纤维增强陶瓷（FRC） 472

三、陶瓷基复合材料的应用前景 476

第五节 碳纤维增强碳基复合材料 477

一、概述 477

二、碳纤维 478

三、碳／碳复合材料的制造工艺 480

四、碳／碳复合材料的性能 481

五、碳／碳复合材料的发展前景 483

第六节 混杂纤维增强复合材料 485

一、概述 485

二、混杂化的作用 485

三、混杂复合材料的性能 487

四、纤维增强铝合金层板 487

五、混杂复合材料的应用 492

第七节 功能复合材料 492

一、概述 492

二、导电高分子复合材料 493

三、精细复合功能材料 498

四、树脂基、金属基、陶瓷基功能复合材料述评 499

第八节 复合材料的应用 501

一、复合材料在宇航、航空领域中的应用及发展 501

二、复合材料在船舰上的应用 507

三、复合材料在车辆制造中的应用 508

四、复合材料在电子工业中的应用 510

五、复合材料在化学工业的应用 511

六、复合材料在其他方面的应用 512

七、复合材料的发展前景 515

第九章 新型功能材料 517

第一节 功能材料概论 517

一、功能材料的定义及其特点 517

二、功能材料的分类 517

三、功能材料的新进展 523

四、新材料工程的涌现，将促进新型功能材料的发展 524

第二节 减振合金 525

一、概述 525

二、减振机制和表征合金减振性能的参数 525

三、减振合金 527

四、减振合金的应用 532

第三节 形状记忆合金 534

一、热弹性型马氏体相变 535

二、形状记忆效应和相变伪弹性 539

三、单程SME、双程SME、全方位SME 542

四、Ti-Ni形状记忆合金 544

五、铜基形状记忆合金 552

六、铁基形状记忆合金 558

七、形状记忆合金的应用及其发展 562

第四节 磁学功能材料 566

一、磁学功能材料的理论基础 567

二、软磁材料 581

三、永磁材料概论 594

四、稀土钴永磁材料 606

五、钕铁硼永磁材料 611

第五节 电学功能材料 621

一、超导材料 621

二、半导体材料 632

第六节 光学功能材料 649

一、激光晶体材料 649

二、非线性光学材料 667

三、光学纤维材料 672

第七节 功能陶瓷材料 686

一、概述 686

二、功能陶瓷的组织结构 688

三、功能陶瓷的制造工艺 693

四、电子功能陶瓷 695

五、热学功能陶瓷 705

六、生物功能陶瓷 714

七、功能陶瓷的发展 715

注释 717

主要参考文献 722