纳米金属与合金：加工、微观组织、力学性能和应用PDF电子书下载

第一部分 块体纳米金属与合金的加工 3

1大塑性变形制备块体纳米金属与合金 3

1.1 引言 3

1.2 大塑性变形加工原理 4

1.3 大塑性变形用于有效晶粒细化的发展趋势 8

1.4 大塑性变形加工提高性能 22

1.5 块体纳米材料创新潜力 33

1.6 结论 34

1.7 参考文献 35

2累积叠轧焊制备块体纳米金属与合金 40

2.1 引言 40

2.2 累积叠轧焊的原理 41

2.3 加工细节 42

2.4 加工过程中的微观组织变化 45

2.5 累积叠轧焊制备块体金属的力学性能 53

2.6 结论 57

2.7 参考文献 57

3机械研磨制备块体纳米晶金属与合金 59

3.1 引言 59

3.2 机械研磨 60

3.3 机械研磨中纳米晶相的形成 62

3.4 纳米晶粉末的固结 75

3.5 结论与展望 80

3.6 致谢 81

3.7 参考文献 82

4固态反应法处理纳米晶钢 85

4.1 引言 85

4.2 钢中的细晶粒结构 86

4.3 相变理论：从微观到纳观，一种设计先进钢的强大工具 89

4.4 纳米晶贝氏体钢：一种极端材料 93

4.5 低温贝氏体反应的加速 98

4.6 纳米晶贝氏体钢的原子尺度表征 98

4.7 纳米晶贝氏体钢的力学性能 107

4.8 结论与展望 113

4.9 延伸阅读 114

4.10 致谢 114

4.11 参考文献 114

5电沉积法处理块体纳米晶金属与合金 118

5.1 引言 118

5.2 电沉积法 119

5.3 电沉积法制备纳米晶金属与合金的实例 128

5.4 纳米晶电沉积物的力学性能 136

5.5 纳米晶电沉积物的腐蚀性能 141

5.6 纳米晶电沉积物的其他性能 143

5.7 应用 145

5.8 致谢 146

5.9 参考文献 146

6非晶相制备块体纳米晶与纳米复合材料 152

6.1 引言 152

6.2 块体金属玻璃合金的形成 153

6.3 通过变形或熔铸玻璃相晶化形成纳米结构 159

6.4 纳米准晶体的形成 165

6.5 纳米复合材料的力学性能 167

6.6 纳米复合材料的磁学性能 169

6.7 结论 172

6.8 参考文献 173

7大塑性变形和机械加工制备纳米合金 178

7.1 引言 178

7.2 机械加工中大塑性变形的原理 179

7.3 微观组织细化的研究 189

7.4 具有超细晶微观组织的块体 196

7.5 纳米颗粒 200

7.6 表面纳米结构化 205

7.7 结论 207

7.8 致谢 207

7.9 参考文献 208

第二部分 微观结构 213

8含有孪晶的纳米晶纯金属的变形组织 213

8.1 引言 213

8.2 纳米晶金属的典型缺陷结构 214

8.3 纳米晶金属中不存在的典型缺陷结构 221

8.4 纳米晶金属的新型缺陷结构 224

8.5 原始微观组织对变形组织的影响 230

8.6 发展趋势 236

8.7 致谢 239

8.8 参考文献 239

9等通道转角挤压制备纳米低碳钢微观组织和力学性能 243

9.1 引言 243

9.2 低碳钢的微观组织演变 244

9.3 纳米低碳钢的力学性能 261

9.4 晶粒细化与微观组织改性提高拉伸性能 268

9.5 连续剪切拉拔：一种新的加工方法 270

9.6 结论 272

9.7 参考文献 272

10塑性变形制备纳米金属的微观组织特征与性能 276

10.1 引言 276

10.2 微观组织特征 277

10.3 退火硬化与形变软化 286

10.4 微观组织与力学性能优化 289

10.5 结论 290

10.6 致谢 294

10.7 参考文献 294

第三部分 力学性能 299

11纳米晶金属的强化机制 299

11.1 引言 299

11.2 多晶体的变形，Hall-Petch强化模型，典型的强度与硬度数据 300

11.3 Hall-Petch失效：模型的细晶尺寸极限 303

11.4 Hall-Petch失效：缺陷材料的重要性 304

11.5 极细晶粒尺寸下的变形机制 307

11.6 第二相颗粒引起的强化 314

11.7 其他因素引起的强化：溶质、有序化、孪晶晶界 319

11.8 大塑性变形制备具有超细微观组织材料的变形机制 320

11.9 结论与展望 324

11.10 参考文献 325

12纳米晶金属中的弹性与塑性变形 329

12.1 引言 329

12.2 纳米晶金属中的弹性应变 330

12.3 纳米晶金属中的塑性变形 337

12.4 结论与展望 365

12.5 延伸阅读与建议 367

12.6 致谢 367

12.7 参考文献 367

13多尺度金属材料的力学性能 375

13.1 引言 375

13.2 多尺度金属材料的力学性能 383

13.3 多尺度金属材料的变形与断裂机制 405

13.4 发展趋势 425

13.5 结论 425

13.6 致谢 426

13.7 参考文献 426

14纳米晶金属材料的延性增强与机制 430

14.1 引言 430

14.2 材料的拉伸延性 431

14.3 粗晶金属多晶体、超细晶金属和中等晶粒尺寸纳米晶金属的塑性流变机制 435

14.4 细晶粒尺寸纳米晶金属的塑性流变机制 436

14.5 纳米晶金属材料的裂纹成核与长大特征 440

14.6 晶粒尺寸分布窄、无伪影的纳米晶金属的延性增强 444

14.7 孪晶变形与生长孪晶引起的纳米晶金属的延性增强 446

14.8 应变速率硬化引起的纳米晶金属的延性增强 448

14.9 具有双峰结构的单相纳米晶金属的延性增强 449

14.10 含有第二相纳米颗粒、树枝状夹杂物和碳纳米管的纳米晶金属复合材料的延性增强 451

14.11 结论与展望 452

14.12 延伸阅读与建议 454

14.13 致谢 455

14.14 参考文献 455

15分子动力学计算机模拟纳米金属的力学行为 459

15.1 引言 459

15.2 分子动力学模拟纳米晶金属的晶界结构与性能 461

15.3 纳米晶粒的变形机制 465

15.4 纳米金属的晶粒长大与微观组织演变 472

15.5 结论 476

15.6 致谢 477

15.7 参考文献 477

16纳米金属的表面变形与力学行为 481

16.1 引言 481

16.2 表面大塑性变形的力学行为 482

16.3 表面大塑性变形诱导的微观组织与应力状态变化 484

16.4 具有纳米晶表面与硬化层金属的拉伸性能 493

16.5 具有纳米晶表面与硬化层金属的抗疲劳性能 499

16.6 具有纳米晶表面与硬化层金属的耐磨性能 501

16.7 结论 502

16.8 致谢 504

16.9 参考文献 504

17纳米金属的疲劳性能 507

17.1 概况 507

17.2 纳米模具材料的疲劳性能与疲劳寿命 509

17.3 轻金属合金 517

17.4 纳米钢的疲劳性能与寿命 532

17.5 疲劳寿命与循环变形性能的优化 534

17.6 参考文献 537

18纳米晶金属与合金的超塑性变形 542

18.1 引言 542

18.2 理论预测 543

18.3 纳米金属与合金的超塑性 546

18.4 纳米晶材料的超塑性 568

18.5 变形机制 578

18.6 结论 587

18.7 致谢 590

18.8 参考文献 590

19纳米金属与合金的蠕变与高温变形 594

19.1 引言 594

19.2 细晶纯金属与温度有关的变形 595

19.3 纳米金属的蠕变与高温变形 601

19.4 变形机制与模拟 603

19.5 结论 609

19.6 参考文献 610

第四部分 应用 615

20纳米金属与金属基涂层的热喷涂与冷喷涂技术 615

20.1 引言 615

20.2 纳米金属基原料 616

20.3 热喷涂技术 617

20.4 WC-Co纳米涂层的热喷涂技术 620

20.5 n-AT纳米涂层的热喷涂技术 621

20.6 TiO2纳米涂层的热喷涂技术 622

20.7 MCrAlY和NiCrAlY纳米涂层的热喷涂技术 627

20.8 冷喷涂技术 644

20.9 冷喷涂材料的特点 647

20.10 WC-Co冷喷涂技术 648

20.11 非低温研磨n-WERKZA A 5083的冷喷涂技术 651

20.12 发展趋势 657

20.13 延伸阅读与建议 658

20.14 致谢 658

20.15 参考文献 658

21纳米涂层的商业与工业应用 663

21.1 引言 663

21.2 纳米金属与合金概述 664

21.3 纳米材料的商业化 666

21.4 当前和新兴的应用 669

21.5 结论 683

21.6 参考文献 684

22纳米钢板在汽车车身结构中的应用 687

22.1 引言 687

22.2 汽车车身结构对纳米钢板的潜在需求 688

22.3 纳米低碳钢板制造 689

22.4 提高纳米钢板延伸率 699

22.5 纳米钢板的耐撞性 706

22.6 结论 711

22.7 参考文献 712

22.8 附录 713

23纳米钢线材、棒材和带材的生产工艺 715

23.1 引言 715

23.2 纳米钢棒材的生产工艺与性能 716

23.3 纳米钢线材的生产工艺与性能 722

23.4 纳米钢带材的生产工艺与性能 725

23.5 纳米钢的应用及特点 731

23.6 发展趋势 743

23.7 致谢 745

23.8 参考文献 745

24超快冷却与短间隔多道次热轧制备纳米C-Mn钢薄板 747

24.1 引言 747

24.2 超快速直接冷却和短间隔多道次热轧（UDCSMR）的概念与实验型热轧机 749

24.3 用UDCSMR生产纳米C-Mn钢薄板 752

24.4 晶粒细化机制 757

24.5 变形特点 765

24.6 焊接及其在几种原型样件中的应用 773

24.7 结论 784

24.8 参考文献 784

索引 787