位错与金属强化机制PDF电子书下载

第一章 位错的基本性质及在弹性介质中的行为 1

§1-1位错的定义及柏氏矢量 1

一、位错的定义 1

二、柏氏回路与柏氏矢量 2

三、柏氏矢量的守恒性 3

四、弗兰克处理柏氏回路和柏氏矢量的方法 4

§1-2位错的几何性质与运动特性 5

一、刃型位错 5

二、螺型位错 6

三、混合位错 7

四、位错环 8

§1-3位错的弹性性质 9

一、复杂应力状态下应力与应变的关系 10

二、位错的应力场 12

三、位错的弹性应变能 17

四、位错的线张力 19

§1-4作用在位错上的力 21

一、作用在刃型位错上的力 22

二、作用在螺型位错上的力 23

三、作用在混合位错上的力 24

一、平行螺型位错间的作用力 25

§1-5位错间作用力 25

二、平行刃型位错间的作用力 26

三、两相互垂直螺型位错间的作用力 28

四、螺型位错与相互垂直的刃型位错间的作用力 29

§1-6位错与界面的交互作用 30

一、位错与自由表面的交互作用 30

二、不同弹性介质界面与位错的交互作用 32

参考文献 33

第二章 晶体中位错的行为 35

§2-1派-纳位错模型与派一纳力 35

一、派-纳位错模型 35

二、Peierls位错的能量与派-纳力 39

§2-2位错的弯折与割阶 42

一、弯折 42

二、割阶 46

§2-3全位错的能量条件与滑移系统 49

一、Frank能量准则 50

二、晶体的滑移系统 51

§2-4扩散滑移与攀移机制 52

一、弯折的扩散滑移 52

二、位错的扩散攀移 54

三、割阶位错的攀移 55

四、位错心扩散引起的攀移 57

一、保守性滑动 59

§2-5割阶位错的滑动 59

二、非保守性滑动 61

§2-6面心立方晶体中的层错与部分位错 63

一、FCC点阵中层错的类型 64

二、FCC点阵中的部分位错 66

三、FCC点阵中的扩展位错 68

四、Thompson记号 71

§2-7面心立方晶体中几种重要的位错反应 73

一、Lomer位错 73

二、压杆位错 74

三、Lomer-Cottrell位错锁 76

四、会合位错 77

五、扩展偶极子 79

六、扩展位错结点 79

§2-8面心立方晶体中扩展位错的运动 80

一、扩展位错运动的派-纳障碍 80

二、扩展位错的滑移 81

三、扩展位错的交滑移 82

四、扩展位错的攀移 83

五、扩展割阶的运动 84

§2-9密排六方晶体中的层错与位错反应 85

一、密排六方晶体中的层错 85

二、密排六方晶体中的部分位错 86

三、密排六方金属中位错的扩展 91

§2-10体心立方晶体中的层错与位错反应 92

一、体心立方晶体中的层错 92

二、体心立方晶体中的部分位错 94

三、体心立方晶体中的扩展位错 95

四、体心立方晶体中螺型位错心的结构 97

五、体心立方晶体中的全位错合成反应 98

§2-11过饱和空位对位错组态的影响 98

一、过饱和空位的形成机制 99

二、过饱和空位对位错组态的影响 100

参考文献 105

一、单晶体塑性变形的基本方式 107

第三章 位错强化机制 107

§3-1金属单晶体塑性变形的一般特点 107

二、Schmid定律与滑移系统的开动 109

三、金属单晶体的应力-应变曲线 111

四、金属单晶体加工硬化行为 114

§3-2位错增殖机制 115

一、Frank-Read源位错增殖机制 115

二、双交滑移位错增殖机制 116

三、空位盘位错增殖机制 117

四、位错增殖的极轴机制 117

§3-3位错的交互作用 119

五、晶界增殖位错机制 119

§3-4位错塞积 120

§3-5孪生的位错机制 123

一、孪生位错 124

二、孪晶形成机制 125

三、发射位错 126

四、滑移位错与孪晶界的交互作用 127

§3-6位错强化的数学表达 128

一、位错运动阻力的估算 128

二、流变应力的表达式 131

§3-7应变速率与位错运动速率关系的推导 131

§3-8温度及应变速率对流变应力的影响 133

参考文献 134

第四章 晶界强化机制 135

§4-1金属多晶体塑性变形条件 135

§4-2晶界的位错模型 136

一、晶界结构模型 136

二、晶界与位错的交互作用 140

三、晶界的运动 142

四、晶界发射位错的机制 143

§4-3双晶体变形模型 144

一、双晶体变形条件 144

二、双晶体弹性变形的不匹配性 145

三、双晶体塑性变形的不匹配性 146

§4-4晶界强化作用 147

一、直接强化作用 147

二、间接强化作用 147

§4-5晶界强化的数学表达 148

§4-6亚晶界及相界的强化效应 150

一、亚晶界强化 150

二、相界强化 151

参考文献 151

一、无限大基体中的应力-应变场 153

§5-1错配球模型 153

第五章 固溶强化机制 153

二、球内的应力-应变场 155

三、在有限大基体中的错配球 156

四、δv、△v与δV的关系 158

五、错配球模型的适用性 159

§5-2置换式溶质原子与位错的弹性交互作用 160

一、置换式溶质原子的错配球效应 160

二、溶质原子间的弹性交互作用 161

三、溶质原子与刃型位错间的弹性交互作用 162

§5-3间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用 164

一、FCC结构中间隙原子的错配球效应 164

四、溶质原子与螺型位错间的弹性交互作用 164

二、BCC结构中间隙原子的错配球效应 165

三、α-Fe中碳原子之间的弹性交互作用 166

四、α-Fe中碳原子与螺型位错的弹性交互作用 166

五、α-Fe中碳原子与刃型位错的弹性交互作用 167

§5-4溶质原子与位错的化学相互作用 167

§5-5位错与有序分布的溶质原子间的交互作用 170

一、短程有序引起的强化 170

二、长程有序引起的强化 171

§5-6均匀固溶强化 174

一、稀固溶体的均匀固溶强化 175

二、浓固溶体的均匀固溶强化 176

参考文献 177

第六章 第二相强化机制 178

§6-1质点障碍模型 178

一、Orowan模型 178

二、Friedel模型 179

§6-2沉淀强化机制 181

一、共格应变强化 182

二、化学强化 183

三、有序强化 184

四、模量强化 185

五、层错强化 186

六、派-纳力强化 187

§6-3弥散强化机制 188

一、有效粒子间距的确定 188

二、Orowan公式的修正 189

三、硬粒子与基体变形不协调对强化的影响 190

§6-4第二相强化合金的加工硬化行为 191

一、沉淀强化合金的加工硬化行为 192

二、弥散强化合金的加工硬化行为 192

§6-5纤维强化机制 195

一、纤维增强复合材料的变形行为 195

二、长纤维增强复合材料的抗拉强度 196

三、短纤维增强复合材料的抗拉强度 197

参考文献 198

第七章 强化机制在金属材料组织设计中的应用 199

§7-1晶界强化效应的利用 199

一、晶界强化在单相合金中的利用 199

二、晶界强化在复相合金中的利用 200

§7-2固溶强化效应的利用 200

§7-3可变形粒子强化效应的利用 201

§7-4不可变形粒子强化效应的利用 203

§7-5纤维强化效应的利用 204

§7-6加工硬化效应的应用 204

参考文献 204