金属的晶体缺陷与力学性质PDF电子书下载

前言页 1

1 金属与合金的弹性 1

1.1 应力 1

1.2 应变 2

1.3 弹性系数 5

1.4 应力、应变及弹性系数的坐标变换 7

1.5 各向同性介质的弹性系数及一些基本方程 9

1.6 晶体的弹性柔度 11

1.7 金属晶体的压缩率和体积弹性模量 12

1.8 金属弹性模量的理论模型 13

1.9 固溶体的弹性模量 24

1.10 共价键化合物的K和C44 25

1.11 超弹性 25

2 金属的滞弹性与内耗 28

2.1 标准线性固体 28

2.2 内耗，葛氏扭摆法 33

2.3 填隙式固溶体的弛豫型内耗--应力感生有序 35

2.4 置换式固溶体的应力感生有序及内耗 39

2.5 界面内耗 40

2.6 低温位错弛豫型内耗 42

2.7 钉扎位错弦振动产生的内耗 45

2.8 位错内耗的气团模型 46

3 单晶体的范性变形基础 49

3.1 滑移变形与滑移要素 49

3.2 临界切应力定律 51

3.3 滑移切应变 53

3.4 孪生变形 55

3.5 孪生变形的几何学 56

3.6 hcp晶体中的孪晶 58

3.7 形变带与扭折带 59

4 晶体的缺陷 62

4.1 概述 62

4.2 点缺陷的几何形态 63

4.3 空位的形成能 66

4.4 热平衡状态的空位数 74

4.5 空位的移动 76

4.6 空位形成能与空位移动激活能的实验测定 78

5 位错的基本概念 80

5.1 线缺陷--刃型位错与螺型位错 80

5.2 位错的普遍形式 83

5.3 柏氏矢量的一般定义和它的性质 84

5.4 混合位错 86

5.5 单晶体理论切变强度 87

5.6 位错的滑移与宏观应变 88

5.8 螺型位错的交滑移 91

5.7 棱柱位错的滑移 91

5.9 刃型位错的攀移 92

6 位错的弹性性质 96

6.1 Volterra位错 96

6.2 刃型位错的应力场 98

6.3 螺型位错的应力场 102

6.4 位错的应变能 104

6.5 位错的线张力 106

6.6 应力场对位错的作用力 106

6.7 平行位错之间的相互作用力 108

6.8 位错像力 110

6.9 位错集群的平衡与位错塞积 112

6.10 位错的点阵模型 116

6.11 位错与溶质原子的交互作用 124

附录6-1 验证式(6-80)是式(6-79)的解 130

附录6-2 求式(6-84)的和 131

7 在各种金属晶体中的位错 133

7.1 fcc晶体中的单位位错 133

7.2 fcc和hcp结构的堆垛序和堆垛层错 134

7.3 fcc晶体中的不全位错和扩展位错 135

7.4 fcc晶体扩展位错的宽度 137

7.5 螺型位错的交滑移 138

7.6 Thompson记号 139

7.7 Frank不全位错 140

7.8 Lomer-Cottrell锁 141

7.9 hcp结构中的单位位错，不全位错和层错 142

7.10 bcc结构中的不全位错和层错 145

7.11 bcc结构中的位错塞积 147

7.12 在超点阵中的位错 148

8 位错交割与割阶 150

8.1 位错的交割 150

8.2 含有元割阶的位错的运动 151

8.3 长割阶 153

8.4 fcc晶体中的扩展割阶 154

8.5 fcc晶体中的位错反应 159

9.1 位错的均匀生核 161

9 位错的增殖 161

9.2 在应力集中的地方生成位错 162

9.3 通过不均匀变形产生位错 164

9.4 Frank-Read源 164

9.5 Koehler和Orowan的双交滑移机制 165

9.6 位错通过攀移进行增殖的机制 166

10 晶界与相界 169

10.1 界面的定义与界面的分类 169

10.2 简单晶界模型 172

10.3 小角度晶界位错模型的Frank公式 174

10.4 位错晶界的能量 176

10.5 晶界的运动 178

10.6 大角度晶界 183

11 金属与合金的屈服和流变 193

11.1 拉伸曲线 193

11.2 微塑性(范性)变形 194

11.3 屈服强度和晶粒尺寸的关系--Hall-Petch关系 195

11.4 位错列的长程弹性作用 196

11.5 会合位错再分解的应力 197

11.6 和林位错交割所需的应力 198

11.7 用硬化观点来分析屈服强度 198

11.8 晶界位错源与屈服强度 199

11.9 流变的位错机制的新发展 200

11.10 Hall-Petch关系的新理论 203

11.11 低碳钢的明显屈服点现象 204

11.12 明显屈服点现象的理论 206

11.13 用平整法消除低碳钢板的屈服平台 209

11.14 应变时效 211

11.15 溶质原子在刃型位错周围的聚集--应变时效的理论 213

11.16 面心立方结构和六方结构合金的屈服现象 215

12. 强化理论 217

12.1 固溶强化-无序固溶体 217

12.2 有序固溶体的强化 220

12.3 Suzuki(铃木)气团的强化作用 223

12.4 Fleischer的强化理论 225

12.5 有序析出相的强化作用 227

12.6 共格强化 230

12.7 堆垛层错强化机制 231

12.8 模量强化 231

12.9 相界面积增加产生的强化 232

12.10 局部力与漫散力 232

12.11 钢中碳化物对屈服强度的影响 235

12.12 铌、钒、钛微合金化钢的屈服强度 237

12.13 温度和形变速度对流变应力的影响 238

12.14 在高纯铁中氢和碳的固溶软化作用 240

附录 241

13 金属晶体的范性形变、加工硬化与织构 243

13.1 单滑移和双滑移 243

13.2 fcc单晶体的加工硬化曲线 244

13.3 六方金属单晶体的形变 245

13.4 bcc结构的形变 245

13.5 单晶体的加工硬化理论 245

13.6 金属在形变中产生的孪晶 252

13.7 扭折带 253

13.8 多晶体的范性形变、硬化与软化 254

13.9 多晶体加工硬化的经验规律 257

13.10 多晶体的加工织构 257

13.12 织构强化 260

13.11 六角密堆金属的加工织构，应变比 260

13.13 低碳钢板的织构和深冲性能 261

13.14 薄饼形晶粒与深冲性能 263

13.15 具有难于变形的硬相的合金的加工硬化 264

13.16 动态应变时效--Portevin-Le Chatelier效应 266

13.17 Bauschinger效应 270

14 断裂 272

14.1 金属断裂的基本型式 272

14.2 断口的基本显微形态 272

14.3 理想断裂强度 274

14.4 Griffith理论和断裂韧性 275

14.5 Griffith裂纹的形核机制 277

14.6 韧性-脆性转变温度 280

14.7 铁和钢晶界偏析和脆性断裂 281

14.8 韧性(延性)断裂 283

14.9 断裂应变与夹杂物数量的关系 285

14.10 断裂韧性与拉伸性能的关系 286

14.11 复合材料的强度 288

15 回复、再结晶与晶粒长大 292

15.1 回复 292

15.2 再结晶 294

15.3 再结晶的动力学 297

15.4 合金元素或杂质对再结晶的影响 299

15.5 晶界迁动的速度 300

15.6 晶粒长大 301

15.7 第二相对再结晶的影响 302

15.8 二次再结晶与晶粒的非正常长大 304

16 蠕变与超塑性流变 306

16.1 蠕变基本现象和规律 306

16.2 瞬态蠕变的耗竭理论 308

16.3 低温蠕变的林位错理论 309

16.4 Andrade型蠕变律的理论 310

16.5 稳态蠕变理论 310

16.6 扩散蠕变 313

16.7 晶界滑移与扩散蠕变 316

16.8 超塑性 318

16.9 合金化和析出相对蠕变的影响 320

16.10 蠕变断裂 321

17 金属的疲劳 323

17.1 金属疲劳的有关概念 323

17.2 平均应力对疲劳寿命的影响 325

17.3 抗张强度对疲劳强度的影响 326

17.4 疲劳硬化和疲劳软化 326

17.5 材料对疲劳的抗力 327

17.6 疲劳裂纹的形成 330

17.7 疲劳裂纹的扩展(疲劳条纹，Paris定律及疲劳门坎值) 333

17.8 缺口试样的疲劳 335