金属疲劳断裂理论PDF电子书下载

目 录 1

序 言 1

编者的话 1

第一章位错理论基础 1

1.1位错的基本概念 1

1.1.1刃型位错与螺型位错 1

1.1.2柏氏矢量的一般定义及其性质 2

1.1.4位错密度 5

1.1.3混合型位错 5

1.2位错的弹性性质 7

1.2.1刃型位错应力场 7

1.2.2螺型位错应力场 8

1.2.3位错的能量与线张力 9

1.2.4位错的点阵模型 10

1.2.5位错在外应力场中所受的力 16

1.2.6平行位错间的相互作用力 16

1.2.7位错的塞积 18

1.2.8位错与溶质原子的交互作用 20

1.3位错的运动 22

1.3.1位错的滑移与攀移 22

1.3.2位错的滑移与宏观应变 24

1.3.3位错运动的特征 26

1.3.4螺型位错的交滑移 26

1.3.5位错的交割 27

1.4位错的增殖 30

1.4.1位错的均匀生核 30

1.4.2在应力集中的地方生成位错 31

1.4.3 Frank-Read源 33

1.5典型晶体结构中的位错 34

1.5.1典型晶体结构中的单位位错 34

1.5.2面心立方和密排六方结构晶体中的堆垛序和堆垛层错 34

1.5.3面心立方结构晶体中的不全位错 36

1.5.4 Thompson记号 39

1.5.5位错反应 40

1.5.6面心立方结构晶体中的扩展位错 41

1.5.7 Lomer-Cottrell锁 42

第二章疲劳现象 45

2.1 包辛格（Bauschinger）效应 45

2.2玛辛（Masing）特性 47

2.3材料的记忆特性 48

2.4疲劳硬化和软化 48

2.4.1应力控制 48

2.4.2应变控制 49

2.5 疲劳形变中的饱和现象 52

2.6滑移带 54

第三章疲劳裂纹的萌生 58

3.1位错与裂纹 58

3.2位错在疲劳过程中的作用 59

3.3疲劳裂纹萌生的部位 60

3.3.1从晶界萌生疲劳裂纹 60

3.3.2在非金属夹杂物（或第二相）处萌生疲劳裂纹 62

3.4疲劳裂纹萌生的孕育期 63

3.5.1 Wood机制 64

3.5疲劳裂纹萌生机制 64

3.5.2 Neuman模型 65

3.5.3 Cottrell-Hull机制 65

3.5.4位错偶极子塞积模型 66

3.6腐蚀条件下疲劳裂纹的萌生 68

3.6.1腐蚀反应 68

3.6.2氢脆 69

3.6.3腐蚀坑与疲劳裂纹萌生之间关系 69

3.6.4腐蚀条件下氢致疲劳腐蚀生核 69

4.1.1关于Griffith理论 72

第四章疲劳裂纹的扩展 72

4.1断裂力学概述 72

4.1.2线弹性断裂力学 74

4.1.3裂纹尖端地区的结构 85

4.2疲劳裂纹扩展速率 87

4.3疲劳裂纹扩展门坎值△Kth 92

4.4疲劳裂纹的闭合效应 100

4.5疲劳裂纹扩展时的显微浮凸特征 101

4.6疲劳裂纹的扩展过程 103

4.7疲劳裂纹扩展的物理模型 104

4.7.1切应变型（第一阶段）扩展机制 105

4.7.2正应变型（第二阶段）扩展机制 106

第五章疲劳断裂 111

5.1疲劳断口的分类 111

5.1.1拉－压疲劳断口 111

5.1.2弯曲疲劳断口 113

5.1.3扭转疲劳断口 116

5.2疲劳断口的保存与清洗 117

5.2.1断口的保存 118

5.2.2断口的清洗 118

5.3疲劳断口的宏观形貌 120

5.3.1疲劳源区 120

5.3.2疲劳裂纹扩展区 121

5.3.3瞬时断裂区 127

5.4疲劳断口的微观形貌 128

5.4.1疲劳条纹 128

5.4.2轮胎花样 138

5.4.3韧窝花样 139

第六章影响疲劳的因素 144

6.1材料的组织结构对疲劳的影响 144

6.1.1晶体结构的影响 144

6.1.2堆垛层错能的影响 145

6.1.3晶粒大小的影响 146

6.1.4第二相性质的影响 148

6.1.5非金属夹杂物的影响 149

6.2试样或构件的表面状况对疲劳的影响 150

6.2.1表面缺口的影响 150

6.2.2表面状况的影响 151

6.2.3表面残余应力状态的影响 154

6.3环境介质对疲劳的影响 155

6.3.1腐蚀介质对材料疲劳的影响 155

6.3.2腐蚀疲劳机理 157

6.4.2过载损伤作用 159

6.4.3次载强化作用 159

6.4.1 Miner累积损伤假说 159

6.4载荷变化对疲劳的影响 159

第七章 金属材料的微观强化机理 161

7.1固溶强化 161

7.1.1原子尺寸效应引起的强化 161

7.1.2弹性模量效应 163

7.1.3固溶体的有序化造成的强化 164

7.2位错强化 164

7.3晶界强化 168

7.4马氏体强化 170

第八章金属材料的显微组织与疲劳性能 176

8.1奥氏体的形成 176

8.1.1钢中常见的显微组织 176

8.1.2奥氏体的形成 178

8.2珠光体组织与性能 178

8.2.1片状珠光体的形成与形态 179

8.2.2粒状珠光体的形成与形态 179

8.2.3索氏体与屈氏体的形成与形态 180

8.2.4珠光体组织的疲劳性能 182

8.3.1贝氏体的分类及其形态 183

8.3贝氏体组织与性能 183

8.3.2贝氏体组织的疲劳性能 184

8.4马氏体组织与性能 185

8.4.1两种不同形态的马氏体 185

8.4.2两种马氏体的形成条件 186

8.4.3马氏体的性能 187

第九章提高金属抗疲劳断裂的途径 188

9.1表面的重要性 188

9.2.1喷丸处理 189

9.2表面形变强化——喷丸和滚压处理 189

9.2.2滚压处理 191

9.3表面化学热处理强化 193

9.3.1表面化学热处理的基本过程 194

9.3.2常用的几种表面化学热处理强化方式及强化规律 195

9.4复合处理强化 198

9.4.1氮化淬火冷处理复合强化 199

9.4.2渗碳后重新加热淬火复合处理 199

9.5激光辐照表面强化处理 200