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