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出版者:化学工业出版社

作者:陈振华

出品人:

页数:397

译者:

出版时间:2005-6

价格:50.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502569877

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• 变形镁合金
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铸就非凡：先进金属材料的演进与应用 本书旨在为读者呈现当代先进金属材料领域的广阔图景，重点聚焦于结构强度、轻量化需求以及极端环境适应性等前沿课题。它不仅仅是一部技术手册，更是一部描绘材料科学家如何通过精妙的合金设计与制造工艺，推动工程极限的史诗。 第一部分：基础理论的革新与材料的哲学 第一章：从经典到前沿——金属材料学的新范式 本章首先回顾了传统金属材料（如钢铁、铝合金）的成熟理论体系，为理解后续的创新奠定基础。随后，重点引入了现代材料科学的视角：从微观结构控制到宏观性能调控的系统性思维。我们探讨了晶体缺陷理论在理解塑性变形中的关键作用，特别是位错运动与材料韧性之间的复杂关系。 1.1 晶体结构与缺陷工程： 深入剖析体心立方、面心立方以及六方密堆积结构对力学性能的根本影响。介绍亚结构（如晶界、孪晶界）在强化机制中的角色，并阐述如何通过控制晶粒尺寸、形貌实现Hall-Petch效应的突破。 1.2 热力学与相图的重构： 超越传统的二元或三元相图分析，本章聚焦于多组分复杂合金体系的热力学计算方法（如CALPHAD方法），及其如何指导新型稳定相和强化相的预测与设计。 1.3 塑性变形的本征机制： 讨论高熵合金等新型材料中，复杂晶格畸变如何影响位错的滑移、缠结与交滑移，以及如何利用热处理过程精确调控亚结构以获得理想的强度-塑性平衡。 第二章：连接原子尺度与宏观性能的桥梁 本章着重于如何运用先进的计算模拟技术来预测和优化材料性能，减少昂贵的试错成本。 2.1 第一性原理计算（DFT）的应用： 阐述如何利用密度泛函理论计算合金组元间的结合能、弹性常数和相稳定性，为高通量筛选潜在高性能合金提供理论依据。 2.2 介观尺度模拟： 探讨相场法（Phase-Field Modeling）在模拟析出动力学、晶粒生长和界面演化中的强大能力，特别是其在预测热处理工艺窗口中的应用。 2.3 构效关系的确立： 强调实验验证与计算模拟相结合的重要性，构建可信赖的“成分-工艺-结构-性能”四元关系模型，这是实现材料智能设计的核心。 第二部分：面向极限挑战的新型结构材料 第三章：高熵合金（HEA）：无序中的有序 高熵合金代表了材料设计理念的一大飞跃，即通过等摩尔或近等摩尔的五个以上主元，打破传统合金学的元素设计规则。 3.1 HEA的晶体学与本征特性： 深入分析其固溶强化机制（高熵效应、迟滞效应、腐蚀效应、晶格畸变效应），及其在极端温度下的热稳定性和抗蠕变性能。 3.2 析出强化型HEA的设计与制造： 重点介绍L12或B2强化相的形成，以及如何通过精确控制析出相的尺寸、形貌和分布，实现超高强度。讨论了单相、双相及多相高熵合金的结构特点。 3.3 极端环境下的应用潜力： 探讨其在核反应堆、航空发动机热端部件以及深空探测器中展现出的优异抗辐照损伤和耐高温氧化性能。 第四章：先进轻质金属的突破——铝、钛、镁基体的进化 本章聚焦于传统轻质金属基体如何通过合金化和精密制造手段，跨越性能瓶颈，以满足航空航天和新能源汽车对重量和性能的苛刻要求。 4.1 钛合金的超高温化与增韧： 关注新一代高居里温度的金属间化合物强化钛合金（如Ti3Al, TiAl基），及其在涡轮叶片等关键部件中的应用挑战与解决方案。讨论粉末冶金和快速凝固技术对细化晶粒、提高均匀性的贡献。 4.2 铝基体的性能极限探索： 深入研究2系、7系铝合金的晶界工程（Grain Boundary Engineering），特别是利用超细晶结构和析出相调控，使其强度逼近甚至超越某些传统钢材。讨论新型钪（Sc）系铝合金的强化机制。 4.3 稀土元素对轻质合金的“点石成金”： 详述稀土元素（如Y, Gd, Nd）在细化晶粒、消除有害杂质、以及稳定高温组织方面的独特作用，及其在下一代轻量化结构件中的战略地位。 第三部分：制造工艺的革命与材料的“生命周期” 第五章：增材制造（AM）对金属结构件的重塑 增材制造技术，特别是选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM），正在颠覆传统的材料加工流程。 5.1 AM过程中的冶金学挑战： 详细分析高能量密度输入下产生的快速凝固、微观偏析、残余应力和孔隙率问题，这些缺陷直接影响了部件的疲劳寿命和断裂韧性。 5.2 定制化微结构的实现： 探讨如何通过调整激光功率、扫描速度和层厚，实现对凝固晶粒取向、枝晶间距的精确控制，从而制造出具有特定织构（Texture）的各向异性材料。 5.3 后处理工艺的关键性： 强调热等静压（HIP）、热处理和表面工程（如激光冲击强化）在消除内部缺陷、优化残余应力场和提高疲劳性能方面不可或缺的作用。 第六章：材料的服役安全与寿命预测 材料的性能并非一成不变，本章聚焦于服役环境中材料性能的演化与失效分析。 6.1 疲劳与断裂力学的深入研究： 讨论高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的机制，特别是裂纹萌生和扩展的微观路径。引入断裂韧性测试（如DCB, SENB）和疲劳裂纹尖端塑性区（T-PZC）模型的应用。 6.2 蠕变与高温性能评估： 针对高温结构件，深入分析扩散蠕变、位错蠕变机制，以及如何通过提高基体稳定性（如通过析出相钉扎位错）来提升材料的长期可靠性。 6.3 腐蚀与应力腐蚀开裂（SCC）： 探讨不同合金在复杂介质（如含氯环境、氢环境）下的腐蚀行为，并介绍如何通过合金设计（如减少易位变区域）和表面防护技术来提高抗SCC能力。 结语：面向未来的材料视野 本书最后展望了材料科学的未来方向，包括人工智能辅助的材料发现、自修复材料的集成，以及可持续发展背景下的材料回收与再利用技术。目标是激励读者不仅掌握现有先进材料的知识，更能以创新的视角参与到下一代结构材料的研发浪潮中。

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翻完这本大部头，我最大的感受是“技术细节的深度是惊人的，但理论的广度是受限的”。它无疑是镁合金变形领域一个极具深度的资料库，尤其是在探讨特定工艺参数对最终组织结构的影响时，其详尽程度令人印象深刻。但与此同时，这本书对材料科学其他相关领域——比如腐蚀防护、疲劳寿命预测的最新进展，或者与其他新型轻质合金（如铝锂合金）的横向比较——着墨不多。它几乎完全聚焦于“变形”这一核心环节，并将所有精力投入到对这一环节的微观力学机制的挖掘中。对于渴望全面了解“变形镁合金”在整个材料生命周期中地位的读者来说，这本书显得有些“偏科”了。它提供了一把极其锋利的、专门用于切割某一特定问题的解剖刀，但却不是一把可以全方位丈量整个材料世界的万能尺。读完后，我感觉自己对某个特定加工窗口下的变形行为了如指掌，但对镁合金未来在新能源汽车等领域面临的更广阔挑战和解决方案，却依然感到意犹未尽，需要去寻找其他补充材料。

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唉，这书，真不是我想要的那种“带感”。我本来是想找点关于新材料在航空航天领域实际应用的故事，或者至少是能描绘出镁合金如何通过创新工艺实现“凤凰涅槃”的生动叙事。可是，翻阅全书，我只看到了对微观结构的无休止的剖析和对力学性能参数的精确量化。读起来的感觉，就像是看一台超级精密的仪器在不停地做自我诊断，每一个参数都被报告得清清楚楚，但就是少了点“人情味”和“应用场景的想象空间”。我记得其中有一段，详细描述了如何通过热处理来调控孪晶的取向分布，那段文字的密度，简直能把人压垮。它没有讲述，比如，某次成功的试飞背后，这种合金是如何克服了低温脆性难题，而是把所有的篇幅都用来论证某个特定温度下晶界滑移的速率方程。这使得这本书的阅读体验，变成了一种纯粹的智力挑战，而不是知识的获取和享受。它更像是写给同行审阅的严谨报告，而不是面向更广泛技术爱好者的科普佳作。我甚至怀疑，如果不是我的工作需要，我可能连前三分之一都坚持不下来。

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这本书，说实话，拿到手里我就有点懵。封面设计得挺现代，那种金属质感的灰色调，再加上那拗口的专业词汇，让人感觉它是一本硬核的学术专著。我原本期待的是那种能带我领略材料科学前沿的深度解读，毕竟“变形镁合金”这个主题听起来就充满了探索的魅力。然而，翻开目录，扑面而来的却是密密麻麻的晶体学、相变动力学、以及各种复杂应力模型。我尝试着啃了几章关于塑性加工的章节，里面的公式和图表多得让人头晕目眩，每一个符号的背后似乎都藏着一个需要耗费数小时才能理解的物理过程。这绝不是一本适合在通勤路上随便翻阅的消遣读物，它更像是一份需要你放下一切，全神贯注，甚至可能需要泡在实验室里才能真正“消化”的教材或参考手册。阅读过程中，我常常需要停下来，上网搜索那些陌生的术语，试图将那些抽象的理论与现实中的金属块建立联系，但这种努力往往在遇到更复杂的剪切带形成机制讨论时就戛然而止。总的来说，它给我的感觉是：极其专业，信息量爆炸，但对于一个非专业背景的读者来说，更像是在攀登一座陡峭且布满冰面的山峰，每一步都走得异常艰辛，收获的远不及付出的心力。

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坦白讲，对于我这种喜欢从宏观到微观脉络清晰地学习的人来说，这本书的结构设置让人抓狂。它似乎默认读者已经对金属学的基础知识了如指掌，直接一头扎进了合金化元素对强化机制的复杂影响分析中。它没有花时间去解释为什么镁合金的HCP结构会导致其在室温下塑性变形存在天然的障碍，而是直接跳跃到了如何通过引入稀土元素来改善这种内在缺陷。这就像是直接把一本高级微积分的书扔给你，却没告诉你什么是函数。书中的论述逻辑跳跃性很强，章节之间的衔接也显得有些生硬，仿佛是不同研究者在各自独立完成部分内容后简单拼凑起来的合集。我试图从中梳理出一条清晰的技术发展路线图，但最终发现，它提供的是一个庞大且错综复杂的知识网络，每一个节点都无比重要，但缺少一条明确的路径指示牌。这使得初学者很容易迷失方向，即便是有一定基础的读者，也需要反复查阅注释和附录才能跟上作者的思路。这种写作风格，无疑最大化了信息的密度，却牺牲了可读性和引导性。

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我必须承认，这本书在排版和图表质量上是无可挑剔的，印刷清晰，专业插图准确无误，这对于需要引用数据的研究人员来说是极大的便利。然而，这种高度的专业性和严谨性，也使得它带有一种难以亲近的“冷峻感”。书中的语言风格极其客观和克制，没有一句多余的形容词或修饰语，所有的描述都围绕着实验数据和理论推导展开。这让阅读体验变得非常“效率导向”，你不是在与作者进行思想上的交流，而是在与数据和公式进行一场严肃的对弈。我尝试去寻找一些历史背景的穿插，或者对某项关键发现的“灵光一现”时刻的描述，但这些内容在书中几乎是绝迹的。它成功地将一个复杂的技术领域压缩成了一本高度浓缩的精华液，但这种极致的浓缩，反而让人在吸收时感到强烈的“消化不良”。对我来说，它更像是一本存放于图书馆深处的珍贵工具书，而不是一本能激发我学习热情的“好故事”。

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