马氏体时效不锈钢合金化设计与组织性能 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈工大

作者:姜越

出品人:

页数:305

译者:

出版时间:2007-6

价格:28.00元

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isbn号码:9787560325279

丛书系列:

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• 1
• 马氏体时效
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材料科学前沿：新一代高熵合金的结构演变与服役性能研究 本书简介 本书深入探讨了近年来材料科学领域最引人注目的研究方向之一——高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）的复杂微观结构演变规律及其在极端服役条件下的性能表现。不同于传统合金依赖单一主元素的设计理念，高熵合金通过在晶体结构中均匀分布五种或更多主元素，诱导出“高熵效应”、“迟滞效应”、“局部无序”和“非晶形貌”等一系列独特的物理化学特性。本书旨在为合金设计者、材料工程师以及相关领域的研究人员提供一套全面、深入的理论框架和实验指导。 第一章：高熵合金的基本理论与设计原理 本章从热力学和动力学的角度系统阐述了高熵合金形成的基础。重点剖析了熵驱动的相稳定性，解释了如何利用混合熵来抑制传统金属间化合物的形成，从而稳定面心立方（FCC）、体心立方（BCC）或复杂的六方紧密堆积（HCP）单相固溶体结构。书中详细对比了FCC-HEA与BCC-HEA在晶格畸变程度、堆垛层错能（Stacking Fault Energy, SFE）以及位错运动机制上的显著差异。 此外，本章还引入了“行星公式”（如Miedema模型、Averaging-Rule模型等）在预测高熵合金相图中的应用与局限性。我们着重探讨了元素对的“溶解度参数”和“电负性差异”在指导初级相形成中的关键作用，并提供了如何通过计算热力学工具（如CALPHAD方法）初步筛选出具有潜在应用价值的合金体系的实用流程。 第二章：微观结构演变与相变机制 高熵合金的微观结构并非一成不变，其在热处理和塑性变形过程中会发生复杂的多相变。本章聚焦于亚稳态相的析出及其对宏观性能的影响。 2.1 析出相的动力学控制： 详细分析了在不同热处理温度区间内，从高熵基体中析出富Cr、Co、Ni或Mo等元素的第二相（如金属间化合物或富金属间化合物）的成核、生长机制。利用透射电子显微镜（TEM）的二维和三维表征技术，展示了纳米级析出相对位错运动的有效钉扎作用。 2.2 塑性变形中的结构响应： 探讨了不同SFE值的高熵合金在拉伸、压缩和蠕变过程中的变形模式。低SFE体系中易发生的机械孪晶与相变孪晶（如FCC到HCP的转变）被重点剖析，阐述了孪晶界作为强化和韧化来源的内在机理。高SFE体系中，位错缠结和交滑移的特征亦有详细的图文说明。 第三章：力学性能：从室温到超高温 本章系统梳理了高熵合金在全温区范围内的力学性能特点，特别是其在极端环境下的潜力。 3.1 优异的室温塑韧性平衡： 通过对不同化学组分和晶体结构的合金进行对比，揭示了高熵合金如何同时实现高屈服强度和良好的塑性延伸率。内容涵盖高熵诱导的硬化机制，如通过固溶强化和位错-溶质原子交互作用实现的强化效果。 3.2 极端环境下的性能保持： 深入研究了高熵合金在低温脆性（如液氮温度）和高温蠕变（如1000°C以上）下的行为。书中包含了大量的蠕变断口分析和疲劳寿命预测模型，特别强调了富难熔元素（如W, Mo, Nb）的HEAs在超高温承载能力上的突破。此外，本书也讨论了应力腐蚀开裂（SCC）和氢致脆化（HE）对高熵合金服役可靠性的挑战及应对策略。 第四章：功能性高熵合金及其在特定领域的应用 超越传统的结构应用，本章探索了功能性高熵合金在能源、催化和生物医学等前沿领域的应用前景。 4.1 催化性能与表面工程： 探讨了富含贵金属或过渡金属的高熵合金在单原子催化和电催化领域（如析氧反应OER、析氢反应HER）中的活性位点设计。合金表面的氧化行为和形成的稳定氧化物层对催化性能的影响被详尽分析。 4.2 生物相容性与植入材料： 针对TiZrHfNbTa等生物医用高熵合金体系，评估了其在体液中的腐蚀速率、离子释放以及对细胞活性的影响。研究聚焦于如何通过调控表面粗糙度和能带结构来优化其骨整合性能。 4.3 磁性与电学特性： 阐述了高熵结构对磁性有序温度和居里温度的影响，并讨论了在高熵体系中实现高磁熵变（即磁制冷效应）的合金设计思路。 第五章：先进制造技术对高熵合金组织性能的调控 本章聚焦于增材制造（Additive Manufacturing, AM）技术，特别是激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）工艺，如何影响高熵合金的凝固行为和最终性能。 5.1 增材制造过程中的凝固与缺陷控制： 详细分析了高扫描速率和高冷却速率下，高熵合金的非平衡凝固现象，包括微区偏析的形成和Laves相的意外析出。书中提供了通过优化激光功率和扫描策略来抑制孔隙率和裂纹的工艺窗口指导。 5.2 后处理对微观结构和性能的优化： 讨论了热等静压（HIP）和特定热处理对增材制造态高熵合金中存在的残余应力和非平衡相的消除与细化作用，旨在实现材料的性能最大化。 本书内容严谨，数据翔实，图表丰富，旨在成为高熵合金研究人员手中不可或缺的工具书。它不仅梳理了现有知识体系，更指明了下一代高性能合金设计与制备的未来方向。

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我最近在研究一些用于高性能刃具的材料，对那些能够通过热处理实现强度和韧性完美平衡的合金很感兴趣。这本书的题目“马氏体时效不锈钢合金化设计与组织性能”一下子就抓住了我的眼球。我一直认为，材料的性能不是凭空产生的，而是通过精妙的成分设计和严谨的工艺控制来实现的。马氏体时效不锈钢，顾名思义，应该是在马氏体相变的基础上，通过时效处理进一步强化，从而获得优异的综合性能。这对我来说，意味着材料内部发生了复杂而精细的微观结构转变，从而在宏观上展现出我们所期望的特性，比如高硬度、良好的韧性、出色的耐腐蚀性等等。我特别想知道，在“合金化设计”这个环节，有哪些关键的元素被考虑进去？它们的加入比例是如何影响最终的马氏体相变和时效析出过程的？书中是否会提供一些实际的合金设计案例，或者介绍一些常用的设计方法论？而“组织性能”的表征，是否会包含显微组织分析，比如显微镜下的晶粒形态、析出相的尺寸和分布？我希望这本书能为我提供一些理论上的指导和实践上的参考，帮助我更好地理解和选择适合我的应用场景的材料，甚至能为我未来的研发工作提供一些新的思路和方向。

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这本书的名字，特别是“马氏体时效不锈钢”，让我联想到一些需要承受高强度载荷和复杂工作条件的机械部件。我对材料科学一直保持着浓厚的兴趣，尤其是那些通过精妙的工艺和设计，能够获得非凡性能的金属合金。马氏体时效不锈钢，听起来就是一种通过“双重强化”——先形成马氏体相，再进行时效处理析出细小强化相——来获得优异力学性能的材料。我特别好奇书中关于“合金化设计”的部分。它会如何阐述，如何通过添加特定的合金元素，来控制马氏体相变的温度范围、提高相变驱动力，以及影响时效过程中析出物的种类、尺寸和分布？这些元素之间的协同作用又是怎样的？此外，对“组织性能”的解读，是否会深入到材料的微观结构层面？例如，它会分析马氏体板条的形态、时效析出物的晶体结构和取向，以及这些微观特征如何影响材料的宏观性能，如强度、韧性、疲劳裂纹扩展速率等？我希望这本书能为我提供一个关于马氏体时效不锈钢的全面认识，从其设计理念到性能体现，让我能够更深刻地理解这种材料的科学内涵和工程应用价值。

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读到这本书的题目，我的脑海中立刻浮现出一些高端精密仪器和部件的形象，它们往往需要在严苛的环境下保持极高的精度和稳定性。马氏体时效不锈钢，听起来就是这样一种能胜任复杂任务的材料。我对“合金化设计”这个概念特别感兴趣，因为它暗示着材料的性能并非随意构成，而是经过深思熟虑的科学设计。我好奇书中会如何阐述，如何通过改变不同合金元素的组合和比例，来精确地引导材料在热处理过程中形成特定的马氏体组织，并进一步通过时效处理析出精细的强化相。这背后一定涉及复杂的相图理论、相变动力学以及析出强化机制。而“组织性能”的解读，更是吸引我。它会如何解释微观结构与宏观性能之间的内在联系？比如，特定的析出相形态和分布，如何影响材料的强度、硬度、韧性以及耐腐蚀性？书中是否会提供一些具体的例子，展示不同合金化设计如何导致截然不同的组织和性能表现？我期待这本书能够解答我在这些方面的一些疑惑，并为我提供一些关于如何优化材料性能的深入见解，让我能够更好地理解那些在背后默默支撑着高科技发展的关键材料。

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这本书的名字，对于我这样一个对金属材料，特别是特种钢材有一定了解的人来说，具有相当的吸引力。马氏体时效不锈钢，我一直觉得它是一种非常有潜力的材料，它结合了不锈钢的耐腐蚀性和马氏体钢的高强度，并通过时效处理进一步优化性能，这使得它在航空航天、兵器制造、高端模具等领域有着广泛的应用前景。我尤其关注的是“合金化设计”这一部分。我深知，材料的性能很大程度上取决于其化学成分的精确调控。这本书会深入探讨哪些元素是决定马氏体时效不锈钢性能的关键？例如，如何通过调整铬、镍、钼、钛、铝等元素的含量，来影响马氏体转变的温度、时效析出物的种类、尺寸和分布？是否会涉及一些优化设计的方法，比如实验设计法（DOE）或者计算机模拟？而“组织性能”的分析，又会从哪些角度展开？是侧重于微观结构的表征，例如通过电子显微镜观察析出相的形貌和晶体结构，还是会关注宏观力学性能，例如抗拉强度、屈服强度、断裂韧性、疲劳寿命等？我希望这本书能为我提供一个系统性的框架，让我能够更深入地理解马氏体时效不锈钢的设计原理和性能调控机制，为我的学术研究或工程实践提供宝贵的参考。

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这本书，光看名字就感觉挺硬核的，我对不锈钢这块儿一直有点好奇，尤其是那种在特定条件下会发生变化的，比如马氏体时效。我一直觉得金属材料的世界就像一个巨大的魔法盒子，里面隐藏着无数种奇妙的组合和变化。马氏体时效不锈钢听起来就是那种经过精心“调配”，然后通过“热处理”这个魔法咒语，就能展现出惊人性能的材料。我平时接触到的一些工具，比如刀具，或者一些精密的仪器零件，它们之所以能保持锋利、不易磨损，或者在极端环境下依然稳定工作，背后肯定离不开这些高科技材料的支持。想象一下，一个复杂的机械装置，它的每一个关键部件都由这样精心设计的合金打造，承受着巨大的压力和温度，却能精准地运作，这本身就是一件令人着迷的事情。我对书里提到的“合金化设计”特别感兴趣，这背后一定蕴含着很多科学原理和实验数据。设计师是如何通过调整不同元素的比例，来达到特定的性能需求的？这种“设计”是凭经验还是有严谨的理论指导？而“组织性能”又是指什么？是材料的微观结构，还是它宏观表现出的硬度、强度、韧性等等？这本书会不会深入浅出地解释这些概念，让我这个门外汉也能有所领悟，甚至能启发我从另一个角度去理解我们身边那些看似普通的金属制品？我期待它能填补我在这个领域的知识空白，让我看到材料科学的魅力所在。

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写的不够深入

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