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出版者:Asm Intl

作者:Cramer, Stephen D. (EDT)/ Covino, Bernard S., Jr. (EDT)/ Davis, Joseph R. (EDT)/ MArquard, Elizabeth

出品人:

页数:1137

译者:

出版时间:2006-1

价格:$ 298.32

装帧:HRD

isbn号码:9780871707093

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 金属材料
• 材料工程
• 机械工程
• ASM
• 手册
• 金属加工
• 热处理
• 材料性能
• 合金

冶金材料的权威指南：现代金属加工与工程应用 书籍名称： 《现代冶金与材料科学进展》 内容简介： 本书深入探讨了当今材料科学与冶金工程领域的前沿理论、关键技术以及工业应用，旨在为冶金工程师、材料科学家、研发人员以及相关专业学生提供一本全面、深入且极具实践指导意义的参考手册。我们聚焦于传统金属材料的性能优化、新型合金的开发、先进制造工艺的应用，以及材料在极端环境下的行为模式。 第一部分：基础理论与材料结构精要 本部分奠定了理解金属行为的理论基石，从原子尺度的相互作用到宏观性能的呈现。 第一章：晶体结构与缺陷工程 详细解析了金属的晶体学基础，包括面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和密排六方（HCP）结构的几何特征、密排方式及其对力学性能的初始影响。重点阐述了点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成机制、运动学特征及其在塑性变形、蠕变和断裂中的核心作用。引入现代计算材料学（如密度泛函理论，DFT）如何预测和优化晶体结构稳定性。 第二章：热力学与相图解析 系统阐述了冶金热力学的基本原理，包括吉布斯自由能、化学势和活度。详尽剖析了二元、三元合金体系的相图绘制、解读与应用，特别是固溶体、化合物的形成条件。深入讨论了相变动力学，包括形核理论（如奥斯特瓦尔德熟化）和长大机制，以及相变过程对材料最终微观结构和性能的决定性影响。 第三章：扩散与固态反应 本章聚焦于材料内部的物质迁移过程。详细介绍了菲克扩散定律，区分了晶内扩散与晶界扩散的差异。重点分析了高温环境下，合金元素在固态中的迁移规律，以及这些扩散过程如何驱动热处理响应、化学气相沉积（CVD）和固态氧化反应。讨论了利用快速扩散技术（如放电等离子烧结，SPS）来控制微观结构形成的新兴方法。 第二部分：金属加工工艺与微观结构控制 本部分侧重于如何通过工程手段，精确控制金属的微观结构，从而获得所需宏观性能。 第四章：铸造工艺的优化与模拟 全面覆盖了砂型铸造、金属型铸造、精密铸造（熔模铸造）等主要铸造技术。深入探讨了凝固过程中的缺陷控制，包括缩孔、气孔和枝晶偏析的形成机理与预防措施。引入了先进的计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）工具，用于模拟充型过程、热传递和凝固前沿演化，以实现首件合格率的提升。 第五章：塑性加工的原理与实践 涵盖了锻造、轧制、挤压和拉拔等主要的塑性变形工艺。详细解释了加工硬化、恢复与再结晶的相互作用。讨论了如何通过变形过程中的温度、应变速率控制，来实现纤维组织（Grain Flow）的优化，特别是在高强度钢和钛合金的成形中的应用。阐述了先进的冷/温/热加工组合策略对残余应力和尺寸精度的影响。 第六章：固态连接技术：焊接与连接 本章是金属连接技术的深度指南。不仅涵盖了传统的熔焊（如TIG, MIG, 激光焊），也深入探讨了固态连接技术（如搅拌摩擦焊，FSW，爆炸焊）。重点分析了热影响区（HAZ）的冶金变化、应力集中和残余应力导致的脆性断裂风险。引入了先进的无损检测（NDT）技术，用于评估焊接接头的完整性。 第三部分：高性能合金体系与特定应用 本部分将理论与实践紧密结合，展示了不同应用领域对特定金属材料的需求与解决方案。 第七章：钢铁材料的演化与未来 钢铁作为应用最广泛的金属，本章对其进行了详尽的剖析。从低碳钢到高强低合金钢（HSLA），再到先进高强钢（AHSS，如双相钢DP、相变诱发塑性钢TRIP）。详细阐述了马氏体相变、贝氏体形成机制，以及通过热机械控制（TMCP）工艺实现超细晶粒强化。讨论了特种不锈钢（如双相/超级双相钢）在耐腐蚀环境中的性能优势。 第八章：轻质金属合金：铝、镁与钛 聚焦于航空航天、汽车轻量化对轻质金属的需求。深入研究了2xxx、6xxx和7xxx系铝合金的时效强化机制（GP区、$eta''$相等析物）。对钛合金（如$alpha+eta$合金和近$eta$合金）的相变、热处理窗口进行了详细解读，强调了其在高温、高比强度应用中的关键作用。镁合金的压铸性能、稀土元素强化效应也是重点内容。 第九章：高温与耐腐蚀合金 专门讨论在极端服役条件下（高温、高压、腐蚀介质）的材料选择与设计。详细分析了镍基高温合金（如单晶叶片合金）的微观结构设计、蠕变断裂机制和定向凝固技术。在耐腐蚀方面，深入探讨了氯离子应力腐蚀开裂（SCC）、点蚀和缝隙腐蚀的电化学机理，以及如何通过合金化（如提高钼含量）进行有效预防。 第四部分：先进制造与材料性能评估 本部分关注现代工程中新兴的制造范式和严格的性能表征方法。 第十章：增材制造（AM）中的冶金挑战 系统地介绍了选区激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造技术。重点分析了快速凝固带来的非平衡态微观结构（如柱状晶的形成、快速凝固下形成的纳米/亚微米析出物）。讨论了增材制造部件中常见的残余应力、致密度问题及各向异性力学性能的表征与控制。 第十一章：材料性能的定量表征 介绍了用于评价金属材料性能的现代技术。力学性能测试包括拉伸、冲击（夏比V型缺口）、疲劳（低周/高周）和断裂韧性测试（KIC, J积分）。微观结构分析部分侧重于高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在分析界面和缺陷上的应用，以及X射线衍射（XRD）在残余应力和晶粒取向分析中的定量化方法。 第十二章：表面工程与材料寿命预测 材料的失效往往始于表面。本章详细论述了热浸镀、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等表面改性技术，用于提高硬度、耐磨性和抗腐蚀性。最后，结合概率论和可靠性工程，构建了基于损伤容限的材料寿命预测模型，指导关键部件的维护计划制定。 本书力求内容新颖、分析严谨，每一章节均配备了最新的工业案例分析和前沿研究动态总结，是理解和应用现代金属材料科学的必备工具书。

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