High Temperature Strain of Metals and Alloys pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Levitin, Valim

出品人:

页数:171

译者:

出版时间:

价格:$ 202.27

装帧:HRD

isbn号码:9783527313389

丛书系列:

图书标签:

高温
金属
合金
应变
材料科学
材料力学
高温材料
塑性变形
蠕变
力学性能

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具体描述

Creep and fatigue are the most prevalent causes of rupture in superalloys, which are important materials for industrial usage, e.g. in engines and turbine blades in aerospace or in energy producing industries. As temperature increases, atom mobility becomes appreciable, affecting a number of metal and alloy properties. It is thus vital to find new characterization methods that allow an understanding of the fundamental physics of creep in these materials as well as in pure metals. Here, the author shows how new in situ X-ray investigations and transmission electron microscope studies lead to novel explanations of high-temperature deformation and creep in pure metals, solid solutions and superalloys. This unique approach is the first to find unequivocal and quantitative expressions for the macroscopic deformation rate by means of three groups of parameters: substructural characteristics, physical material constants and external conditions. Creep strength of the studied up-to-date single crystal superalloys is greatly increased over conventional polycrystalline superalloys. From the contents: - Macroscopic characteristics of strain at high temperatures - Experimental equipment and technique of in situ X-ray investigations - Experimental data and structural parameters in deformed metals - Subboundaries as dislocation sources and obstacles - The physical mechanism of creep and the quantitative structural model - Simulation of the parameters evolution - System of differential equations - High-temperature deformation of industrial superalloys - Single crystals of superalloys - Effect of composition, orientation and temperature onproperties - Creep of some refractory metals For materials scientists, solid state physicists, solid state chemists, researchers and practitioners from industry sectors including metallurgical, mechanical, chemical and structural engineers.

好的，以下是一份关于一本名为《High Temperature Creep Behavior of Steels and Nickel-Based Superalloys》的图书简介，内容详尽，不包含《High Temperature Strain of Metals and Alloys》中的任何内容，旨在提供一个独立、专业的概述： --- 图书简介：《High Temperature Creep Behavior of Steels and Nickel-Based Superalloys》作者： [作者姓名，例如：Prof. Jian Li, Dr. Sarah Chen] 出版年份： [出版年份，例如：2024] 出版社： [出版社名称，例如：Advanced Materials Press] --- 内容概述本书《High Temperature Creep Behavior of Steels and Nickel-Based Superalloys》深入探讨了两种在极端高温环境下至关重要的工程材料——钢铁合金（Steels）和镍基高温合金（Nickel-Based Superalloys）——在长期应力作用下的蠕变（Creep）行为。蠕变，即材料在高于约0.4倍绝对熔点温度下，在外加载荷作用下随时间发生的持续塑性变形，是决定这些关键部件（如燃气轮机叶片、锅炉管道、核反应堆结构件）服役寿命和可靠性的核心机制。本书旨在为材料科学家、结构工程师以及从事高温设备设计和维护的专业人员提供一个全面、深入且具有实践指导意义的参考。全书结构清晰，从基础理论出发，逐步深入到复杂合金系统的微观机制、先进的材料表征技术，以及实际工程应用中的寿命预测与防护策略。核心章节深度解析第一部分：蠕变基础与本构模型本部分奠定了理解高温蠕变现象的理论基石。蠕变动力学与机制：详细阐述了蠕变过程的三个主要阶段——瞬态蠕变（暂态）、稳态蠕变（定常态）和加速蠕变。重点分析了支配稳态蠕变的微观机制，包括晶界滑移、晶内位错运动（攀移和滑移）、空洞形成等。特别关注了Nabarro-Herring扩散蠕变和Coble扩散蠕变的适用条件和速率方程。经典与现代蠕变本构方程：系统回顾了经典的Norton-Bailey方程、Goldhoff-Perez方程以及基于物理机制的能量守恒模型。引入了最新的基于微观结构演化的非线性蠕变模型，如基于位错密度演变的模型，以更精确地描述材料从暂态到稳态的过渡行为。蠕变断裂准则：探讨了蠕变断裂的两种主要模式——低应力下的离散空洞聚集导致的延性断裂和高应力下的脆性断裂。详细介绍了基于损伤演化的Kachanov-Rabotnov模型和基于应变累积的参数化预测方法。第二部分：钢铁合金的蠕变特性与调控本部分聚焦于高性能结构钢和不锈钢在高温环境中的蠕变表现。铁素体/贝氏体钢的蠕变：分析了低合金钢和中合金钢（如12Cr系钢）在500°C至650°C区间的蠕变行为。重点讨论了碳化物（如M23C6、M7C3）在钉扎位错和稳定晶界方面的关键作用，以及热机械时效（TMT）对微观结构稳定性的影响。奥氏体不锈钢的蠕变：深入研究了300系列不锈钢（如304H, 316H）在核电和火力发电中的服役问题。阐述了固溶强化元素（如Ni, Mo）和析出相（如$sigma$相的形成对蠕变性能的负面影响）之间的复杂权衡。讨论了经受过高应变率变形后的微观结构演变。高温合金化策略：详细比较了通过添加铌（Nb）、钨（W）等元素来提高钢铁蠕变寿命的冶金学原理，特别是如何通过控制析出相的尺寸、形态和分布来优化稳态蠕变速率。第三部分：镍基高温合金的极端蠕变行为本部分是本书的重点，专注于航空航天和先进能源领域不可替代的镍基高温合金。 $gamma'$ 相的决定性作用：全面分析了镍基单晶和定向凝固合金中，有序金属间化合物$gamma'$ 相（Ni3(Al, Ti)）对蠕变抗性的贡献。探讨了在不同应力-温度组合下，位错如何穿过（Orowan机制）或剪切（Ordered Pair Mechanism）$gamma'$ 相，以及不同$gamma/gamma'$ 结构（体积分数、间距）对蠕变断裂时间的影响。高温度（>1000°C）蠕变挑战：针对先进镍基合金在接近熔点温度下的表现，分析了二次相的溶解、$gamma'$ 相的粗化（Coarsening）以及对流扩散蠕变（Dislocation Creep Dominance）的转变。讨论了合金设计中如何利用高铼（Re）和钌（Ru）含量来抑制这些高温退化效应。蠕变-疲劳交互作用（Creep-Fatigue Interaction）：针对燃气轮机等变负荷环境，系统研究了蠕变与低周疲劳（LCF）的耦合损伤机制。重点介绍了时间-温度参数（如Larson-Miller参数）在评估循环载荷下的蠕变寿命预测中的应用局限性与修正方法。第四部分：材料表征、寿命预测与防护技术本部分将理论和实验结果转化为实际工程工具。先进的蠕变测试与分析：介绍了高温蠕变测试的标准规程（ASTM/ISO），以及先进的微观尺度表征技术，如原位（In-situ）SEM/TEM蠕变测试、电子背散射衍射（EBSD）用于晶界滑移的定量分析，以及同步辐射技术对内部损伤演化的追踪。寿命外推与安全系数：深入讲解了如何利用加速蠕变测试数据，通过时间-温度参数法（如LMP）对外推至数万小时的服役寿命。讨论了针对材料批次差异和服役环境不确定性设置可靠安全系数的工程准则。蠕变防护与修复：阐述了先进的热障涂层（TBCs）在保护镍基合金免受氧化和热腐蚀的同时，如何间接影响基体的蠕变行为。探讨了表面改性技术（如热机械处理，TMT）和激光修复技术对恢复受损部件蠕变性能的有效性。本书特色本书最大的特色在于其强大的实验数据驱动性和冶金学深度的结合。它不仅仅停留在宏观的力学描述，而是将蠕变变形与合金元素、微观结构演变（析出相、晶界状态、位错结构）紧密联系起来，为设计人员提供了理解“为什么”材料会以特定方式蠕变的能力。此外，对于镍基超合金在超过1100°C下的复杂行为的专门论述，使其成为高温材料研究领域不可或缺的权威参考。目标读者航空航天发动机设计师、电力行业材料工程师、核反应堆组件开发者、材料科学与工程专业的研究生及学者。 ---