材料成形物理基础
出版时间：2011年版
内容简介
《材料成形物理基础》内容根据材料学、材料加工工程专业硕士研究生阶段教学的特点进行组织，注重知识的拓展与深入，同时为了保持知识体系的完整性，对本科阶段学过的知识进行了简要的总结和相应的拓展。《材料成形物理基础》共分10章，包括显微组织，固体的原子结构，晶体缺陷，合金相与相图，扩散，金属的变形及强化机制，回复、再结晶与晶粒长大，凝固，固态相变，材料成形技术简介。《材料成形物理基础》可供从事冶金、轧钢、铸造、锻压、焊接、热处理、粉末冶金以及材料研究等领域的硕士研究生使用，同时也可供从事这些专业的科研人员、技术人员、教师参考。
目录
前言
第1章显微组织1
1.1显微组织的定义1
1.2显微组织的表征1
1.3显微组织的定量描述2
1.4显微组织的类型4
1.5材料成形过程中的显微组织控制5
参考文献7
第2章固体的原子结构8
2.1原子间的结合8
2.1.1离子键8
2.1.2共价键9
2.1.3金属键9
2.1.4弱作用键10
2.1.5混合键11
2.2晶体结构11
2.2.1晶系和空间点阵11
2.2.2晶面指数和晶向指数14
2.3金属的晶体结构16
2.3.1面心立方结构16
2.3.2密排六方结构17
2.3.3体心立方结构18
2.3.4晶体的原子堆垛和间隙18
2.4准晶体21
2.5非晶态合金22
2.5.1非晶态结构的表征22
2.5.2非晶态合金的结构模型23
2.6极射赤道平面投影24
2.6.1球面投影24
2.6.2极射投影和吴氏网24
2.6.3标准投影图25
2.7晶体织构与表征26
2.7.1晶体取向26
2.7.2取向分布的描述27
2.7.3织构测量31
参考文献32
第3章晶体缺陷34
3.1点缺陷34
3.1.1点缺陷的类型34
3.1.2点缺陷热力学35
3.1.3点缺陷的实验测定36
3.2位错37
3.2.1位错的基本类型与柏氏矢量38
3.2.2位错的弹性性质40
3.2.3位错的运动45
3.2.4实际晶体中的位错47
3.2.5位错的来源和位错的增值51
3.3表面和界面52
3.3.1金属表面52
3.3.2晶界55
3.3.3相界面61
参考文献63
第4章合金相与相图64
4.1合金的组成64
4.1.1基本概念64
4.1.2相结构的类型64
4.1.3相平衡与Gibbs相律65
4.2固溶体与二元相图65
4.2.1二元相图的特点65
4.2.2固溶体65
4.2.3固溶度与相图类型67
4.3中间相与二元相图72
4.3.1含有中间相的二元相图72
4.3.2中间相73
4.4三元系相图78
4.4.1三元系统组成表示法78
4.4.2浓度三角形规则79
4.4.3三元相图中相平衡的空间结构81
4.4.4三元相图的基本类型85
4.4.5Al?Cu?Mg三元相图87
4.5相图热力学基础88
4.5.1相平衡的化学势88
4.5.2几何作图法求化学势89
4.5.3多相体系中Gibbs自由能和组成的关系90
4.5.4Gibbs自由能-成分曲线导出相图92
参考文献93
第5章扩散95
5.1唯象理论95
5.1.1Fick第一定律95
5.1.2Fick第二定律96
5.1.3扩散方程的求解96
5.1.4扩散驱动力100
5.2扩散机制100
5.2.1间隙扩散101
5.2.2置换扩散101
5.3扩散的微观理论104
5.3.1原子跳跃频率和扩散系数104
5.3.2原子扩散的随机行走模型105
5.3.3相关效应105
5.3.4扩散激活能106
5.3.5扩散系数与浓度的关系107
5.4反应扩散108
5.5高速扩散通道109
5.5.1位错扩散110
5.5.2晶界扩散111
5.5.3表面扩散112
5.6电迁移113
5.7扩散焊接114
5.7.1概述114
5.7.2扩散焊接过程114
5.7.3异种金属的扩散焊接115
参考文献116
第6章金属的变形及强化机制118
6.1弹性变形118
6.1.1弹性变形的一般规律——Hooke定律118
6.1.2弹性模量120
6.2应力-应变曲线121
6.2.1工程应力-应变曲线121
6.2.2真应力-应变曲线122
6.3金属的塑性变形123
6.3.1滑移123
6.3.2孪生126
6.4临界分切应力128
6.4.1Schmid法则128
6.4.2临界分切应力的位错模型129
6.4.3位错的热激活运动131
6.5应变硬化131
6.5.1应变硬化曲线132
6.5.2应变硬化的位错模型132
6.6多晶体的形变与强度134
6.6.1多晶体变形的微观特点134
6.6.2多晶体的晶粒尺寸强化的物理机制135
6.7强化机制与方法137
6.7.1固溶强化137
6.7.2弥散强化138
6.7.3相变强化140
6.8时间相关变形141
6.8.1超塑性141
6.8.2蠕变144
6.8.3滞弹性145
参考文献147
第7章回复、再结晶与晶粒长大148
7.1概述148
7.1.1变化方式148
7.1.2变化条件149
7.2变形组织149
7.2.1显微组织的变化149
7.2.2亚结构细化150
7.2.3形变织构150
7.2.4残余应力151
7.3回复151
7.3.1回复作用152
7.3.2回复动力学153
7.3.3回复机制153
7.4再结晶能量学154
7.5再结晶形核与晶界迁移155
7.5.1再结晶形核155
7.5.2再结晶核心长大——晶界迁移157
7.6再结晶动力学与再结晶曲线157
7.7单相合金再结晶159
7.7.1再结晶温度159
7.7.2再结晶核心的长大161
7.8多相合金再结晶162
7.8.1第二相颗粒对多相合金再结晶的影响162
7.8.2脱溶对再结晶的影响163
7.9晶粒长大164
7.9.1晶粒的正常长大165
7.9.2非连续晶粒生长165
7.10动态回复与动态再结晶167
7.10.1动态回复167
7.10.2动态再结晶168
7.11再结晶织构169
7.11.1再结晶织构形成机制169
7.11.2再结晶织构的影响170
参考文献170
第8章凝固172
8.1凝固热力学172
8.1.1凝固的热力学条件172
8.1.2溶质再分配及液-固界面成分173
8.1.3非平衡溶质再分配174
8.2形核175
8.2.1均质形核176
8.2.2非均质形核177
8.2.3瞬态形核理论178
8.3生长179
8.3.1液-固界面的微观结构179
8.3.2液-固界面结构模型180
8.3.3晶体长大机制182
8.3.4晶体生长动力学183
8.4液-固界面形态稳定性184
8.4.1成分过冷理论184
8.4.2M?S界面稳定性理论185
8.4.3时间相关的界面稳定性理论187
8.5枝晶生长凝固理论187
8.5.1自由枝晶生长的数学描述187
8.5.2Ivantsov解188
8.5.3最大生长速度假设189
8.5.4临界稳定性原理190
8.5.5微观可解性条件理论191
8.5.6界面波（Interfacial Wave）理论191
8.5.7定向枝晶列生长192
8.6共晶凝固理论193
8.6.1共晶组织的分类193
8.6.2共晶凝固的数学描述194
8.6.3Jackson?Hunt规则共晶生长理论195
8.6.4Jackson?Hunt理论的发展196
8.6.5共晶形态稳定性理论196
8.7凝固过程微观组织数值模拟199
8.7.1凝固组织数值模拟的分类199
8.7.2相场法数值模拟202
参考文献205
第9章固态相变208
9.1固态相变热力学分类208
9.2固态相变过程的能量变化209
9.2.1相变驱动力——体积自由能的下降209
9.2.2相变阻力——体积应变能和界面能的增加209
9.3相变动力学模型的建立与应用——J?M?A?K模型210
9.3.1形核模型211
9.3.2生长模型212
9.3.3碰撞模型214
9.4等温转变动力学215
9.4.1等温转变单一形核动力学215
9.4.2等温转变混合形核动力学216
9.5多峰转变动力学219
9.5.1模型的建立219
9.5.2对等温多峰重叠反应的处理220
9.6等时转变动力学模型221
9.6.1一般等时反应动力学模型221
9.6.2等时反应动力学解析模型的建立222
9.6.3等时转变解析模型的速率形式225
9.6.4等时转变数值模型227
9.7动力学方程的应用227
9.8孕育动力学模型的建立228
参考文献231
第10章材料成形技术简介234
10.1材料成形简介234
10.1.1材料成形的基本过程234
10.1.2材料成形的主要方法235
10.1.3材料成形理论发展简介235
10.2液态凝固成形237
10.2.1液态凝固成形的基本问题237
10.2.2液态成形技术的近期发展及趋势237
10.3固态塑性成形239
10.3.1固态塑性成形的基本问题239
10.3.2塑性成形技术的近期发展及趋势240
10.4连接成形241
10.4.1焊接成形工艺242
10.4.2焊接成形的基本问题244
10.4.3计算机在焊接中的应用244
10.5粉末烧结成形245
10.5.1压制成形245
10.5.2坯体烧结247
10.6新型成形技术简介248
10.6.1金属注射成形技术248
10.6.2激光快速成形技术249
10.6.3精密成形技术250
参考文献251
