金属材料科学基础

图书标准信息

• 作者 胡心平
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2023-05
• 版次 1
• ISBN 9787121455476
• 定价 59.90元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 306页
• 字数 540千字

【内容简介】

本教材编排主线为从微观结构到组织再到性能，因此第1章为金属的晶体学基础，第2章为晶体缺陷，第3章为固态金属中的扩散，第4章为单元系相图及液固和气固相变，第5章为二元相图及合金的凝固，第6章为三元相图及典型三元合金凝固分析，第7章为材料的变形及回复与再结晶，第8章为材料的亚稳态结构。本教材在编写时加强了对一些重要理论应用公式的推导介绍，建议教师在授课时酌情取舍；读者在学习本教材时要培养先建立数学物理模型，简化求解讨论，再解决实际问题的实用理工科思想。 本教材可以作为偏金属类的材料科学与工程、材料成型及控制工程等专业的教材。

【作者简介】

胡心平，男，教授。博士毕业及博士后出站后一直从事材料成型与控制工程专业的教学和科研工作，研究方向主要是铝合金微观组织与结构，铝合金的金属型铸造和压力铸造及其模具设计，铝合金性能改进与提高等。

【目录】

目    录

第1章  金属的晶体学基础1

1.1  原子结构1

1.2  原子间的键合3

1.2.1  金属键3

1.2.2  离子键4

1.2.3  共价键4

1.2.4  范德瓦耳斯键5

1.2.5  氢键5

1.2.6  混合键6

1.2.7  结合键的本质与原子间距7

1.2.8  结合键与性能8

1.2.9  原子的电负性8

1.3  原子排列方式9

1.4  晶体学基础10

1.4.1  空间点阵和晶胞10

1.4.2  密勒指数13

1.4.3  晶体对称性18

1.4.4  极射投影20

1.4.5  倒易点阵22

1.5  金属的晶体结构23

1.5.1  典型金属晶体结构23

1.5.2  原子堆垛方式和间隙26

1.5.3  多晶型性28

1.6  合金相结构28

1.6.1  固溶体29

1.6.2  中间相32

1.7  晶体材料组织及其观察37

课后练习题39

第2章  晶体缺陷41

2.1  点缺陷41

2.1.1  点缺陷的类型41

2.1.2  点缺陷的平衡浓度42

2.1.3  点缺陷的运动44

2.2  位错44

2.2.1  位错的基本类型和特征45

2.2.2  柏氏矢量48

2.2.3  位错运动50

2.2.4  位错的弹性性质56

2.2.5  位错的生成和增殖63

2.2.6  实际晶体结构中的位错66

2.2.7  位错的观察72

2.3  界面及表面73

2.3.1  晶界73

2.3.2  孪晶界和相界76

2.3.3  表面78

课后练习题81

第3章  固态金属中的扩散83

3.1  扩散的宏观规律83

3.1.1  菲克定律83

3.1.2  菲克第二定律84

3.1.3  扩散定律的应用85

3.2  扩散驱动力88

3.3  扩散的微观理论与机制90

3.3.1  原子的跃迁90

3.3.2  扩散机制91

3.3.3  扩散系数95

3.3.4  扩散激活能96

3.4  反应扩散99

3.5  扩散的影响因素100

课后练习题102

第4章  单元系相图及液固和气固相变104

4.1  单元系相变热力学及相平衡104

4.1.1  相平衡状态和相律104

4.1.2  单元系相图104

4.2  金属凝固的理论与应用106

4.2.1  液态金属结构106

4.2.2  凝固的热力学条件106

4.2.3  形核107

4.2.4  晶体长大113

4.2.5  结晶动力学及凝固组织116

4.2.6  凝固理论的应用举例119

4.3  气固-相变与薄膜生长122

4.3.1  蒸气压122

4.3.2  蒸发和凝聚的热力学条件123

4.3.3  气体分子的平均自由程123

课后练习题124

第5章  二元相图及合金的凝固125

5.1  相图的表示和实验测定125

5.2  计算相图的热力学基础126

5.2.1  固溶体的自由能-成分曲线127

5.2.2  多相平衡的公切线原理127

5.2.3  混合物的自由能和杠杆法则128

5.2.4  自由能-成分曲线计算相图举例129

5.2.5  二元相图的几何规律130

5.3  二元相图分析131

5.3.1  匀晶相图和固溶体凝固131

5.3.2  共晶相图及其合金凝固134

5.3.3  包晶相图及其合金凝固138

5.3.4  溶混间隙相图与调幅分解140

5.3.5  其他类型的二元相图141

5.3.6  复杂二元相图的分析方法147

5.3.7  根据相图推测合金的性能148

5.3.8  铁碳合金的组织及其性能149

5.4  二元合金的凝固理论155

5.4.1  固溶体的凝固理论155

5.4.2  共晶凝固理论163

5.4.3  合金铸锭（件）的组织与缺陷169

5.4.4  合金的铸造和二次加工174

5.5  高分子合金和陶瓷合金简介175

课后练习题176

第6章  三元相图及典型三元合金凝固分析180

6.1  三元相图的基础180

6.1.1  三元相图成分表示方法180

6.1.2  三元相图的空间模型183

6.1.3  三元相图的截面图和投影图183

6.1.4  三元相图中的杠杆定律及重心定律185

6.2  具有两相共晶反应的三元相图188

6.3  固态互不溶解的三元共晶相图191

6.4  固态有限互溶的三元共晶相图195

6.5  包共晶型三元相图198

6.6  具有四相平衡包晶转变的三元相图200

6.7  形成稳定化合物的三元相图201

6.8  三元相图举例202

6.9  三元相图小结205

课后练习题207

第7章  材料的变形及回复与再结晶209

7.1  弹性和黏弹性209

7.1.1  弹性变形的微观解释209

7.1.2  弹性变形的特征和弹性模量210

7.1.3  弹性的不完整性212

7.1.4  黏弹性214

7.2  晶体的塑性变形214

7.2.1  单晶体的塑性变形215

7.2.2  多晶体的塑性变形224

7.2.3  合金的塑性变形227

7.2.4  塑性变形对材料组织与性能的影响232

7.3  回复和再结晶237

7.3.1  冷变形金属在加热时的组织与性能变化237

7.3.2  回复238

7.3.3  再结晶240

7.3.4  晶粒长大246

7.3.5  再结晶退火后的组织251

7.4  热变形与动态回复、再结晶252

7.4.1  动态回复与动态再结晶252

7.4.2  热加工对组织性能的影响255

7.4.3  蠕变256

7.4.4  超塑性257

7.5  陶瓷材料和高聚物的变形特点259

课后练习题262

第8章  材料的亚稳态结构263

8.1  纳米晶材料263

8.1.1  纳米晶材料的结构264

8.1.2  纳米晶材料的性能及其形成265

8.2  准晶态267

8.3  非晶态材料268

8.3.1  非晶态的形成269

8.3.2  非晶态的结构272

8.3.3  非晶态的性能273

8.3.4  高分子的玻璃化转变274

8.4  固态相变形成的亚稳相276

8.4.1  亚稳相热力学基础276

8.4.2  固溶体脱溶分解产物278

8.4.3  马氏体转变286

8.4.4  贝氏体转变293

课后练习题295

参考文献296