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第一章 位错的基本性质及在弹性介质中的行为1

§1-1位错的定义及柏氏矢量1

一、位错的定义1

二、柏氏回路与柏氏矢量2

三、柏氏矢量的守恒性3

四、弗兰克处理柏氏回路和柏氏矢量的方法4

§1-2位错的几何性质与运动特性5

一、刃型位错5

二、螺型位错6

三、混合位错7

四、位错环8

§1-3位错的弹性性质9

一、复杂应力状态下应力与应变的关系10

二、位错的应力场12

三、位错的弹性应变能17

四、位错的线张力19

§1-4作用在位错上的力21

一、作用在刃型位错上的力22

二、作用在螺型位错上的力23

三、作用在混合位错上的力24

一、平行螺型位错间的作用力25

§1-5位错间作用力25

二、平行刃型位错间的作用力26

三、两相互垂直螺型位错间的作用力28

四、螺型位错与相互垂直的刃型位错间的作用力29

§1-6位错与界面的交互作用30

一、位错与自由表面的交互作用30

二、不同弹性介质界面与位错的交互作用32

参考文献33

第二章 晶体中位错的行为35

§2-1派-纳位错模型与派一纳力35

一、派-纳位错模型35

二、Peierls位错的能量与派-纳力39

§2-2位错的弯折与割阶42

一、弯折42

二、割阶46

§2-3全位错的能量条件与滑移系统49

一、Frank能量准则50

二、晶体的滑移系统51

§2-4扩散滑移与攀移机制52

一、弯折的扩散滑移52

二、位错的扩散攀移54

三、割阶位错的攀移55

四、位错心扩散引起的攀移57

一、保守性滑动59

§2-5割阶位错的滑动59

二、非保守性滑动61

§2-6面心立方晶体中的层错与部分位错63

一、FCC点阵中层错的类型64

二、FCC点阵中的部分位错66

三、FCC点阵中的扩展位错68

四、Thompson记号71

§2-7面心立方晶体中几种重要的位错反应73

一、Lomer位错73

二、压杆位错74

三、Lomer-Cottrell位错锁76

四、会合位错77

五、扩展偶极子79

六、扩展位错结点79

§2-8面心立方晶体中扩展位错的运动80

一、扩展位错运动的派-纳障碍80

二、扩展位错的滑移81

三、扩展位错的交滑移82

四、扩展位错的攀移83

五、扩展割阶的运动84

§2-9密排六方晶体中的层错与位错反应85

一、密排六方晶体中的层错85

二、密排六方晶体中的部分位错86

三、密排六方金属中位错的扩展91

§2-10体心立方晶体中的层错与位错反应92

一、体心立方晶体中的层错92

二、体心立方晶体中的部分位错94

三、体心立方晶体中的扩展位错95

四、体心立方晶体中螺型位错心的结构97

五、体心立方晶体中的全位错合成反应98

§2-11过饱和空位对位错组态的影响98

一、过饱和空位的形成机制99

二、过饱和空位对位错组态的影响100

参考文献105

一、单晶体塑性变形的基本方式107

第三章 位错强化机制107

§3-1金属单晶体塑性变形的一般特点107

二、Schmid定律与滑移系统的开动109

三、金属单晶体的应力-应变曲线111

四、金属单晶体加工硬化行为114

§3-2位错增殖机制115

一、Frank-Read源位错增殖机制115

二、双交滑移位错增殖机制116

三、空位盘位错增殖机制117

四、位错增殖的极轴机制117

§3-3位错的交互作用119

五、晶界增殖位错机制119

§3-4位错塞积120

§3-5孪生的位错机制123

一、孪生位错124

二、孪晶形成机制125

三、发射位错126

四、滑移位错与孪晶界的交互作用127

§3-6位错强化的数学表达128

一、位错运动阻力的估算128

二、流变应力的表达式131

§3-7应变速率与位错运动速率关系的推导131

§3-8温度及应变速率对流变应力的影响133

参考文献134

第四章 晶界强化机制135

§4-1金属多晶体塑性变形条件135

§4-2晶界的位错模型136

一、晶界结构模型136

二、晶界与位错的交互作用140

三、晶界的运动142

四、晶界发射位错的机制143

§4-3双晶体变形模型144

一、双晶体变形条件144

二、双晶体弹性变形的不匹配性145

三、双晶体塑性变形的不匹配性146

§4-4晶界强化作用147

一、直接强化作用147

二、间接强化作用147

§4-5晶界强化的数学表达148

§4-6亚晶界及相界的强化效应150

一、亚晶界强化150

二、相界强化151

参考文献151

一、无限大基体中的应力-应变场153

§5-1错配球模型153

第五章 固溶强化机制153

二、球内的应力-应变场155

三、在有限大基体中的错配球156

四、δv、△v与δV的关系158

五、错配球模型的适用性159

§5-2置换式溶质原子与位错的弹性交互作用160

一、置换式溶质原子的错配球效应160

二、溶质原子间的弹性交互作用161

三、溶质原子与刃型位错间的弹性交互作用162

§5-3间隙式溶质原子与位错的弹性交互作用164

一、FCC结构中间隙原子的错配球效应164

四、溶质原子与螺型位错间的弹性交互作用164

二、BCC结构中间隙原子的错配球效应165

三、α-Fe中碳原子之间的弹性交互作用166

四、α-Fe中碳原子与螺型位错的弹性交互作用166

五、α-Fe中碳原子与刃型位错的弹性交互作用167

§5-4溶质原子与位错的化学相互作用167

§5-5位错与有序分布的溶质原子间的交互作用170

一、短程有序引起的强化170

二、长程有序引起的强化171

§5-6均匀固溶强化174

一、稀固溶体的均匀固溶强化175

二、浓固溶体的均匀固溶强化176

参考文献177

第六章 第二相强化机制178

§6-1质点障碍模型178

一、Orowan模型178

二、Friedel模型179

§6-2沉淀强化机制181

一、共格应变强化182

二、化学强化183

三、有序强化184

四、模量强化185

五、层错强化186

六、派-纳力强化187

§6-3弥散强化机制188

一、有效粒子间距的确定188

二、Orowan公式的修正189

三、硬粒子与基体变形不协调对强化的影响190

§6-4第二相强化合金的加工硬化行为191

一、沉淀强化合金的加工硬化行为192

二、弥散强化合金的加工硬化行为192

§6-5纤维强化机制195

一、纤维增强复合材料的变形行为195

二、长纤维增强复合材料的抗拉强度196

三、短纤维增强复合材料的抗拉强度197

参考文献198

第七章 强化机制在金属材料组织设计中的应用199

§7-1晶界强化效应的利用199

一、晶界强化在单相合金中的利用199

二、晶界强化在复相合金中的利用200

§7-2固溶强化效应的利用200

§7-3可变形粒子强化效应的利用201

§7-4不可变形粒子强化效应的利用203

§7-5纤维强化效应的利用204

§7-6加工硬化效应的应用204

参考文献204