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第一章 微合金化高强度钢1

第一节 微合金化低碳高强度钢的物理冶金设计1

一、强化机制1

二、钢的组织和成分设计6

三、控制轧制11

四、控制夹杂物形态13

第二节 微合金化低碳高强度钢15

一、高强度低合金钢（HSLA）的发展简史15

二、常用微合金化低碳高强度钢16

三、海洋用微合金化低碳高强度钢20

四、抗大气腐蚀用微合金化低碳高强度钢23

五、抗氢蚀用微合金化低碳高强度钢25

六、压力容器用微合金化低碳高强度钢27

第三节 微合金化低碳铁素体-马氏体双相钢28

一、概述28

二、“双相钢”组织与性能的变化规律29

三、“双相钢”的组织和成分设计31

四、热处理“双相钢”和热轧“双相钢”32

五、“双相钢”的发展趋势33

第四节 微合金化中碳非调质钢34

一、概述34

二、微合金化元素的作用35

三、组织与性能的变化规律36

四、组织-成分设计40

五、微合金化中碳非调质钢的现状及其发展趋势41

第二章 超高强度钢43

第一节 概论43

第二节 低合金超高强度钢44

一、低合金超高强度钢的物理冶金设计44

二、低合金超高强度钢的强化机制46

三、低合金超高强度钢的强韧性49

四、低合金超高强度钢的现状及其发展趋势51

第三节 低碳马氏体型超高强度钢54

一、低碳马氏体型超高强度钢的成分-组织设计54

二、低碳马氏体型超高强度钢的韧化机制55

第四节 马氏体时效钢56

一、相图与合金相结构58

二、马氏体时效钢的物理冶金设计原则及应用61

三、马氏体时效钢的强韧化机制62

四、马氏体时效钢的性能64

五、马氏体时效钢的热处理65

六、马氏体时效钢的发展趋势67

第五节 超高强度钢的应力腐蚀断裂69

一、概述69

二、应力腐蚀断裂机理70

三、超高强度钢的应力腐蚀性能71

四、影响超高强度钢的应力腐蚀性能的因素73

第三章 不锈钢的新进展75

第一节 不锈钢的物理冶金学75

一、概述75

二、与不锈钢相关的合金相图75

三、不锈钢的抗蚀性与合金化81

第二节 铁素体不锈钢的进展84

一、概述84

二、铁素体不锈钢的脆性85

三、超纯铁素体不锈钢的新进展86

第三节 奥氏体不锈钢90

一、奥氏体不锈钢的物理冶金设计90

二、典型奥氏体不锈钢93

三、新型奥氏体不锈钢95

第四节 其他新型不锈钢98

一、奥氏体-铁素体双相不锈钢的发展98

二、新型易切削不锈钢99

第五节 不锈钢的发展趋势99

第四章 低温钢110

第一节 低温脆断失效110

一、温度对转变过程的影响110

二、缺口韧性与断裂韧性111

第二节 低温钢的物理冶金学问题114

一、冶金因素与韧-脆断裂转变114

二、合金化原理115

三、低温钢的成分-组织的物理冶金设计原则115

四、改善低温钢韧性的措施116

第三节 新型低温钢117

一、中国的低温钢系列117

二、含镍低温钢的新进展119

三、超低温奥氏体钢的发展123

第五章 新型高温合金125

第一节 高温合金的物理冶金学125

一、概述125

二、高温合金的强化机制126

三、高温合金的物理冶金学129

第二节 高温失效130

一、蠕变130

二、热疲劳133

三、热腐蚀133

第三节 铁基和铁镍基高温合金136

一、概述136

二、中国的铁基、铁镍基高温合金138

三、美、英、俄、德等国的铁基与铁镍基高温合金144

第四节 镍基高温合金150

一、变形镍基高温合金150

二、铸造镍基高温合金161

三、美、英等国的镍基高温合金170

第五节 钴基高温合金182

一、概述182

二、中国的钴基高温合金183

三、美、英等国的钴基高温合金184

第六节 定向凝固高温合金191

一、概述191

二、中国的定向凝固高温合金191

第七节 单晶高温合金194

一、概述194

二、单晶高温合金成分-组织的物理冶金设计原则195

三、单晶高温合金的制备方法196

四、中国的单晶高温合金197

五、新型单晶高温合金200

第八节 粉末冶金高温合金206

一、概述206

二、粉末冶金高温合金零件的工艺流程207

三、粉末冶金高温合金207

四、存在的问题207

第九节 快速凝固高温合金208

一、快速凝固镍基高温合金208

二、快速凝固钴基高温合金211

第十节 金属间化合物高温合金211

一、概述211

二、Ni3Al金属间化合物212

三、NiAl金属间化合物214

四、Ti3Al金属间化合物214

五、TiAl金属间化合物215

六、应用前景215

第十一节 难熔金属及其合金——在超高温下使用的合金216

一、概述216

二、钽及钽合金216

三、铼及铼合金218

四、钨及钨合金223

五、钼及钼合金225

六、铌及铌合金228

第六章 新型轻合金237

第一节 铝合金的物理冶金学237

一、概述237

二、铜、锌、镁、锂在铝中的固溶度237

三、铝合金的固溶处理与时效239

四、铝合金的时效强化原理240

第二节 变形铝合金247

一、概述247

二、硬铝合金248

三、超硬铝合金249

四、中国的变形铝合金250

五、变形铝合金的国际牌号系统（IADS）259

六、铝合金状态和热处理命名法261

七、世界各国的变形铝合金265

八、变形铝合金的应力腐蚀271

九、高强度变形铝合金的断裂韧性272

第三节 铸造铝合金273

一、概述273

二、中国的铸造铝合金273

三、美、英的铸造铝合金278

第四节 快速凝固新型铝合金281

一、快速凝固高强度铝合金282

二、快速凝固高温铝合金282

第五节 新一代铝合金——铝锂系合金283

一、概述283

二、合金化原理285

三、新型铝锂系合金的生产方法289

四、铝锂系合金的热处理制度290

五、新型铝锂系合金的力学性能291

六、铝锂系合金的疲劳性能292

七、快速凝固铝锂系合金293

八、铝锂系合金的应用及展望293

第六节 钛合金的物理冶金学294

一、概述294

二、钛的特性295

三、钛合金相图296

四、钛合金化原理297

五、钛合金的分类300

第七节 钛合金的热处理302

一、钛合金的热处理原理302

二、钛合金的热处理工艺305

第八节 面向21世纪的钛合金306

一、中国钛合金306

二、世界各国钛合金312

三、新型高温钛合金320

四、快速凝固新型钛合金322

第九节 镁合金的物理冶金学323

一、概述323

二、镁合金化原理324

三、镁合金的热处理325

第十节 新型镁合金327

一、中国的镁合金327

二、世界各国镁合金333

三、快速凝固新型镁合金337

四、Mg-Li系合金——新型超轻合金338

第七章 非晶、准晶态合金与纳米材料340

第一节 非晶合金概论340

一、非晶合金的结构特征340

二、非晶态结构模型342

三、非晶合金的结构缺陷344

四、非晶转变345

五、非晶合金的分类346

第二节 非晶合金形成的热力学348

一、合金成分的影响348

二、原子的相互作用349

三、原子尺寸效应349

四、位形熵（S）349

五、组元之间键合特性的影响349

第三节 非晶合金形成的动力学350

一、结晶动力学的理论基础350

二、非晶合金形成的动力学352

三、非晶态形成的判据355

第四节 非晶合金的制造工艺357

一、非晶合金膜的制造工艺357

二、液体激冷法358

三、机械合金化（Machanical Alloying）360

第五节 非晶合金的结构稳定性360

一、结构弛豫361

二、非晶合金的晶化361

三、影响非晶合金结构稳定性的因素363

第六节 非晶合金的抗蚀性能364

一、非晶合金抗蚀性能的主要特征364

二、非晶合金的抗蚀机理367

第七节 非晶合金的磁性369

一、概述369

二、非晶合金的磁化曲线371

三、非晶磁性合金的分类372

四、非晶软磁合金373

第八节 非晶合金的电学性能378

一、非晶合金的电性特点378

二、非晶合金的电阻率与温度的关系379

三、控制非晶合金的电阻温度系数的途径379

四、非晶电性材料的应用380

第九节 非晶合金的力学性能381

一、强度与硬度381

二、变形与断裂383

三、韧性384

四、疲劳385

第十节 非晶合金的应用385

一、用于制作软磁、低损耗磁性器件386

二、用于制作高导磁器件（表7-29）389

三、非晶合金的其他应用（表7-35）393

四、铝基非晶合金的性能393

五、中国非晶合金的研制与应用394

第十一节 非晶合金的新进展400

一、非晶合金制备的新进展400

二、非晶永磁合金的演进401

三、新型非晶结构材料401

四、功能非晶合金的应用402

五、展望402

第十二节 准晶态合金402

一、概述402

二、准晶的分类403

三、准晶的形成和制备方法403

四、准晶的结构404

五、准晶的性能405

六、准晶态合金的稳定性407

第十三节 纳米材料407

一、基本概念407

二、纳米材料的制备方法408

三、纳米材料的结构410

四、纳米材料的性能411

五、纳米材料的应用与展望413

第八章 新型复合材料415

第一节 概论415

一、历史的回顾415

二、复合材料的定义416

三、复合材料的分类416

四、复合材料质量检验方法418

五、复合材料是新型材料发展的重点419

第二节 聚合物基复合材料的新进展420

一、聚合物基体相421

二、增强材料432

三、聚合物基复合材料的界面437

四、纤维增强树脂复合材料（Fiber Reinforced Plastics．简称FRP）的进展442

第三节 金属基复合材料450

一、金属基复合材料的分类451

二、纤维增强金属基复合材料451

三、晶须增强金属基复合材料460

四、定向凝固共晶型复合材料460

五、TiAl基复合材料467

六、金属基复合材料的界面468

七、金属基复合材料的应用前景470

第四节 陶瓷基复合材料471

一、提高陶瓷材料韧性的方法471

二、纤维增强陶瓷（FRC）472

三、陶瓷基复合材料的应用前景476

第五节 碳纤维增强碳基复合材料477

一、概述477

二、碳纤维478

三、碳／碳复合材料的制造工艺480

四、碳／碳复合材料的性能481

五、碳／碳复合材料的发展前景483

第六节 混杂纤维增强复合材料485

一、概述485

二、混杂化的作用485

三、混杂复合材料的性能487

四、纤维增强铝合金层板487

五、混杂复合材料的应用492

第七节 功能复合材料492

一、概述492

二、导电高分子复合材料493

三、精细复合功能材料498

四、树脂基、金属基、陶瓷基功能复合材料述评499

第八节 复合材料的应用501

一、复合材料在宇航、航空领域中的应用及发展501

二、复合材料在船舰上的应用507

三、复合材料在车辆制造中的应用508

四、复合材料在电子工业中的应用510

五、复合材料在化学工业的应用511

六、复合材料在其他方面的应用512

七、复合材料的发展前景515

第九章 新型功能材料517

第一节 功能材料概论517

一、功能材料的定义及其特点517

二、功能材料的分类517

三、功能材料的新进展523

四、新材料工程的涌现，将促进新型功能材料的发展524

第二节 减振合金525

一、概述525

二、减振机制和表征合金减振性能的参数525

三、减振合金527

四、减振合金的应用532

第三节 形状记忆合金534

一、热弹性型马氏体相变535

二、形状记忆效应和相变伪弹性539

三、单程SME、双程SME、全方位SME542

四、Ti-Ni形状记忆合金544

五、铜基形状记忆合金552

六、铁基形状记忆合金558

七、形状记忆合金的应用及其发展562

第四节 磁学功能材料566

一、磁学功能材料的理论基础567

二、软磁材料581

三、永磁材料概论594

四、稀土钴永磁材料606

五、钕铁硼永磁材料611

第五节 电学功能材料621

一、超导材料621

二、半导体材料632

第六节 光学功能材料649

一、激光晶体材料649

二、非线性光学材料667

三、光学纤维材料672

第七节 功能陶瓷材料686

一、概述686

二、功能陶瓷的组织结构688

三、功能陶瓷的制造工艺693

四、电子功能陶瓷695

五、热学功能陶瓷705

六、生物功能陶瓷714

七、功能陶瓷的发展715

注释717

主要参考文献722