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前言页1

第一章 金属单晶范性形变的基本特点1

1.1 力学性质的各向异性1

1.2 形变的不均匀性2

1.2 滑移线的形成5

1.3 Schmid定律7

1.4 温度以六方结构金属基面滑移临界切应力的影响9

参考文献9

2.1.1 理论切变强度的估计10

2.1 什么叫做位错10

第二章 位错理论基础10

2.1.2 位错概念的引入12

2.2 位错的原子模型及其几何性质13

2.2.1 刃型位错、螺型位错与混合型位错14

2.2.2 位错的普通定义与柏氏矢量18

2.3 位错的运动与晶体的范性形变21

2.4 晶体中两种常见的位错形态23

2.4.1 位错环23

2.4.2 位错偶24

2.5.1 刃型位错的应力场26

2.5. 位错与应力场26

2.5.2 螺型位错的应力场27

2.5.3 位错的能量27

2.5.4 位错的线张力28

2.5.5 位错在外应力场中所受的力29

2.6 位错与位错间的相互任用31

2.6.1 在平行滑移面上平行位错间的弹性相互作用31

2.6.2 在同一滑移面上平行位错间的弹性相互作用--位错的塞积群33

2.6.3 相交位错间的弹性相互作用35

2.6.4 会合位错35

2.6.5 割阶36

2.7 典型结构金属中的位错37

2.7.1 位错的点阵模型38

2.7.2 堆垛层错39

2.7.3 部分位错44

2.7.4 部分位错的柏氏矢量48

2.8. 扩展位错49

2.8.1 位错反应50

2.8.2 Thompson符号51

2.8.3 面心立方结构中的扩展位错52

2.8.4 面角位错的形成58

2.8.5 位错网络的形成59

2.8.6 扩展割阶61

2.8.7 扩展位错的攀移62

2.9. 位错的动力学性质64

2.9.1 位错滑移的动力学64

2.9.2 位错滑移的极限速度66

2.9.3 位错线的振动67

2.9.4 位错攀移的动力学68

2.9.5 位错的增殖机制73

2.10.1 位错与溶质原子的弹性相互作用76

2.10. 位错与点缺陷间的相互作用76

2.10.2 位错与溶质原子的静电相互作用81

2.10.3 位错与溶质原子的化学相互作用82

2.10.4 位错与有序分布的溶质原子间的相互作用84

2.10.5 位错与空位同间隙原子间的相互作用85

2.11 位错心90

2.12 镜像力91

附录Ⅱ.1 弹性力学的基础知识92

附录Ⅱ.2 位错的应力场103

附录Ⅱ.3 位错在外应力场中所受的力107

附录Ⅱ.4 位错的点阵模型109

附录Ⅱ.5 六方结构和体心立方结构中的层错与部分位错113

附录Ⅱ.6 扩展位错平衡宽度的计算121

附录Ⅱ.7 六方结构和体心立方结构中位错的扩展121

附录Ⅱ.8 位错滑移的极限速度125

附录Ⅱ.9 Cottrell气团127

附录Ⅱ.10 Snoek气团129

附录Ⅱ.11 Suzuli气团131

附录Ⅱ.12 面心立方晶体中空位集聚成位错的过程133

参考文献135

3.1 晶界概述139

第三章 晶界与相界139

3.2 小角晶界的位错模型141

3.3 几种大角晶界模型144

3.3.1 相符点阵模型144

3.3.2 平面匹配模型152

3.3.3 旋错模型152

3.4 晶界能155

3.5 晶界的运动158

3.5.1 晶界的滑动159

3.5.2 晶界的移动161

3.5.3 杂质对晶界运动的影响164

3.6 晶体的嵌镶结构167

3.7 相界168

3.7.1 相分布169

3.7.2 相界的位错模型171

3.7.3 相能界173

3.8 晶界与相界对力学性质的影响174

附录Ⅲ.1 Amelinckx法验证晶界的位错模型177

附录Ⅲ.2 Frank公式179

附录Ⅲ.3 晶界能的测量180

附录Ⅲ.4 晶界移动的Mott理论182

附录Ⅲ.5 第二相对晶界移动的作用184

参考文献185

第四章 滞弹性187

4.1 滞弹性概述187

4.2 内耗及其唯象处理190

4.2.1 内耗与模量亏损190

4.2.2 滞弹性型内耗192

4.2.3 其它型内耗197

4.3 应力感生有序内耗198

4.3.1 间隙式固溶体的感生有序199

4.3.2 置换式固溶体的感生有序201

4.4.1 低温位错弛豫型内耗202

4.4 位错内耗202

4.4.2 位错钉扎内耗207

4.4.3 位错内耗的气团模型212

4.5 界面内耗214

附录Ⅳ.1 Snoek峰中弛豫强度△E的计算216

附录Ⅳ.2 位错临界凸起形成能的计算218

附录Ⅳ.3 K-G-L理论中△l和△H的计算220

附录Ⅳ.4 位错内耗的气团模型222

参考文献224

5.1 概述226

第五章 金属的起始范性形变226

5.2. 临界切应力的理论估计227

5.2.1 派-纳力228

5.2.2 位错的长程弹性相互作用229

5.2.3 会合位错的作用229

5.2.4 与林位错交截产生割阶的作用231

5.2.5 扩展割阶运动的作用232

5.3 临界切应力与温度的关系233

5.4 Schmid定律的失败236

5.5 微范性240

参考文献244

第六章 金属的流变应力245

6.1 Cottrell-Stokes定律245

6.2 Seeger理论248

6.3 形变温度对流变应力的影响253

6.4 位错滑移的热激活参量分析255

6.5 热激活参量与流变机制260

参考文献264

第七章 金属晶体的形变与加工硬化265

7.1 滑移几何学265

7.2 面心立方结构金属晶体的形变267

7.3 六方结构金属晶体的形变272

7.4 体心立方结构金属晶体的形变275

7.5 形变状态的稳定性与潜在硬化277

7.6 滑移带279

7.7 加工硬化理论280

7.7.1 林位错理论281

7.7.2 割阶理论282

7.7.3 Hirsch理论283

7.7.4 Seeger理论286

7.8 形变软化293

附录Ⅶ.1 σ-γ曲线和τ-ε曲线换算关系的推导295

附录Ⅶ.2 Hirsch理论中，滑移线受阻条件2L2RN=1的推导297

附录Ⅶ.3 加工硬化问题的进一步讨论298

参考文献301

第八章 金属晶体范性形变的其它形式304

8.1 孪晶几何学305

8.2 六方结构金属中的孪晶307

8.3 面心立方结构金属中的孪晶308

8.4 体心立方结构金属中的孪晶311

8.5 孪生的一般特点313

8.6 孪生的位错机制314

8.7 扭折带316

8.8 二次滑移带319

参考文献320

第九章 多晶体的范性形变321

9.1 多晶体范性形变的一般特点321

9.2 双晶的拉伸形变323

9.3 多晶体的拉抻形变324

9.4 晶粒大小与形变的不均匀性325

9.5 多晶体形变理论327

9.6 组织结构对多晶体力学性质的影响329

9.7.1 纤维织构331

9.7 形变结构331

9.7.2 辗延织构333

9.7.3 织构理论335

9.8 双相合金的形变336

9.9 复合材料337

9.10 残余内应力341

附录Ⅸ.1 范性形变后能量的吸收343

参考文献345

第十章 合金的强化346

10.1. 均匀强化349

10.1.1 Mott-Nabarro理论350

10.1.2 Fleischer理论353

10.1.3 Feltham理论357

10.2. 非均匀强化360

10.2.1 浓度梯度强化360

10.2.2 Cottrell气团强化361

10.2.3 Snoek气团强化362

10.2.4 静电相互作用强化362

10.2.5 化学相互作用强化362

10.2.6 有序强化363

10.3 多重因素强化366

10.4 固溶合金临界切应力与温度的关系367

10.5 固溶合金的形变与加工硬化370

10.6 合金软化374

10.7 固溶强化与原子结构375

10.8 弥散强化合金的形变与加工硬化379

10.9. 弥散合金的强化理论383

10.9.1 Mott-Nabarro理论383

10.9.2 Kelly-Fine理论384

10.9.3 Orowan理论386

10.9.4 Ansell-Lenel理论387

10.9.5 弥散强化理论的验证388

10.10 弥散合金的屈服应力与温度的关系392

10.11 弥散合金的加工硬化理论395

10.11.1 Fisher,Hart和Pry理论395

10.11.2 Ashby理论396

10.12 弥散强化小结400

10.13 界面强化401

附录Ⅹ.1 稀固溶体强化理论概要403

附录Ⅹ.2 合金中的原子键404

附录Ⅹ.3 时效动力学407

附录Ⅹ.4 激活能U=U？(1-？)3/2关系的推导409

参考文献410

第十一章 屈服现象415

11.1 非均匀屈服416

11.1.1 L？ders应变417

11.1.2 非均匀屈服理论420

11.2 均匀屈服422

11.2.1 均匀屈服的物理实质422

11.2.2 均匀屈服理论423

11.3 迟屈服现象427

11.4 Hall-Petch公式429

11.5 晶格摩擦力σ？和Petch斜率k431

11.6 各种因素对屈服应力的影响433

11.7 屈服机制的进一步讨论435

11.7.1 位错钉扎与屈服现象435

11.7.2 屈服过程中的晶格摩擦力439

11.8 面心立方结构和六方结构金属中的屈服现象442

11.9 小结444

附录Ⅺ.1 Hahn对均匀屈服的计算448

附录Ⅺ.2 Fisher的屈服理论450

参考文献451

第十二章 形变金属的退火457

12.1 回复的一般规律458

12.2 回复过程中物理性质的变化461

12.3 多边形化465

12.4. 再结晶的一般规律469

12.4.1 加工再结晶470

12.4.2 聚合再结晶474

12.4.3 二次再结晶475

12.5 再结晶动力学的形式理论475

12.6. 成核、长大理论477

12.6.1 成核理论478

12.6.2 长大理论481

12.7 Bailey-Hirsch再结晶理论484

12.8 合金元素或杂质对再结晶的影响487

12.9 再结晶织构491

12.9.1 形成机制491

12.9.2 力学性质492

12.10 热塑性495

12.11 小结498

参考文献501

第十三章 蠕变506

13.1 蠕变曲线507

13.2 蠕变过程中组织结构的变化509

13.2.1 蠕变过程中的滑移带与扭折带509

13.2.2 蠕变过程中的回复与再结晶511

13.2.3 蠕变过程中的晶界运动与晶间微裂纹的形成513

13.3 蠕变激活能515

13.4 蠕变理论517

13.4.1 低温蠕变理论517

13.4.2 中温蠕变理论519

13.4.3 高温蠕变理论520

13.5 第三阶段蠕变与断裂528

13.5.1 应力和温度对裂纹形成的影响529

13.5.2 裂纹的形成机制530

13.6 蠕变过程中的晶界滑动与晶内滑移534

13.7 微蠕变538

13.8 抗蠕变合金539

13.8.1 提高蠕变阻力的各种可能机制540

13.8.2 提高蠕变阻力的主要依据543

13.9 超塑性544

参考文献547

14.1 疲劳极限550

第十四章 疲劳550

14.2 Bauschinger效应553

14.3. 疲劳硬化556

14.3.1 静态疲劳硬化556

14.3.2 动态疲劳硬化557

14.3.3 疲劳硬化的三个阶段559

14.4. 疲劳过程中组织结构的变化561

14.4.1 滑移带的特点561

14.4.2 挤出和侵入563

14.4.3 疲劳形变后的位错状态565

14.5 疲劳形变中的饱和现象567

14.6 疲劳裂纹的成核与长大570

14.6.1 成核机制571

14.6.2 长大机制574

14.7 疲劳理论579

14.7.1 Orowan唯象理论580

14.7.2 Tomkins范性钝化理论583

14.8 疲劳与蠕变的交互作用585

14.9 影响疲劳的各种因素587

14.10 热疲劳596

参考文献597

15.1 断裂的概述601

第十五章 断裂601

15.2 理论断裂强度的估计603

15.3 Griffith理论605

15.4 断口分析607

15.5 断裂的应力条件610

15.5.1 单晶断裂的应力条件610

15.5.2 多晶断裂的应力条件611

15.5.3 缺口对脆性的影响613

15.6 单晶的断裂615

15.6.1 单晶中裂纹的成核与长大615

15.6.2 单晶中裂纹的传播616

15.7 多晶的断裂618

15.7.1 多晶中裂纹的成核、长大和传播619

15.7.2 断裂应力与晶粒度620

15.7.3 断裂应力与温度621

15.7.4 沿晶断裂622

15.8 脆性断裂理论623

15.8.1 Stroh理论624

15.8.2 Cottrell理论627

15.9 裂纹的失稳扩展630

15.10 脆性转变现象633

15.10.1 脆性转变温度的一般特点634

15.10.2 脆性转变温度的有关理论635

15.11 脆性与金属的电子结构637

15.12 断裂韧性640

15.13 裂纹体的疲劳与蠕变645

15.14 氢脆648

15.15 应力腐蚀开裂658

15.16 裂纹的稳态扩展662

15.16.1 Griffith理论的重新评价663

15.16.2 裂纹的稳态扩展现象及其力学参量665

15.16.3 裂纹的稳态扩展机制669

15.16.4 裂纹尖端地区的结构680

15.16.5 蠕变条件下裂纹的稳态扩展683

15.17 延性断裂685

15.17.1 单晶的延性断裂686

15.17.2 多晶的延性断裂687

15.17.3 延性断裂理论690

参考文献691

人名索引697

名词索引705