目錄
再版前言
前言
第0章 緒論 1
參考文獻 5
第1章 晶界的結(jié)構(gòu)、性能以及平衡偏聚和脆性 7
1.1 晶界的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 7
1.1.1 概述 7
1.1.2 結(jié)構(gòu) 9
1.1.3 能量14
1.1.4 強度15
1.1.5 晶界滯彈性弛豫 18
1.2 平衡晶界偏聚 19
1.2.1 概述19
1.2.2 理想二元系偏聚熱力學(xué)——McLean熱力學(xué)模型 20
1.2.3 多元系偏聚熱力學(xué)——Guttmann模型 22
1.2.4 偏聚動力學(xué)——McLean動力學(xué)模型23
1.3 晶間脆性斷裂 25
1.3.1 鋼的回火脆性的平衡偏聚機理25
1.3.2 金屬與合金的中溫脆性 26
參考文獻 27
第2章 臨界時間:非平衡晶界偏聚的特征之一 30
2.1 引言 30
2.2 臨界時間概念和解析表述 31
2.3 實驗證實 34
2.3.1 硼偏聚的臨界時間 34
2.3.2 磷偏聚的臨界時間 38
2.3.3 硫偏聚的臨界時間 47
2.3.4 鎳基高溫合金中鎂偏聚的臨界時間 48
2.3.5 Guttmann測量結(jié)果的啟示 51
2.4 臨界時間計算 53
2.4.1 臨界時間與溫度的關(guān)系 53
2.4.2 復(fù)合體擴散的微觀機制 54
2.4.3 復(fù)合體擴散系數(shù)的實驗測定 59
參考文獻 62
第3章 非平衡晶界偏聚熱力學(xué)關(guān)系式 65
3.1 熱力學(xué)關(guān)系式 65
3.2 基于熱力學(xué)關(guān)系式的計算 67
3.2.1 晶界偏聚濃度與溫度差的關(guān)系——溫差效應(yīng) 67
3.2.2 復(fù)合體結(jié)合能對偏聚濃度的影響 68
3.3 熱力學(xué)關(guān)系式的應(yīng)用 69
參考文獻 71
第4章 非平衡晶界偏聚恒溫動力學(xué) 72
4.1 引言 72
4.2 Xu Tingdong恒溫動力學(xué)模型 72
4.2.1 偏聚方程 74
4.2.2 反偏聚方程 75
4.3 鋼中磷偏聚的實驗證實 76
4.4 表象擴散系數(shù)和恒溫動力學(xué)計算 80
4.4.1 表象擴散系數(shù)討論 80
4.4.2 恒溫動力學(xué)計算 81
4.5 偏聚峰溫度及其移動 84
4.5.1 恒溫動力學(xué)圖示 84
4.5.2 實驗證實和應(yīng)用 87
參考文獻 91
第5章 連續(xù)冷卻過程偏聚動力學(xué)和臨界冷卻速率 93
5.1 引言 93
5.2 連續(xù)冷卻過程動力學(xué) 93
5.2.1 等效時間方法 93
5.2.2 修正因子法 99
5.3 INCONEL 718 焊接熱影響區(qū)微裂紋預(yù)報 103
5.4 臨界冷卻速率 107
5.4.1 臨界冷卻速率概念 108
5.4.2 鋼中Sn、B、S偏聚的臨界冷卻速率及其工程應(yīng)用 109
5.5 其他動力學(xué)分析和實驗研究 112
5.5.1 動力學(xué)分析 112
5.5.2 實驗研究 116
5.6 修正因子推導(dǎo) 117
參考文獻 119
第6章 非平衡晶界共偏聚 (NGCS) 122
6.1 引言 122
6.2 模型 123
6.2.1 從 Guttmann 模型到非平衡共偏聚模型 123
6.2.2 空位與溶質(zhì)原子結(jié)合能 124
6.3 模型與實驗數(shù)據(jù)的比較 125
6.3.1 鋼中Ti和Sb,Ni的非平衡共偏聚 125
6.3.2 鋼中Cr和N的非平衡共偏聚 128
6.3.3 鋼中Mn和Sb的非平衡共偏聚 132
6.3.4 鋼中Ni和Sn的非平衡共偏聚計算和模擬 136
6.4 非平衡晶界共偏聚的熱力學(xué)表述及其意義 137
參考文獻 140
第7章 平衡偏聚和非平衡偏聚之間的關(guān)系 142
7.1 實驗方法 142
7.1.1 實驗合金和熱處理 142
7.1.2 PTA法探測硼和半定量分析 142
7.2 概念 143
7.2.1 最小偏聚溫度 143
7.2.2 轉(zhuǎn)換溫度 145
7.3 應(yīng)用 146
7.3.1 INCONEL718合金中硼的最小偏聚溫度 146
7.3.2 鋼中硼的最小偏聚溫度及其對淬透性的影響 148
7.3.3 0.2％碳鋼中硼偏聚的轉(zhuǎn)換溫度 149
參考文獻 149
第8章 晶間脆性的統(tǒng)一機理 150
8.1 引言 150
8.2 韌性恢復(fù)效應(yīng) 152
8.2.1 RTE 152
8.2.2 ICE 161
8.2.3 ITE 163
8.3 脆性峰溫度及其移動166
8.3.1 RTE 166
8.3.2 ICE 168
8.3.3 ITE 171
8.4 脆性的溫差效應(yīng).173
8.4.1 RTE 173
8.4.2 ICE 174
8.4.3 ITE 175
8.5 臨界冷卻速率對脆性的影響 177
8.6 晶間脆性動力學(xué) 178
參考文獻 180
第9章 應(yīng)力驅(qū)動晶界偏聚和貧化: 彈性變形的微觀理論 183
9.1 引言 183
9.2 實驗現(xiàn)象和理論上遇到的困難 184
9.2.1 實驗現(xiàn)象 184
9.2.2 理論解釋的困難 187
9.3 金屬彈性變形的微觀機制 188
9.3.1 晶界區(qū)應(yīng)力狀態(tài)分析 188
9.3.2 尺寸和能量分析 189
9.4 晶界區(qū)彈性變形的平衡方程 190
9.4.1 空位濃度方程 190
9.4.2 溶質(zhì)濃度方程 191
9.4.3 晶界區(qū)彈性模量的實驗測定 192
9.5 彈性變形的動力學(xué)方程 196
9.5.1 彈性變形的臨界時間 196
9.5.2 偏聚動力學(xué)方程 197
9.5.3 貧化動力學(xué)方程 201
9.6 動力學(xué)模擬 204
9.6.1 鋼中磷的偏聚及其實驗證實 204
9.6.2 鋼中硫的偏聚 206
9.6.3 鋼中磷的貧化 208
9.7 小結(jié) 211
參考文獻 211
第10章 金屬拉伸力學(xué)性能測試不確定性機理 214
10.1 問題的提出 214
10.2 測試不確定性實驗現(xiàn)象 216
10.2.1 中溫脆性 216
10.2.2 應(yīng)變速率脆性 218
10.2.3 純金屬的拉伸試驗結(jié)果 222
10.3 拉伸試驗悖論 225
10.4 測試不確定性的彈性變形機理 228
10.4.1 拉伸試驗過程的分析 228
10.4.2 彈性變形的臨界時間引起應(yīng)變速率脆性 228
10.4.3 彈性變形的偏聚峰溫度引起中溫脆性 230
10.4.4 屈服強度的測試不確定性問題 231
10.5 新拉伸試驗技術(shù)體系框架的建議 236
10.5.1 測試不確定性的啟示 236
10.5.2 新拉伸試驗技術(shù)體系框架 237
10.6 小結(jié) 239
參考文獻 240
第11章 結(jié)束語 242
參考文獻 244