非平衡晶界偏聚動力學和晶間脆性斷裂（含拉伸力學性能測試不確定性機理） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐庭棟 著

圖書標籤:

• 非平衡晶界
• 晶界偏聚
• 晶間脆性
• 斷裂力學
• 拉伸力學
• 不確定性
• 材料科學
• 金屬材料
• 失效分析
• 動力學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030524119

版次：31

商品編碼：12181134

包裝：平裝

叢書名： 現代應用物理學叢書

開本：32開

齣版時間：2017-04-01

頁數：256

正文語種：中文

目錄

再版前言
前言
第0章緒論
參考文獻

第1章 晶界的結構、性能以及平衡偏聚和脆性
1.1 晶界的結構和性質
1.1.1 概述
1.1.2 結構
1.1.3 能量
1.1.4 強度
1.1.5 晶界滯彈性弛豫
1.2 平衡晶界偏聚
1.2.1 概述
1.2.2 理想二元係偏聚熱力學——McLean熱力學模型
1.2.3 多元係偏聚熱力學——Guttmann模型
1.2.4 偏聚動力學——McLean動力學模型
1.3 晶間脆性斷裂
1.3.1 鋼的迴火脆性的平衡偏聚機理
1.3.2 金屬與閤金的中溫脆性
參考文獻

第2章 臨界時間：非平衡晶界偏聚的特徵之一
2.1 引言
2.2 臨界時間概念和解析錶述
2.3 實驗證實
2.3.1 硼偏聚的臨界時間
2.3.2 磷偏聚的臨界時間
2.3.3 硫偏聚的臨界時間
2.3.4 鎳基高溫閤金中鎂偏聚的臨界時間
2.3.5 Guttmann測量結果的啓示
2.4 臨界時間計算
2.4.1 臨界時間與溫度的關係
2.4.2 復閤體擴散的微觀機製
2.4.3 復閤體擴散係數的實驗測定
參考文獻

第3章 非平衡晶界偏聚熱力學關係式
3.1 熱力學關係式
3.2 基於熱力學關係式的計算
3.2.1 晶界偏聚濃度與溫度差的關係——溫差效應
3.2.2 復閤體結閤能對偏聚濃度的影響
3.3 熱力學關係式的應用
參考文獻

第4章 非平衡晶界偏聚恒溫動力學
4.1 引言
4.2 XuTingdong恒溫動力學模型
4.2.1 偏聚方程
4.2.2 反偏聚方程
4.3 鋼中磷偏聚的實驗證實
4.4 錶象擴散係數和恒溫動力學計算
4.4.1 錶象擴散係數討論
4.4.2 恒溫動力學計算
4.5 偏聚峰溫度及其移動
4.5.1 恒溫動力學圖示
4.5.2 實驗證實和應用
參考文獻

第5章 連續冷卻過程偏聚動力學和臨界冷卻速率
5.1 引言
5.2 連續冷卻過程動力學
5.2.1 等效時間方法
5.2.2 修正因子法
5.3 INCONEL718焊接熱影響區微裂紋預報
5.4 臨界冷卻速率
5.4.1 臨界冷卻速率概念
5.4.2 鋼中Sn、B、S偏聚的臨界冷卻速率及其工程應用
5.5 其他動力學分析和實驗研究
5.5.1 動力學分析
5.5.2 實驗研冤
5.6 修正因子推導
參考文獻

第6章 非平衡晶界共偏聚(NGC8)
6.1 引言
6.2 模型
6.2.1 從Guttmann模型到非平衡共偏聚模型
6.2.2 空位與溶質原子結閤能
6.3 模型與實驗數據的比較
6.3.1 鋼中Ti和sb，Ni的非平衡共偏聚
6.3.2 鋼中Cr和N的非平衡共偏聚
6.3.3 鋼中Mn和Sb的非平衡共偏聚
6.3.4 鋼中Ni和Sn的非平衡共偏聚計算和模擬
6.4 非平衡晶界共偏聚的熱力學錶述及其意義
參考文獻

第7章 平衡偏聚和非平衡偏聚之間的關係
7.1 實驗方法
7.1.1 實驗閤金和熱處理
7.1.2 PTA法探測硼和半定量分析
7.2 概念
7.2.1 最小偏聚溫度
7.2.2 轉換溫度
7.3 應用
7.3.1 INCONEL718閤金中硼的最小偏聚溫度
7.3.2 鋼中硼的最小偏聚溫度及其對淬透性的影響
7.3.3 0.2 %碳鋼中硼偏聚的轉換溫度
參考文獻

第8章 晶間脆性的統一機理
8.1 引言
8.2 韌性恢復效應
8.2.1 RTE
8.2.2 ICE
8.2.3 ITE
8.3 脆性峰溫度及其移動
8.3.1 RTE
8.3.2 ICE
8.3.3 ITE
8.4 脆性的溫差效應
8.4.1 RTE
8.4.2 ICE
8.4.3 ITE
8.5 臨界冷卻速率對脆性的影響
8.6 晶間脆性動力學
參考文獻

第9章 應力驅動晶界偏聚和貧化：彈性變形的微觀理論
9.1 引言
9.2 實驗現象和理論上遇到的睏難
9.2.1 實驗現象
9.2.2 理論解釋的睏難
9.3 金屬彈性變形的微觀機製
9.3.1 晶界區應力狀態分析
9.3.2 尺寸和能量分析
9.4 晶界區彈性變形的平衡方程
9.4.1 空位濃度方程
9.4.2 溶質濃度方程
9.4.3 晶界區彈性模量的實驗測定
9.5 彈性變形的動力學方程
9.5.1 彈性變形的臨界時間
9.5.2 偏聚動力學方程
9.5.3 貧化動力學方程
9.6 動力學模擬
9.6.1 鋼中磷的偏聚及其實驗證實
9.6.2 鋼中硫的偏聚
9.6.3 鋼中磷的貧化
9.7 小結
參考文獻

第10章 金屬拉伸力學性能測試不確定性機理
10.1 問題的提齣
10.2 測試不確定性實驗現象
10.2.1 溫脆性
10.2.2 應變速率脆性
10.2.3 純金屬的拉伸試驗結果
10.3 拉伸試驗悖論
10.4 測試不確定性的彈性變形機理
10.4.1 拉伸試驗過程的分析
10.4.2 彈性變形的臨界時間引起應變速率脆性
10.4.3 彈性變形的偏聚峰溫度引起中溫脆性
10.4.4 屈服強度的測試不確定性問題
10.5 新拉伸試驗技術體係框架的建議
10.5.1 測試不確定性的啓示
10.5.2 新拉伸試驗技術體係框架
10.6 小結
參考文獻

第11章 結束語
參考文獻

好的，這是一份關於《非平衡晶界偏聚動力學和晶間脆性斷裂（含拉伸力學性能測試不確定性機理）》一書的詳細圖書簡介，內容涵蓋瞭書籍的核心主題，並進行瞭深入的闡述，旨在全麵介紹本書的研究範圍和學術價值，同時避免提及您提供的書名或提及AI生成： --- 書籍簡介：材料界麵行為與宏觀力學響應的深度探究 本書是一部聚焦於材料微觀結構與宏觀力學性能之間復雜關聯的專著。全書係統梳理瞭材料內部界麵在非平衡狀態下的演化規律，並深入探討瞭這些微觀過程如何決定材料在極端載荷條件下的失效模式，特彆是涉及脆性斷裂的機理。本書旨在為材料科學、物理冶金學以及結構完整性研究領域的研究人員和工程師提供一套全麵的理論框架與實驗分析方法。 第一部分：非平衡態下的材料界麵動力學 本書的基石在於對材料內部異質界麵，特彆是晶界，在遠離熱力學平衡狀態時的行為進行精確描述。材料的服役過程往往伴隨著溫度梯度、應力場變化以及化學成分的擴散，這些因素共同驅動瞭界麵偏聚現象的發生。 我們首先詳細介紹瞭晶界在非平衡條件下擴散和遷移的動力學模型。傳統的平衡偏聚理論往往無法解釋實驗觀察到的瞬態行為，因此，本書引入瞭非平衡態下的擴散方程和驅動力分析，著重闡述瞭界麵能、化學勢梯度以及應力梯度對溶質原子或空位在晶界附近重新分布的影響。特彆地，本書構建瞭描述閤金體係中特定元素（如晶界毒化元素）在過飽和條件下嚮晶界遷移的動力學模型，並利用有限元模擬與分子動力學模擬相結閤的方法，揭示瞭界麵動力學過程的時間尺度依賴性。 研究的重點之一是“晶界飽和”的概念。當晶界兩側的溶質濃度超過特定閾值時，晶界吸收能力的變化將顯著影響後續的宏觀力學響應。本書通過對不同晶體結構和晶界類型的對比分析，量化瞭界麵偏聚速率與冷卻速率、熱處理條件之間的關係。這部分內容對理解材料加工過程中的微結構演化至關重要。 第二部分：界麵結構與脆性斷裂機理的耦閤 材料的宏觀脆性斷裂行為，尤其是當斷裂路徑傾嚮於沿晶界擴展時，其根源在於界麵自身的微觀脆弱性。本書將非平衡偏聚動力學的結果直接耦閤到斷裂力學分析中。 我們詳細討論瞭受偏聚影響的晶界在拉伸載荷下的形貌變化和能量學特徵。當晶界富集特定元素時，其內聚力（Cohesive Strength）會發生改變。本書采用瞭基於間隙理論的內聚力模型，並結閤第一性原理計算的結果，建立瞭晶界內聚力與局部化學態之間的定量關係。偏聚導緻的界麵弱化是脆性斷裂發生的關鍵因素。 此外，本書對經典的“晶間脆化”模型進行瞭擴展，納入瞭動態的應力集中效應。在加載過程中，非均勻的晶界偏聚分布會導緻應力在特定界麵區域高度集中。我們引入瞭“臨界應變能釋放率”的概念，該值不再是材料常數，而是取決於當前微觀結構的狀態。針對高熵閤金和特殊界麵結構（如共格與非共格晶界）的分析，展示瞭界麵在不同結構狀態下對裂紋萌生和擴展的敏感性差異。 第三部分：拉伸力學性能測試中的不確定性溯源與控製 衡量材料在宏觀尺度上的抵抗斷裂的能力，必須依賴於精確的拉伸力學性能測試。然而，測試數據的係統性和隨機不確定性一直是工程應用中的挑戰。本書的第三部分專門針對這一問題進行瞭深入剖析，形成瞭材料科學與計量學交叉的研究視角。 我們首先係統地迴顧瞭標準化的拉伸試驗規程（如ASTM和ISO標準），並將其分解為若乾個信息傳遞環節：試樣製備、夾持定位、加載速率控製和數據采集。針對每一個環節，本書基於統計學方法和誤差傳播理論，建立瞭不確定度評估模型。 核心內容在於“機理不確定性”的辨識。與設備精度帶來的隨機誤差不同，機理不確定性源於試樣內部微觀結構的不均勻性，例如局部晶界偏聚程度的差異、試樣錶麵形貌的波動等，這些因素在宏觀測試中錶現為測量結果的顯著離散性。本書提齣瞭一種“結構敏感性指標”，用以量化特定材料微結構參數對屈服強度、極限拉伸強度以及延展率的敏感程度。 為控製這些不確定性，本書還提齣瞭先進的測試方法，例如同步使用原位監測技術（如EBSD或聲發射）與常規拉伸試驗，以期在斷裂事件發生時，能夠實時追蹤是哪個微觀特徵引發瞭最終的失效。通過對測試數據進行貝葉斯後驗概率分析，本書提供瞭一套係統性的方法，用以區分由測試本身帶來的誤差與由材料固有的結構不確定性所導緻的性能分散。 總結 本書內容層次分明，從微觀的原子擴散動力學，到中觀的晶界脆化模型，再到宏觀力學測試的計量學分析，構建瞭一個完整的閉環研究體係。它不僅是對現有理論的總結和提升，更重要的是，提供瞭應對復雜材料界麵行為和確保測試可靠性的實用工具和深刻見解。本書是從事先進結構材料研究、失效分析以及材料性能標準製定領域人員不可或缺的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本《非平衡晶界偏聚動力學和晶間脆性斷裂（含拉伸力學性能測試不確定性機理）》的封麵設計簡潔大氣，但標題的專業性讓我這個非材料領域的讀者望而卻步。不過，我一直對材料的“韌性”和“脆性”在不同條件下的變化感到好奇，尤其是在金屬材料中。這本書的副標題“含拉伸力學性能測試不確定性機理”更是引起瞭我的興趣。在工程應用中，材料性能的準確測試至關重要，而任何測試都無法做到絕對精確，總存在一定的誤差或不確定性。這本書是否能夠深入淺齣地解釋，在研究材料脆性斷裂的過程中，這種不確定性是如何産生的？它又是如何影響我們對材料“斷裂韌性”等關鍵指標的評估的？我期望這本書能提供一些直觀的類比或者圖示，來幫助我理解那些復雜的動力學過程和微觀機製。例如，晶界偏聚這個概念，聽起來就像是材料內部的一些“雜質”或者“特異點”在晶體邊界聚集，而這種聚集又會如何影響材料的整體強度和斷裂行為，特彆是當材料受到外力拉伸時，這種不確定性會帶來怎樣的“意外”？如果這本書能將這些抽象的概念具象化，那將是非常棒的閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

我之前在閱讀關於金屬材料疲勞斷裂的文章時，經常會遇到“晶界”這個概念，但對於它具體是如何影響斷裂的，尤其是“偏聚”和“動力學”的含義，一直有些模糊。這本書的標題《非平衡晶界偏聚動力學和晶間脆性斷裂》恰好觸及瞭我的知識盲點。我希望這本書能夠用通俗易懂的語言，解釋什麼是“晶界偏聚”，特彆是在“非平衡”狀態下，它和平衡狀態下的偏聚有什麼本質區彆。是不是就像是在材料的“縫隙”裏，某些原子“不均等地聚集”瞭，而且這種聚集還在不斷地“變化”？這種變化又如何導緻材料在受到拉力時，容易沿著晶界“裂開”，而且裂開得很快，這就是“晶間脆性斷裂”吧？我特彆好奇，書中會不會通過一些具體的例子，比如某種特定的閤金，來展示這種偏聚和斷裂是如何發生的？另外，副標題裏提到的“拉伸力學性能測試不確定性機理”，這聽起來像是說，即使我們用機器拉伸材料做測試，結果也不可能完全一樣，總會有一些“意想不到的波動”。這本書是否會解釋，為什麼會齣現這些“波動”，是不是也和晶界的變化有關？如果能瞭解到這些，對於我在實際工作中理解材料的可靠性會很有幫助。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個偶然的機會下接觸到這本書的，當時正在尋找關於材料斷裂機製的最新研究進展。這本書的標題雖然很長，但“非平衡晶界偏聚動力學”和“晶間脆性斷裂”這兩個核心詞匯立即抓住瞭我的眼球。在我看來，材料的微觀結構，特彆是晶界處的狀態，對宏觀力學性能的影響是決定性的。這本書似乎聚焦於“非平衡”狀態下的偏聚現象，這暗示瞭材料在受到一定刺激（如熱處理、應力等）後，晶界處的原子分布會發生動態變化，而非靜態的平衡狀態。這種動態過程，特彆是“動力學”的層麵，很可能涉及到時間、溫度、應力等多種因素的耦閤影響。我很好奇，這本書會如何描述這種動態演化過程？它是否會提供一些數學模型或者模擬方法來量化這種偏聚行為？更進一步，這種非平衡的晶界偏聚，又是如何直接導緻材料齣現“晶間脆性斷裂”的？例如，某些元素的偏聚是否會降低晶界的結閤強度，從而在受到拉伸載荷時，裂紋更容易沿著晶界擴展，最終導緻材料在相對較低的應力下發生脆性斷裂？如果能在這方麵有深入的剖析，對於理解和控製材料的脆性行為將具有重要意義。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對材料失效分析領域充滿熱情的研究者，這本書的齣現無疑是一場及時雨。《非平衡晶界偏聚動力學和晶間脆性斷裂（含拉伸力學性能測試不確定性機理）》這個標題，直擊瞭材料科學研究中的幾個關鍵難點。首先，晶界作為材料內部的薄弱環節，其原子偏聚行為一直是研究的重點。而“非平衡”和“動力學”這兩個詞，則進一步強調瞭這一過程的復雜性和時變性。材料在實際服役過程中，往往處於非平衡態，晶界偏聚也隨之動態演化。這本書是否會深入探討影響這種動力學過程的微觀機製，例如原子擴散、缺陷相互作用等？其次，晶間脆性斷裂是許多材料失效的常見形式，尤其是在高溫或特定環境下。書中對這一斷裂模式的討論，我期待能有獨到的見解，例如，不同類型的偏聚元素對晶間脆性斷裂的影響機製是否有差異？最後，副標題中的“拉伸力學性能測試不確定性機理”更是點睛之筆。在實際的拉伸實驗中，我們很難完全避免誤差，如何量化和理解這些不確定性，對於準確評估材料的力學性能，特彆是脆性斷裂相關的參數，至關重要。這本書是否會提供一些先進的統計方法或模型來解釋這些不確定性，並指導我們在實際測試中如何規避或減小其影響？

評分☆☆☆☆☆

對於長期從事材料失效分析工作的我而言，這本書的齣現具有極高的理論和實踐價值。《非平衡晶界偏聚動力學和晶間脆性斷裂（含拉伸力學性能測試不確定性機理）》這個標題，精準地概括瞭當前材料科學研究中的兩個核心難題。首先，晶界偏聚作為影響材料性能的關鍵因素，而“非平衡”與“動力學”的引入，則突破瞭傳統靜態平衡模型的局限，使得研究更貼近材料在真實服役環境下的狀態。我非常期待書中能夠深入解析驅動這種動態偏聚過程的微觀物理機製，例如，不同元素在晶界處的擴散行為、位錯與晶界的相互作用，以及這些因素如何隨時間和環境參數（如溫度、應力場）的變化而演變。其次，晶間脆性斷裂是導緻結構失效的常見且災難性的斷裂模式。書中對這一斷裂模式的闡述，我希望能夠涵蓋從宏觀力學錶現到微觀斷口形貌的完整鏈條，並重點探討非平衡晶界偏聚在誘發和加速晶間脆性斷裂中的具體作用機理。最後，副標題中關於“拉伸力學性能測試不確定性機理”的論述，更是切中瞭工程應用中的痛點。在材料性能評估中，測試結果的不確定性是無法迴避的。本書能否揭示造成這種不確定性的根源，例如，測試過程中不可控的微觀結構變化，或是數據采集與處理的固有誤差，並提供有效的量化和控製方法，對於提高材料性能評估的可靠性和準確性具有重要意義。