大塑性变形及材料微结构表征 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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史庆南，陈亮维，王效琪 著

图书标签:

• 大塑性变形
• 材料微观结构
• 金属材料
• 塑性力学
• 材料科学
• 微结构表征
• SEM
• TEM
• EBSD
• 晶体塑性

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030494771

版次：31

商品编码：12340692

包装：平装

丛书名： 研究生教育"十二五"规划教材

开本：16开

出版时间：2018-04-01

页数：304

正文语种：中文

内容简介

本书是关于大塑性变形制备超细晶增强增韧机制及材料微结构表征的教材。全书共9章。第1章论述大塑性变形的原理和工艺、制备超细晶增强增韧的机制；第2～5章介绍X射线衍射分析的理论基础，在晶粒大小、残余应力和晶格畸变、小角衍射和散射、指标化等方面的应用，以及粉末衍射晶体结构精修、X射线衍射宏观织构的表征和应用；第6章介绍EBSD微观织构的表征及应用；第7章介绍透射电子衍射斑点的表征及应用；第8章介绍扫描电镜微观形貌观察操作指导；第9章介绍国产的短波长X射线衍射应力分析仪、衍射仪和扫描电镜的发展。本书注重科学仪器实际操作技巧与检测经验的传承，是硕士研究生、材料科技工作者和从事材料检测工作者的入门书和工具书，与其他现代分析检测技术教材形成很好的互补。

《大塑性变形与材料微结构表征》：一本探索材料深层奥秘的指南 材料，是人类文明进步的基石。从史前时代的青铜器，到如今航空航天领域轻质高强的合金，材料的不断革新驱动着科技的飞跃。而材料的性能，与其内部的微观结构息息相关。当材料在强大的外力作用下发生显著的形变，即大塑性变形，其内部的晶粒、位错、相变等微观结构会发生复杂而深刻的变化，这些变化又反过来决定了材料最终的宏观力学性能。 《大塑性变形与材料微结构表征》一书，正是聚焦于这一至关重要的研究领域，旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解大塑性变形过程中材料微观结构的演变规律，以及如何通过先进的表征技术来揭示这些规律。本书并非一本关于材料加工工艺的简单手册，也不是一本仅限于理论推导的抽象著作，而是一本融合了理论、实验与应用，旨在启发读者深入思考材料行为本质的学术专著。 核心内容概述： 本书的主体内容围绕“大塑性变形”这一现象展开，并将其与“材料微结构表征”紧密结合，构成一个完整的科学体系。 第一部分：大塑性变形的机理与理论基础 在这一部分，本书将首先构建起读者对大塑性变形现象的基本认知。这不仅仅是关于材料“变硬”或“变软”的简单描述，而是深入探讨其背后的物理机制。 塑性变形的基本概念回顾： 尽管书名强调“大塑性变形”，但为了确保读者理解的连贯性，本书会从基础的塑性变形概念出发，包括屈服、应变硬化、加工硬化等，并与弹性变形进行区分。 位错理论与运动： 位错是塑性变形的根本载体。本书将详细阐述位错的种类（刃位错、螺位错、混合位错）、结构、能量以及在晶体中的运动方式。大塑性变形往往伴随着海量位错的产生、攀移、交割、缠结等复杂过程，这些过程的微观细节将得到深入剖析。 晶界滑移与晶粒细化： 对于多晶材料，塑性变形不仅发生在晶粒内部，晶界滑移也起着重要作用。本书将探讨晶界滑移的机制，以及在大塑性变形过程中，晶粒细化是如何发生的，以及它对材料性能的影响。这其中会涉及到动态回复、动态再结晶等重要的动态过程。 形变强化机制： 大塑性变形通常会导致材料强度的显著提高，即形变强化。本书将详细介绍主要的形变强化机制，如位错塞积、固溶强化、沉淀强化、细晶强化等，并探讨大塑性变形条件下，这些机制如何相互作用，协同作用，最终影响材料的力学性能。 高温塑性变形： 许多材料的加工过程（如锻造、轧制）都涉及高温塑性变形。本书将专门探讨高温塑性变形的特点，包括蠕变、超塑性等现象，以及高温下扩散、动态回复和动态再结晶等过程的主导作用。 本构关系与本构模型： 为了定量描述材料在大塑性变形下的行为，建立准确的本构关系至关重要。本书将介绍描述材料本构行为的常用模型，如米塞斯屈服准则、德克尔-卡恩模型等，并探讨如何根据实验数据拟合和修正这些模型。 第二部分：先进材料微结构表征技术 理解了大塑性变形的机理，下一步便是如何“看见”和“量化”这些微观结构的变化。本书将重点介绍一系列先进的材料微结构表征技术，它们是揭示大塑性变形背后秘密的“眼睛”。 金相显微镜与扫描电子显微镜（SEM）： 作为最基础但也最重要的一种表征手段，金相显微镜可以观察晶粒尺寸、形状、分布以及相界等宏观微观结构特征。SEM则能提供更高的分辨率和三维形貌信息，还可以结合能谱分析（EDS/EDX）进行元素成分分析，揭示变形过程中元素的偏聚或扩散。 透射电子显微镜（TEM）： TEM是研究材料微结构的金标准之一，尤其适用于观察位错、析出相、孪晶界等精细结构。本书将详细介绍TEM的工作原理，以及如何利用其进行位错密度测量、位错结构分析、晶体取向分析（通过电子衍射花样）等。 X射线衍射（XRD）： XRD是分析晶体结构、晶格参数、织构、残余应力以及相成分的强大工具。本书将阐述XRD如何通过测量衍射峰的位置、强度和宽度来推断材料的微观结构信息，特别是在大塑性变形过程中，晶体织构的演变是分析塑性变形机制的重要依据。 原子探针断层扫描（APT）： APT是一种能够实现三维原子尺度成像和成分分析的技术。本书将介绍APT在揭示纳米尺度析出相、原子团簇、界面偏聚等精细结构方面的独特优势，尤其对于理解大塑性变形引起的纳米化和强化机制具有重要意义。 电子背散射衍射（EBSD）： EBSD能够快速、高空间分辨率地获取晶粒尺寸、晶粒取向、晶界类型和晶粒生长动力学等信息。它在大范围微观结构分析方面比TEM更具优势，是研究变形织构、再结晶组织和晶粒细化过程的有力工具。 其他表征技术： 除了上述核心技术，本书可能还会涉及如原子力显微镜（AFM）、同步辐射X射线技术、拉曼光谱等，以补充不同尺度、不同方面的微观结构信息。 第三部分：大塑性变形与微结构演变的相互作用 本书的精髓在于将大塑性变形的机理与微结构表征技术有机地结合起来，分析变形过程中微结构的动态演变，以及这种演变对材料性能的影响。 变形诱导的微结构变化： 读者将学习如何通过上述表征技术，观察并量化大塑性变形对晶粒尺寸、位错密度、织构、相分布等微观结构参数的影响。例如，冷加工导致晶粒细化和位错缠结，热加工可能引发再结晶和晶粒长大。 微结构变化对材料性能的影响： 本书将详细讨论微结构变化如何影响材料的宏观力学性能，包括强度、塑性、韧性、疲劳寿命等。例如，细晶强化、位错强化、应变诱导相变等。 特定材料体系的案例研究： 为了便于读者理解，本书将选取一些典型材料体系（如金属合金、陶瓷、高分子等），通过具体的案例研究，展示如何运用所学的理论和表征技术，分析这些材料在大塑性变形过程中的微结构演变规律及其性能变化。 先进加工工艺与微结构调控： 许多先进的材料加工工艺，如锻造、挤压、轧制、旋锻、高压扭转（HPT）等，都属于大塑性变形范畴。本书将探讨这些加工工艺如何通过控制变形参数（如应变速率、温度、变形量），精确调控材料的微观结构，从而实现优异的性能。 计算模拟与实验相结合： 现代材料科学研究离不开计算模拟。本书也会提及如何利用分子动力学（MD）、晶体塑性有限元法（CPFEM）等计算方法，模拟大塑性变形过程中的微观结构演变，并与实验结果进行对比验证，从而深化对材料行为的理解。 本书的价值与读者群体： 《大塑性变形与材料微结构表征》并非一本浅显易懂的入门读物，它更适合于对材料科学、力学、冶金学、材料加工等领域有一定基础的读者。 高校学生： 本科高年级学生、硕士和博士研究生，可以将其作为深入学习材料塑性变形理论和先进表征技术的教材或参考书。 科研人员： 从事材料研发、工艺开发、性能评价的科研人员，本书将提供丰富的理论知识和实验指导，帮助他们解决实际问题，设计新的材料和工艺。 工程师： 在材料加工、生产、设计等领域的工程师，本书能帮助他们更深刻地理解材料在加工过程中发生的内在变化，优化工艺参数，提高产品质量。 总结： 《大塑性变形与材料微结构表征》是一部旨在深化读者对材料变形行为理解的力作。它不仅系统地梳理了大塑性变形的理论基础与复杂机理，更重要的是，它将尖端的材料微结构表征技术与变形过程紧密结合，赋予读者“透视”材料内部变化的能力。通过本书，读者将能够理解为何材料会如此变形，变形后其内部发生了怎样的深刻改变，以及如何利用这些知识去设计和制造性能更优异的材料，从而推动各个相关领域的创新与发展。它是一扇通往材料微观世界的大门，也是一把解锁材料性能秘密的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的吸引力在于它将理论与实践的结合做得非常出色。作者在讲解大塑性变形的力学模型时，并没有停留在抽象的公式推导上，而是紧密结合了实际的材料行为。他详细描述了不同材料在不同温度、应变率下的变形特性，以及这些特性如何影响最终的产品质量。我印象深刻的是书中关于应变硬化和动态回复的章节，作者用大量篇幅解释了这些现象背后的微观机制，并通过大量的实验数据来支撑其观点。尤其是对位错在塑性变形中的作用的阐述，图文并茂，让我对材料的内在结构有了更直观的理解。这本书的另一大亮点在于它对于微结构表征技术的介绍。作者并没有简单罗列各种表征手段，而是深入分析了每种技术在研究大塑性变形过程中的适用性、优缺点以及如何解读其结果。例如，SEM、TEM、XRD等技术的应用场景，以及如何通过这些技术来观察和分析位错、晶界、相变等微观结构的变化。这些内容对于想要深入了解材料性能与微观结构之间联系的研究者来说，无疑是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

我最近入手了一本新书，名字叫《大塑性变形及材料微结构表征》，虽然书名听起来有点硬核，但读了之后，我发现它确实是一本值得细细品味的著作。这本书的编排非常有条理，从最基础的塑性变形理论讲起，逐步深入到更复杂的微观机制。作者对于材料在不同应力状态下的行为有着极其深刻的理解，并且能够用清晰易懂的语言将其阐释出来。我尤其喜欢书中关于晶体滑移和孪晶概念的论述，那些详尽的图示和生动的比喻，让我这个对材料学并非专业出身的读者也能茅塞顿开。此外，书中还穿插了不少经典的实验案例，这些案例不仅佐证了理论的正确性，更展现了材料科学家们是如何通过严谨的实验去探索未知的。阅读过程中，我常常会停下来，思考作者提出的观点，并将其与我日常接触到的材料现象联系起来。例如，书中关于金属加工成形时变形区域的分析，就让我对生活中常见的金属制品有了全新的认识。总的来说，这本书的知识密度非常高，但却不至于让人望而却步，反而能激发人持续探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我从这本书中获得的不仅仅是知识，更是一种思考方式。作者在处理大塑性变形的问题时，始终贯穿着“微观决定宏观”的理念。他不会孤立地看待力学变形，而是将其置于材料微观结构演化的宏大背景下进行考察。书中对于应变时效、回复以及动态再结晶等现象的分析，都建立在对原子、位错、晶界等微观要素行为的深刻理解之上。我尤其喜欢作者在分析材料加工过程中的显微组织变化时，所展现出的那种细致入微的观察能力。他能够通过对显微照片的解读，推断出材料内部发生的各种复杂过程。这让我意识到，真正掌握一项技术，不仅仅是学习理论公式，更重要的是能够用显微镜下的世界去验证和解释这些公式。此外，书中的微结构表征章节，对于各种先进技术的介绍也相当到位。例如，作者对于原子探针层析成像（APT）技术的应用场景，以及如何通过APT来分析材料中的原子分布和聚集，就让我看到了更前沿的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在处理材料的复杂变形行为时，展现出了一种别样的视角。它并没有将大塑性变形看作是一个简单的物理过程，而是将其视为材料内部多种微观机制相互作用的结果。作者对于应变诱导的相变、位错动力学以及晶粒细化等过程的深入剖析，让我对材料的内在“生命力”有了更深刻的认识。我被书中对于热机械加工过程中微结构演化的详细描述所吸引，尤其是作者如何运用各种先进的表征手段来捕捉和分析这些瞬息万变的微观结构。例如，在讲解动态回复和动态再结晶时，作者通过大量的显微照片和解释，生动地展示了晶粒是如何发生变化，以及这些变化如何影响材料的力学性能。这本书的另一大价值在于它对于各种高分辨率显微技术的介绍，比如球差校正透射电子显微镜（Cs-corrected TEM）和高角度环形暗场成像（HAADF-STEM），这些技术在揭示纳米尺度上的微结构特征方面发挥着至关重要的作用，而这些纳米尺度的特征往往是决定材料宏观性能的关键。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料的“记忆”和“韧性”等概念很感兴趣，这本书恰好给了我一个深入探索的窗口。它不仅仅是讲解变形的力学原理，更触及了材料在变形过程中发生的内在变化，以及这些变化如何影响其后续的行为。书中对于相变诱导塑性（TRIP）和马氏体诱导塑性（MIR）等现象的详细阐述，就让我大开眼界。作者通过精巧的实验设计和细致的分析，揭示了材料内部的相结构在应力作用下如何发生转化，从而显著提高材料的韧性和延展性。这种对材料“智慧”的揭示，让我觉得非常神奇。同时，书中的微结构表征部分，也提供了非常实用的指导。我之前一直以为SEM和TEM只是简单的放大镜，读了这本书才知道，它们在分析材料的晶粒尺寸、晶界特征、第二相粒子分布等方面有着多么强大的能力，而这些微观特征又是决定材料宏观性能的关键。作者还讲解了如何运用EBSD等技术来研究变形区域的织构演化，这对于理解材料的各向异性非常有帮助。