铌·高温应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业出版社

作者:金永元

出品人:

页数:343

译者:

出版时间:2005-6

价格:49.00元

装帧:精裝本

isbn号码:9787502437497

丛书系列:

图书标签:

• 铌
• 高温材料
• 金属材料
• 材料科学
• 工程材料
• 铌合金
• 高温合金
• 物理学
• 化学
• 冶金学

好的，这是一本关于冶金技术、材料科学和工业应用的书籍简介： --- 《先进高温合金的制备、性能与工程应用》 书籍简介 本书系统阐述了现代工业对极端环境耐受材料——先进高温合金的制备工艺、微观结构演变、力学性能表征以及在航空航天、能源、化工等关键领域的工程应用。本书旨在为从事高温合金研发、生产、检测及应用的工程师、科研人员和高级院校师生提供一本全面、深入的参考著作。 第一部分：高温合金的材料基础与发展脉络 本书首先回顾了高温合金的发展历程，从早期的镍基合金到当前的主流第二代、第三代合金，重点解析了合金成分设计、相变平衡以及其在不同温度区间（蠕变、疲劳和氧化腐蚀）表现的内在机理。 1.1 高温合金的分类与特点 详细区分了镍基、钴基、铁基及端部合金（如金属间化合物基合金）的材料特性。深入探讨了镍基高温合金中 $gamma$ 相和 $gamma’$ 相的结构、体积分数及其对合金强化作用的协同机制。对于钴基合金，着重分析了其在极高温度和强腐蚀环境下的优势，以及其微观结构（如析出相、晶界强化）的调控方法。 1.2 强化机制的深入解析 本书超越传统的固溶强化和沉淀强化，引入了先进的强化策略。详细阐述了定向凝固技术（如单晶和定向凝固技术）如何消除晶界，显著提高合金的蠕变断裂寿命。同时，对包体强化、晶界工程以及新型强化相的形成与稳定性进行了前瞻性探讨。 第二部分：制备工艺与组织控制 先进高温合金的性能高度依赖于其制备过程中的组织控制。本部分聚焦于熔炼、凝固和后续热处理工艺对最终材料性能的决定性影响。 2.1 熔炼与精炼技术 涵盖了真空感应熔炼（VIM）、真空自耗熔炼（VAR）以及电子束自耗熔炼（EBCHR）等关键技术。重点解析了如何通过熔炼过程控制气体杂质（氧、氮、氢）和低熔点元素，以减少铸造缺陷和有害相的析出。书中特别辟章节讨论了洁净度对疲劳性能的极端敏感性。 2.2 凝固过程的组织控制 深入分析了定向凝固和单晶生长过程中的热场设计与冷却速率控制。利用数值模拟方法，解释了液相线温度梯度 ($G$) 与凝固速率 ($R$) 比值对晶体取向、等轴晶与柱状晶转化的影响。对于单晶合金，详细介绍了晶界处残余应力（$Delta a/a$）的产生机理及其对高温性能的负面效应，并提出了消除或减小其影响的工艺优化方案。 2.3 热处理工艺与相变动力学 热处理是决定高温合金最终微观组织的关键步骤。本书详细剖析了固溶处理、时效处理的温度、时间参数如何精确调控 $gamma’$ 相的尺寸、形貌（圆形、立方体、针状）和体积分数。同时，讨论了在不同热处理过程中，微观结构（如 $alpha$-TiB、$sigma$ 相等）的析出动力学及其对材料脆性的影响。 第三部分：服役性能与失效分析 高温合金在实际服役中面临着热机械疲劳、蠕变、氧化和热腐蚀等多重载荷的耦合作用。本部分旨在提供一套系统化的性能评估和失效分析方法。 3.1 蠕变与高温断裂力学 蠕变是评估高温合金性能的核心指标。书中详细介绍了稳态蠕变速率方程、二次蠕变阶段的应变硬化与软化平衡。对于单晶合金，重点讨论了高应力下的非均匀变形、晶内滑移与晶界迁移对蠕变断裂模式的影响。引入了基于微观裂纹萌生与扩展的蠕变断裂模型。 3.2 热机械疲劳（TMF）行为 在高循环载荷和温度交变的环境下，TMF是限制服役寿命的主要因素。本书区分了依相（In-phase）和反相（Out-of-phase）TMF，并解释了热应力与机械应力叠加如何加速疲劳裂纹的萌生和扩展。分析了氧化腐蚀对疲劳裂纹扩展速率的加速作用。 3.3 高温腐蚀与防护涂层技术 深入探讨了热气流氧化、热盐腐蚀及熔盐腐蚀对合金表面的影响。重点分析了形成致密、稳定的氧化铝保护层（Alumina Scale）的机制，以及硫化物、钒酸盐等对合金的“热腐蚀”破坏机理。 本书详细介绍了用于保护先进高温合金的热障涂层（TBCs）和粘结/隔热涂层。对主流的氧化钇稳定氧化锆（YSZ）涂层、新型复杂功能梯度涂层（FGMs）的制备（如等离子喷涂、热物理沉积）及其失效模式（如应力剥落、化学侵蚀）进行了深入探讨。 第四部分：前沿技术与工程应用 本书最后展望了高温合金领域的前沿研究方向，并结合实际案例，展现了这些材料在尖端工程领域的核心价值。 4.1 新一代合金体系的探索 关注了高熵合金（HEAs）在高温应用中的潜力，特别是其在复杂多主元体系中的微观结构稳定性与蠕变行为。同时，也讨论了具有独特性能的金属间化合物基合金（如 $ ext{TiAl}$、$ ext{MoSi}_2$ 基合金）的工程化挑战与机遇。 4.2 增材制造（AM）中的高温合金 详细分析了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等增材制造技术在制备复杂结构高温合金部件中的应用。重点讨论了AM过程中快速凝固带来的非平衡组织、残余应力、孔隙率及微观裂纹等问题，以及如何通过后处理（如热等静压HIP、热处理）来优化其力学性能，使其媲美甚至超越传统铸造件的性能。 4.3 关键工程应用案例 本书通过多个工业案例，展示了先进高温合金在以下领域的不可替代性： 航空发动机：燃气轮机的高压涡轮叶片、导向叶片以及燃烧室部件的材料选型、服役寿命评估和寿命管理策略。 地面燃气轮机（GT）：对长寿命、低维护成本的叶片和导向器材料的需求与解决方案。 核能与空间动力：在超高温、高辐照环境下的材料行为和设计考量。 通过对这些复杂问题的系统分析，本书不仅深化了读者对高温合金材料科学的理解，更为实际工程问题的解决提供了坚实的理论基础和技术指导。

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这本书的语言风格非常独特，它没有那种传统学术著作的冷硬感，反而带有一种沉稳而坚定的叙事力量。作者似乎非常懂得如何与读者进行有效的“对话”。他擅长使用精妙的比喻来解释那些看似难以捉摸的物理化学现象，比如，他将某种晶界扩散过程比作城市交通网络中的拥堵现象，一下子就让人茅塞顿开，理解了其中的瓶颈所在。这种文学化的表达方式，极大地降低了专业知识的理解门槛，让非材料学背景的读者也能大致领略到其中的精髓。在讨论到某一类材料在极端热冲击下的表现时，作者的文字充满了对这种材料韧性的赞叹和对其潜在风险的敬畏，情感的代入感很强，使得阅读过程充满了代入感和情绪上的起伏。我常常读到深夜，不是因为任务在身，而是真的被书中的内容所吸引，想要知道下一步会揭示出什么样的奥秘。这本厚厚的书，读起来竟然有一种停不下来的流畅感，这绝对是编辑和作者共同努力的结果，对阅读体验的重视程度可见一斑。

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这本书的封面设计真是抓人眼球，那种深邃的蓝色背景搭配着醒目的标题字体，一眼就能看出这是一本内容扎实、面向专业领域的著作。我之前对这方面了解不多，但光是这份包装就让我对它产生了强烈的好奇心，迫不及待地想翻开看看里面到底蕴含着怎样的知识宝藏。打开书页后，首先映入眼帘的是严谨的排版和清晰的图表，这对于技术类书籍来说至关重要，能极大地提升阅读的效率和舒适度。作者在引言部分就展现了深厚的学术功底，他没有用过于晦涩的语言去堆砌概念，而是用一种近乎讲故事的方式，娓娓道来关于某种材料在极端环境下的应用潜力，这种开篇方式非常吸引人，让我瞬间被代入到那个充满挑战与机遇的科研世界中去。我特别欣赏作者在梳理技术发展脉络时所展现出的那种宏大视角，他不仅展示了当前的技术前沿，还追溯了历史的演变过程，这使得读者能够更全面地理解现有技术的价值和局限性。整本书的结构设计得非常巧妙，从基础理论到具体案例的过渡自然流畅，让人感觉知识的积累是循序渐进的，而非突兀的堆砌，这种阅读体验是极其难得的。

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我最近一直在寻找一本能够系统性梳理特定领域技术演进的书籍，市面上大多是碎片化的论文或过于基础的教材。而这本著作的出现，简直是雪中送炭。它提供了一个极其完整的知识框架，从基础的相图分析到复杂的表面处理工艺，逻辑链条衔接得天衣无缝。最让我印象深刻的是，作者在引用文献时非常注重时效性和代表性，他不仅仅是罗列前人的成果，更是在这些成果的基础上进行批判性的梳理和整合，清晰地标示出了当前研究的“空白地带”在哪里。对于希望进入这个研究领域的后来者来说，这部分内容简直是无价的“导航图”。书中对实验数据的呈现也极其严谨，每一个图表下面都有详尽的文字注释，解释了数据背后的物理意义，避免了读者产生“看图说话”的误解。整体来看，这本书的学术严谨性达到了顶尖水平，但阅读体验却保持了高度的亲和力，这是一种非常高明的平衡艺术，显示了作者不仅是位专家，更是一位优秀的教育者。

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说实话，我原本以为这是一本读起来会非常枯燥的专业书籍，充满了拗口的专业术语和复杂的公式，可能只适合圈内的专家阅读。然而，这本书完全超出了我的预期。作者在处理复杂问题时，展现出了一种令人惊叹的清晰度和洞察力。比如，在讲解某个关键的材料改性技术时，书中不仅详细描述了实验步骤和参数控制，还配有高质量的显微结构照片和性能对比曲线，使得抽象的理论瞬间具象化了。我感觉自己就像是站在实验室里，亲眼见证着材料性能的提升过程。更难得的是，作者并没有停留在纯粹的技术描述上，他在章节的末尾经常会穿插一些对未来发展趋势的思考和挑战的预警，这让这本书的视野更加开阔，不仅仅是一本“工具书”，更像是一本引领思考的指南。我尤其喜欢其中关于“失效分析”的部分，那几章内容写得极其细致入微，从微观层面的断裂机制到宏观层面的设计缺陷，分析得层层递进，对于工程实践人员来说，简直是宝贵的经验总结。这种将理论与实践完美融合的处理方式，体现了作者深厚的行业积累。

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从装帧设计到内容深度，这本书都透露出一种“匠人精神”。纸张的质感很好，拿在手里有分量感，这似乎也在暗示着内容的沉重和价值。我尤其关注其中关于“热疲劳寿命预测模型”的章节。市面上很多模型都过于简化，脱离了实际工况。然而，这本书深入探讨了多因素耦合作用下的复杂模型构建，甚至引入了一些非线性动力学分析的概念。作者没有回避这些高难度的内容，而是用非常清晰的数学推导和物理图像解释了这些模型的内在逻辑，这种直面困难、不回避复杂性的态度非常值得称赞。读完这部分，我感觉自己对如何评估和设计承受高温冲击的部件有了更深层次的理解，不再是停留在表面的经验判断。整本书的行文风格是内敛而有力的，不张扬，但字字珠玑，每一个段落都似乎经过了反复的斟酌和打磨，力求用最精确的词汇表达最精确的思想。对于任何致力于在该领域深耕的人来说，这本参考书的地位是不可替代的。

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