Flow and Fracture at Elevated Temperatures pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Asm Intl

作者:Raj, Rishi (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:HRD

isbn号码:9780871702012

丛书系列:

图书标签:

• 高温
• 流变学
• 断裂力学
• 材料力学
• 金属材料
• 蠕变
• 塑性
• 损伤力学
• 结构完整性
• 高温材料

好的，这是一本关于冶金学、材料科学与工程领域的图书简介，专注于高温材料的力学行为、显微组织演变以及损伤机制。 --- 图书名称：《高温工程材料：结构、性能与寿命预测》 图书简介 本书深入探讨了现代工业领域中至关重要的一个分支——高温工程材料的科学与应用。随着航空航天、能源（如燃气轮机和核电）以及石油化工等行业对工作温度和效率要求的不断提高，开发和理解能够在极端热力学条件下保持优异性能的材料变得前所未有的重要。本书旨在为冶金学家、材料工程师、结构设计师以及从事高温应用研究的科研人员提供一个全面、深入且具有实践指导意义的参考框架。 核心内容概述 本书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到先进实验表征，再到寿命预测模型的完整链条，具体划分为以下几个核心部分： 第一部分：高温材料基础与热力学背景 本部分首先回顾了高温环境下的基本物理化学原理，重点阐述了材料在高温下所面临的独特挑战，包括氧化、腐蚀、蠕变驱动的热力学不稳定性。材料选择方面，本书详细介绍了镍基高温合金、铌基和钼基难熔合金、先进陶瓷（如SiC和氧化物陶瓷）以及高温金属间化合物（如TiAl）的微观结构、相稳定性和晶体学特征。深入分析了不同晶体结构对高温力学性能的内在影响，例如堆垛层错能、晶界结构对位错运动的影响。 第二部分：高温下的本构关系与塑性形变机制 本部分是本书的基石之一，集中阐述了高温下材料的宏观力学响应及其微观机制。 蠕变（Creep）理论的深化：详尽分析了不同温度和应力水平下的蠕变机制，包括扩散蠕变（Nabarro-Herring和Coble蠕变）、位错蠕变（攀移与滑移控制）。书中提供了精确的幂律和指数率蠕变方程，并讨论了非稳态蠕变阶段的演变规律。特别关注了晶内和晶界扩散对蠕变速率的协同作用。 应变率敏感性与超塑性：探讨了材料在极低应变率下的流变行为，分析了晶界滑移（GBS）在实现超塑性（Superplasticity）中的关键作用，包括晶界润滑剂和晶界迁移的贡献。 热机械疲劳（TMF）：区分了高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）在高温下的行为差异，并重点分析了热应力循环如何诱发或加速疲劳损伤，特别是疲劳裂纹的萌生、扩展以及与蠕变的交互作用（Creep-Fatigue Interaction）。 第三部分：高温下的微观结构演变与稳定性 高温材料的性能高度依赖于其长期工作状态下的微观结构稳定性。本部分详细考察了热处理和服役过程中发生的相变和微结构变化。 析出相的动力学：针对镍基合金中的$gamma'$相（$ ext{Ni}_3( ext{Al}, ext{Ti})$）的成核、长大与粗化（Coarsening）动力学进行了建模和讨论。分析了$gamma'$相形态对位错运动的阻碍作用，以及在长时间高温暴露下因元素偏析导致的性能退化。 晶界稳定性与脆化：深入研究了晶界在高温下的扩散行为、晶界能以及有害元素（如硫、磷）在晶界上的富集效应。讨论了高角度晶界与低角度晶界的差异，以及晶界滑动（Grain Boundary Sliding）如何加速晶界断裂。 辐照损伤（针对核能应用）：简要介绍了在高温与高通量辐射耦合作用下，材料内部空洞（Void）的形成、生长机制及其对力学性能的影响。 第四部分：损伤评估与寿命预测模型 理解损伤的累积过程是确保高温结构安全运行的关键。本部分侧重于先进的损伤力学方法和寿命预测工具。 损伤演化模型：引入了连续介质损伤力学（CCDM）框架，用于描述材料内部微裂纹萌生和扩展导致的刚度退化。讨论了基于能量释放率和应力强度因子的断裂力学方法在高温裂纹扩展中的应用。 时间-温度等效原理与加速试验：详细讲解了基于阿伦尼乌斯（Arrhenius）关系的时间-温度等效原理（TTPA），以及如何通过提高试验温度来加速材料的蠕变和松弛过程，从而预测长期服役性能。 基于物理的寿命预测：阐述了如何将微观机制（如位错密度演化或析出相粗化速率）集成到宏观寿命预测模型中，实现从微观到宏观的跨尺度分析。本书提供了一套系统的流程图，指导工程师如何选择和校准合适的寿命预测软件模块。 第五部分：表面工程与防护技术 为了应对极端环境下的腐蚀和氧化，有效的表面防护至关重要。 热障涂层（TBCs）：分析了陶瓷涂层（如YSZ）的制备方法、热膨胀失配导致的内应力、以及在循环热负荷下的失效模式（如剥落、相变）。 扩散形成涂层：探讨了铝化物和硅化物涂层的形成机理及其在高温氧化防护中的作用，重点分析了涂层与基体之间的冶金结合质量和元素扩散速率。 本书的特色 本书不仅包含了丰富的理论推导和实验数据，还结合了大量真实的工程案例分析，特别是针对燃气轮机叶片和核反应堆部件的服役经验。它强调了材料设计与服役环境的紧密耦合关系，旨在培养读者从原子尺度理解材料行为，并能运用先进工具解决复杂工程问题的能力。通过对近年来前沿研究的系统梳理，本书为高温材料领域的研究者提供了一个深入、综合的知识平台。

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坦率地说，这本书的语言风格是极其专业和严谨的，这对于追求精确性的科研工作者来说是优点，但对于希望快速入门的初学者来说，可能构成一定的挑战。全书充满了精确的术语和复杂的数学表达，作者几乎不使用任何冗余的形容词或口语化的表达，这确保了信息的无损传递，但也意味着读者必须保持高度的专注力，稍有懈怠便可能遗漏关键的逻辑跳跃。尽管如此，这种对精准的执着，恰恰体现了作者对所研究领域的敬畏。我发现，最适合阅读这本书的方式是将其作为参考和深造的典籍，而非轻松的睡前读物。每读完一章，我都感到脑力被充分调动，仿佛进行了一场高强度的智力马拉松。这本书的价值不在于轻松阅读，而在于它所蕴含的知识密度和思维强度，它迫使你的思维模式进行升级，适应更高维度的复杂性，这正是顶尖学术著作应有的风范。

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这本书的叙事逻辑和知识体系的构建，展现出作者深厚的学术功底和卓越的教学能力。它并非简单地罗列一堆实验数据或理论公式，而是像一位经验丰富的大师，循序渐进地引导我们穿梭于复杂的材料科学前沿。开篇的引言部分，作者没有急于抛出高深的理论，而是巧妙地设置了一系列引人入胜的工程案例，这些案例生动地展示了高温环境下材料失效的严重后果，瞬间激发了我深入探究其背后机理的强烈愿望。随后，理论框架的搭建严谨而富有层次感，每一个新的概念都建立在前一个概念的坚实基础上，推导过程详尽且不乏启发性的注解，即便是初涉此领域的读者也能跟上节奏。我特别欣赏作者对于“为什么”的深度挖掘，而非仅仅停留在“是什么”的描述上，这种探究精神贯穿全书，使得阅读过程充满了发现的乐趣和思维的碰撞。它真正做到了将深奥的物理化学原理，转化为可理解、可应用的工程智慧。

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这本书的装帧和设计简直是视觉的享受。封面采用了深邃的藏青色作为底色，上面用烫金字体勾勒出书名，那种沉稳中透露出力量感的设计语言，一下子就抓住了我的眼球。翻开内页，纸张的质地非常考究，厚实而细腻，即便是长时间阅读也不会让眼睛感到疲劳。更值得一提的是，排版布局的艺术性。文字和图表的间距拿捏得恰到好处，不会显得拥挤或空洞。作者在某些关键的概念处采用了特殊的字体加粗或斜体处理，引导读者的视线自然地聚焦在核心信息上。整体而言，这本书的物理呈现，体现了一种对知识的尊重和对读者的体贴，让人从捧起它的那一刻起，就感受到一种仪式感，仿佛即将踏入一个精心构建的学术殿堂。这种精心的设计，极大地提升了阅读的愉悦度和沉浸感，绝非那种批量生产、敷衍了事的教材可以比拟。每一个细节，从页眉的编号到章节的划分，都透露着出版方对学术精品的不懈追求，让人爱不释手，愿意反复翻阅。

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我花费了大量时间研读了其中关于微观结构演变的章节，其深度和广度远超我此前的预期。作者对晶界迁移、空洞成核与长大等关键现象的描述，细腻到近乎偏执。书中引入了最新的计算模拟结果，这些高分辨率的图像和动态模拟分析，为理解宏观力学行为提供了无可辩驳的微观证据链条。例如，在讨论蠕变过程中，作者不仅给出了经典的幂律关系，还深入剖析了在不同应力水平下，影响扩散速率和位错运动机制的细微环境因素。更令人称道的是，作者并未固守传统理论的藩篱，而是坦诚地指出了现有模型的局限性，并前瞻性地提出了未来可能的研究方向，这体现了一种开放且批判性的学术态度。阅读这些章节时，我时常需要停下来，对照自己过去学习的知识点进行反思和修正，这种颠覆性的认知过程，是检验一本学术专著是否卓越的重要标准，而这本书无疑达到了这一水准。

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这本书的实战价值和工程指导意义是它最吸引我的地方之一。它不仅仅是理论的堆砌，更像是一本高级工程师的工具手册。在涉及到特定合金体系的热机械疲劳分析时，书中提供的详尽的材料参数数据库和经验拟合公式，可以直接应用于实际项目的设计校核中。我特别关注了其中关于增材制造（3D打印）过程中的热梯度效应分析部分，这部分内容紧跟当前工业界的热点。作者详尽地分析了快速凝固过程中形成的非平衡态微结构，以及这些结构如何影响最终部件的服役性能，并且给出了一系列针对性的工艺优化建议。这种从基础理论到应用实践的无缝衔接，极大地提升了这本书的实用价值，它不是孤芳自赏的象牙塔理论，而是能真正在高温高压的工业环境中解决实际问题的利器，对于在制造和能源领域工作的专业人士来说，是不可多得的宝藏。

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