Physical Metallurgy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Marcel Dekker Inc

作者:Hosford, William F.

出品人:

页数:520

译者:

出版时间:2005-3

价格:$ 120.85

装帧:HRD

isbn号码:9780824724214

丛书系列:

图书标签:

金属物理学
材料科学
冶金学
金属材料
材料工程
微观结构
相图
热处理
金属加工
材料力学

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具体描述

For students ready to advance in their study of metals, "Physical Metallurgy" combines theoretical concepts, real alloy systems, processing procedures, and examples of real-world applications. The author uses his experience in teaching physical metallurgy at the University of Michigan to convey this topic with greater depth and detail than most introductory materials courses offer. The book follows its introduction of metals with topics that are common to all metals, including solidification, diffusion, surfaces, solid solutions, intermediate phases, dislocations, annealing, and phase transformations. Other chapters focus on specific nonferrous alloy systems and their significant metallurgical properties and applications, the treatment of steels includes separate chapters on iron-carbon alloys, hardening, tempering and surface treatment, special steels and low carbon sheet steel, followed by a separate chapter on cast irons.Concluding chapters treat powder metallurgy, corrosion, welding and magnetic alloys. There are appendices on microstructural analysis, stereographic projection, and the Miller-Bravais system for hexagonal crystals. These chapters cover ternary phase diagrams, diffusion in multiphase systems, the thermodynamic basis for phase diagrams, stacking faults and hydrogen embrittlement. "Physical Metallurgy" uses engaging historical and contemporary examples that relate to the applications of concepts in each chapter. With ample references and sample problems throughout, this text is a superb tool for any advanced materials science course.

现代材料科学基础：结构、性能与应用一本深入探讨材料微观结构与宏观性能之间复杂关系的权威著作 --- 图书简介本书旨在为材料科学、工程学、物理学以及化学等相关领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面、深入且易于理解的视角，用以掌握现代材料科学的核心原理。它不是对传统金属学（如物理冶金学）的简单复述，而是将视角拓展至更广阔的材料范畴——包括陶瓷、聚合物、复合材料以及先进功能材料，重点阐述了这些材料从原子尺度到宏观尺度上的结构-性能-加工之间的内在联系。本书的结构设计严谨，逻辑清晰，旨在构建一个坚实的理论基础，使读者能够不仅仅记忆知识点，而是能够真正理解材料行为背后的基本物理化学机制。全书分为五个主要部分，层层递进，相互关联。第一部分：材料的微观基础与晶体结构本部分奠定了理解所有固体材料行为的基石。我们从原子尺度出发，详细考察了化学键的类型及其对材料宏观特性的决定性影响，包括离子键、共价键、金属键以及范德华力。重点章节深入探讨了晶体结构。内容涵盖了晶格、晶胞、布拉维点阵的概念，并对最常见的晶体结构——如面心立方 (FCC)、体心立方 (BCC) 和六方最密堆积 (HCP)——进行了详尽的几何分析和密堆积效率的计算。此外，本书对晶体缺陷理论进行了细致的讲解，这是理解材料塑性、导电性和强度提升的关键。我们详细分析了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）的热力学和动力学行为，随后深入研究了线缺陷（位错）的类型、 Burgers 矢量、应力场，以及它们在晶体形变中的运动机制。面缺陷（晶界、孪晶界、堆垛层错）对材料性能的调控作用，尤其是对晶粒尺寸效应和晶间反应的影响，也得到了充分的论述。第二部分：材料的热力学与相变动力学本部分聚焦于材料在不同温度和压力下的稳定性和转变过程。材料热力学部分，本书采用统计热力学和相图分析相结合的方法。详细阐述了吉布斯自由能、焓、熵在相平衡中的作用，并对二元和三元系统的相图绘制、解读和应用进行了详尽的案例分析，特别关注了固溶体的形成条件和相分离的驱动力。相变动力学是理解材料加工和使用性能的关键。本书深入探讨了成核理论，包括经典成核理论（CNT）及其在凝固和沉淀过程中的应用。随后，重点讨论了扩散现象。我们不仅回顾了 Fick 定律，还探讨了在不同晶格缺陷（如晶界、位错核心）辅助下的非经典扩散路径，以及 Kirkendall 效应在扩散偶联体系中的体现。最后，相变速率与温度的关系，通过 Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) 模型的应用，系统地指导读者如何预测和控制材料的微观结构演化。第三部分：结构对材料机械性能的调控本部分将理论知识与实际的力学性能测试和模型相结合，是工程应用的核心。我们首先从弹性形变开始，阐述了杨氏模量、剪切模量和泊松比的晶体学意义。随后，重点转移到塑性形变——位错滑移和攀移的机制。本书详细分析了加工硬化、应变率敏感性以及蠕变现象。机械性能的提升，特别是强度和韧性的改善，依赖于对微观结构的有效控制。本章系统回顾了增强机制：固溶强化、第二相粒子钉扎（Petch 效应的延伸）、晶界强化（Hall-Petch 关系）以及位错缠结的机制。此外，对断裂力学的基础原理进行了深入探讨，包括应力集中、Griffith 裂纹理论、线弹性断裂力学（KIC）和弹塑性断裂力学（J 积分），使读者能够评估材料在服役条件下的失效风险。疲劳和脆性断裂的微观机制分析，也是本部分的重要组成部分。第四部分：电学、热学与功能材料的特性随着材料科学的进步，对材料的电磁和热学特性的控制变得同等重要。本部分首先从电子结构理论出发，解释了能带理论如何区分导体、半导体和绝缘体。详细分析了本征和掺杂半导体的载流子迁移率和导电机制，这是现代电子器件的基础。在功能材料方面，本书扩展至非金属体系。对压电、铁电材料的畴结构和电场响应进行了深入的物理描述。热学性能方面，重点讨论了晶格振动（声子）在热传导中的作用，并对比了金属、陶瓷和聚合物的热导率差异。此外，对磁性材料的微观起源（铁磁性、反铁磁性）和宏观磁滞回线特性进行了详尽的介绍。第五部分：加工工艺与结构演化材料的最终性能在很大程度上取决于其加工历史。本部分将理论与工业实践紧密结合。我们探讨了凝固过程，包括铸造中的枝晶生长、偏析现象的形成与控制。固态加工方面，详细分析了轧制、锻造、挤压等塑性变形过程如何诱发织构的形成和动态再结晶。热处理技术作为结构控制的终极手段，占据了重要篇幅。退火、正火、淬火和回火的微观过程，以及其对最终晶粒尺寸、相分布和残余应力的影响被系统阐述。对于先进材料，还涉及了粉末冶金技术和薄膜沉积工艺对材料界面结构和性能的影响。 --- 本书特点 1. 跨学科视角：不局限于传统金属体系，系统地整合了陶瓷、聚合物和复合材料中的共同原理。 2. 理论深度与工程应用并重：每一章节都配备了大量的例题和实际工程案例，帮助读者将抽象的物理概念转化为可量化的设计参数。 3. 强调“为什么”：避免死记硬背，着重解释结构缺陷、相变或热处理“为什么”会以特定的方式影响材料的力学、电学或热学性能。本书是材料科学与工程专业学生不可或缺的教材，也是从事材料研发和生产的工程师在寻求深入理解和解决复杂材料问题的理想参考书。