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材料设计的热力学解析 [精装]      ~ 郝士明 (作者)
; T/ T  A# t( v( D/ t# H, m& P
/ |' A: R6 a6 W" T        基本信息

• 出版社: 化学工业出版社; 第1版 (2011年3月1日)
• 精装: 464页
• 正文语种: 简体中文
• 开本: 16
• ISBN: 7122095258, 9787122095251
• 条形码: 9787122095251

% b, q6 ~" r8 W- ~/ Z' Z' z内容简介    《材料设计的热力学解析》是将“材料设计问题”与“材料热力学”联系起来处理的一种尝试，也是一次对经历过研究问题的回顾性思考。但它不是简单的汇总与整理，而是包含了新的分析与探究，对所涉及的问题也做了相应的扩展。所以产生了若干有重要意义的新认识和新结论。
前几章中探讨了材料设计的4个历史阶段；分析了磁性转变和有序-无序转变的自由能同时起作用时，对高性能永磁材料设计的影响；对塑性变形储能与亚晶取向之间的联系做了热力学沟通，探讨了两者间的转变。中间两章以多元溶解度间隙作为GP区析出的基本判据，重新思考了高强Al-Zn-Cu-Mg合金的成分设计；还提出了Fe-Mn基奥氏体存在着高温和低温两种稳定性，进而对奥氏体型低温钢的成分设计提出了新设想。中间几章主要涉及Ti合金的热力学分析，提出了Ti合金相稳定化参数的概念，对TiAl合金中添加微量第三元素时的两相平衡进行了分析，导出了相稳定化参数，为定量探讨合金化问题准备了条件；明确提出TiNiNb宽滞后形状记忆合金设计必须离开TiNi-Nb连线，而利用三元(TiNb)-TiNi两相区来拓展材料设计的新空间。最后一章研究了合金钢两种表面处理的热力学和动力学问题，通过平衡碳势的概念把CDC、TD处理与我国实用合金钢的表面硬化联系了起来。
' G5 X8 Z$ g# ~' y2 _2 F/ {    《材料设计的热力学解析》可供材料、冶金和机械等领域的科研工作者阅读，也可以作为材料类诸相关学科的研究生和高年级本科生的教学用书。
/ N! }# u% H1 m  T4 S
0 N% W/ [/ l6 m
0 R# _3 T! h; Q目录序言 叶恒强
, V* c5 x: \. }- d' y, R前言
* u& ?; R. T7 ]3 F# b1 绪论 1
% k" ?& o# @2 K1.1 合金设计与材料设计 1
( d3 ~7 t% S. k+ A5 G1.2 材料设计的进步 2
+ J& r% f- h/ Y" ]1 A参考文献 8
  A: L" K! L$ Z- O$ `6 M
2 永磁材料设计的热力学解析 10
8 j6 W4 g; _7 R5 {6 e" G2.1 永磁材料概说 10
" E" r8 `0 m+ {& k* I- e) P  I, h2.2 两相分离型金属永磁材料的组织设计 12
- y5 N7 t: W# f2.2.1 决定矫顽力的主要因素 12
2.2.2 合金设计的组织要素 16
: t8 i- r6 Z8 Q, P, J3 o4 ?2.2.3 合金设计与失稳分解 20
- E+ r4 L  `  h2.2.4 永磁材料失稳分解的起源 21
, r7 S/ b+ d- B4 I, t# K4 s# {/ l0 w2.3 两相分离型组织的热力学解析 27
2.3.1 多元系两相分离组织的热力学解析 27
2.3.2 磁性转变对两相分离组织的影响 31
2.3.3 有序-无序转变对两相分离组织的影响 42
2.3.4 实际Alnico合金中两相分离组织的热力学分析 54
参考文献 65

, B$ I4 X8 I( c4 l+ A3 Cu-Fe-Ni双相纳米材料设计的热力学解析 67
7 G, s7 Z3 h/ Q1 p3.1 一种双相纳米材料的设计 68
$ v/ i1 Q2 g0 b1 J. M3.2 Cu-Fe-Ni系合金相图的实验测定与热力学计算 71
3.2.1 Cu-Fe-Ni系相图的扩散偶法测定 71
; p( s0 ?2 C6 n. ~- `1 }# c/ p3.2.2 Cu-Fe-Ni系相图的热力学计算 78
3.2.3 等体积分数合金失稳分解的驱动力 81
, l: H& D( a$ h: O1 f/ |3.3 Cu-Fe-Ni失稳分解合金的双相细晶组织与性能 84
3.3.1 等体积分数合金的组织学研究 84
3.3.2 等体积分数合金的失稳分解组织及其粗化 87
3.3.3 合金失稳分解的硬化效应分析 88
3.3.4 塑性变形后合金失稳分解硬化效应分析 91
3.4 Cu-Fe-Ni合金失稳分解双相细晶组织的控制 93
3.4.1 失稳分解组织的形态与取向控制 93
1 O9 \' b6 f, o7 z3.4.2 塑性变形储能与位错密度 96
, A* f3 E# s& v3 U" [; |9 m3.5 Cu-Fe-Ni合金失稳分解组织的不连续粗化 98
2 z+ m2 i; w$ J4 D4 g9 _0 Z# R3.5.1 不连续粗化组织的形态特征 98
, @. \, n) }8 ?+ G; Z3.5.2 不连续粗化的动力学特征 100
3.5.3 不连续粗化的力学性能特征 102
4 s% w) ?' X" ~7 P+ j$ B3.5.4 不连续粗化的激活能 104
3.5.5 等轴细晶双相组织 105
0 N( a8 Q) n7 Q/ c' }  a3.6 具有失稳分解组织的Hall-Petch关系 107
3.6.1 Cu45Fe25Ni30单相合金的再结晶 107
9 z1 {0 _4 {: z* c: b3.6.2 细晶强化与失稳分解强化 108
参考文献 111

4 Al-Zn-Mg-Cu系合金设计的热力学问题 113
) q2 [# W0 i9 }: H$ e' @4.1 Al-M二元合金的固态Al端溶解度 114
4.1.1 纯元素在Al固溶体中的溶解度 114
4.1.2 化合物形成元素在Al固溶体中的溶解度 115
& `" N1 a2 o  Y/ C$ p# t" [. Z" @4.1.3 Al固溶体的溶解度分析 118
) h, l! F& a  G' }% h- R, d' Z4.2 Al-M二元合金中的溶解度间隙 119
4.2.1 Al-Cu系的GP区形成与溶解度间隙 120
9 z, Q4 `5 V* I/ s8 y4.2.2 Al-M系溶解度间隙的热力学 123
4.2.3 Al-Zn系fcc固溶体的溶解度间隙 125
; @  s  z  ]" X' v  w4.2.4 Al-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 127
9 _1 {8 r$ T+ c3 h5 }4.2.5 Al-Ag系fcc固溶体的溶解度间隙 129
4.3 Al-Zn-Mg-Cu多元合金系中的溶解度间隙 130
4.3.1 Al-Zn-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 130
4.3.2 Al-Cu-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 131
4.3.3 Al-Zn-Cu系fcc固溶体的溶解度间隙 132
4.4 Al-Zn-Cu系fcc固溶体溶解度间隙的实验研究 134
* s' ^8 M1 h  K, a. S6 |, a4.4.1 低Cu溶解度间隙实测的特殊扩散偶法 135
7 ~: A/ m7 j* [1 P4.4.2 Al-Zn-Cu系低Cu侧溶解度间隙的实测结果 137
, z  R* h3 e7 ?) U4.4.3 Al-Zn-Cu系fcc固溶体溶解度间隙的热力学计算 144
) }! }! r& r% `% y/ R4.4.4 Al-Zn-Mg-Cu系合金设计要点 148
4.5 Al-Zn-Cu系低温区相平衡的热力学研究 149
5 d( |* J% K7 k4.5.1 Al-Zn-Cu系中的T相 150
$ @2 D( i3 E0 ?3 `4.5.2 Al-Zn-Cu系200℃\低Cu侧相平衡 152
, k8 }  Y3 ^. m4.5.3 Al-Zn-Cu系室温低Cu侧相平衡 155
4.6 Al-Zn-Cu系合金相变的热力学与动力学问题 160
4.6.1 Al-Zn合金的不连续分解行为 160
4.6.2 Cu对Al-Zn合金失稳分解的影响 165
) y2 B8 K/ v  R" h, o: A$ C* A4.6.3 少量Cu对Al-Zn合金fcc固溶体扩散行为的影响 169
$ I. V8 z1 l* a7 z2 T9 F  F/ u+ g( P4.6.4 少量Cu对Al-Zn合金不连续分解的影响 173
% q/ [' l% A' B; e4.6.5 少量Cu致Al-Zn合金组织异常细化与亚稳相变 177
参考文献 183

5 Fe-Mn-Al低温合金的设计与热力学解析 185
8 s! r" g( E5 M$ j  K% f0 T5.1 低温合金概说 185
5.2 bcc结构低温钢的组织与成分分析 187
* {: j# X3 g6 J5.2.1 相结构与韧脆转变温度 187
$ o; C* @$ t+ r% B& U5.2.2 影响韧脆转变温度的因素 189
5.2.3 bcc结构低温钢的设计 194
$ C1 F; z1 O! d/ S5.3 fcc结构低温合金的组织与成分设计 196
5.3.1 fcc结构低温合金的韧性特征 196
) H  ~2 Q% U$ S/ m( Y% w- d5.3.2 Ni-Cr合金化 197
0 m) E) F* o3 v- y5 \5.3.3 单纯Mn合金化 197
! W( E/ g! q5 t5.3.4 Mn-Cr合金化 198
2 y1 l  Z! ]2 L+ y0 D3 j5 q1 `! Y5.3.5 Mn-Al合金化 201
; t" b7 ]3 Q' ?) h5 c5.4 奇异的奥氏体低温稳定性 202
/ r8 f; Q; y. E# e# z& `% K% }2 W5.5 Fe-Mn-Al系合金相图的研究 208
5.5.1 Fe-Mn-Al系合金相图的研究概况 208
4 E% f" r- p% k9 Y+ {) Z5.5.2 Fe-Mn-Al系合金相图的研究方法 211
5.5.3 Fe-Mn-Al系合金相图实验研究的主要结果 215
5.5.4 Fe-Mn-Al系合金相图研究的最新进展 228
5.6 Fe-Mn-Al系低温合金成分设计分析 231
  {* `, w5 I3 p" O, e参考文献 233
1 u, Q4 N& `# m1 i# |9 N$ }5 Z7 F
- ?; |1 M3 G' Z" N' W# T1 @6 钛基合金的热力学解析 235
6.1 基础系统相图 236
2 F! z4 V9 o  q4 l  a4 e% t6.1.1 Ti-Al系二元相图 236
' u) B8 z( ~. _. h& b5 _6.1.2 Ti-O、Ti-N系二元相图 241
6.1.3 其它元素相平衡的影响 243
6.1.4 Ti-Mo、Ti-V系二元相图 243
; g# |( c& c/ P6.1.5 Ti-Al-V系三元相图 244
: ]- w# T% ?( f5 W+ M# W# b6.1.6 Ti-Al-Mo系三元相图 249
6.2 纯钛的相变自由能 250
2 M) ?& [8 _- ]/ S6.3 钛合金的相稳定化参数 253
6.3.1 Ti基固溶体间的相平衡 253
/ C) L& v4 @2 W1 |4 t$ v6.3.2 Ti基二元合金的相稳定化参数 255
4 a( F2 a! h- w  |6.4 钛合金的T0线与T0面 258
6.4.1 二元系的T0线 258
) v- @0 {6 c1 N" q3 B5 I6.4.2 铝当量和钼当量 259
6.4.3 多元系中的T0面 262
; Y0 m9 \1 m. r6.5 钛合金的马氏体转变温度 263
6.5.1 钛基合金的组织与马氏体相变 263
2 s3 K: p* n; |, U" |6.5.2 马氏体转变开始温度 265
1 n  p" C5 k$ e0 @6.6 钛合金中微量元素作用的热力学解析 269
6.6.1 Ti-Al-It系中的T0面与a/r相稳定化参数 269
8 G  w7 p% v9 m& S) K$ R6.6.2 Ti-Al-H系的a/r相变温度 271
6.6.3 Ti合金中化合物相的基本特征 274
6.6.4 Ti合金中化合物相的溶解度 275
3 z, C8 [% v# ^3 K, J8 z) G* v6.7 Ti-X-Y三元系富钛角相平衡的预测 277
6.7.1 Ti-X-Y三元系富钛角预测的意义 277
. p. }9 v+ G* L+ e6.7.2 Ti-X-Y三元系富钛角预测的依据 279
6.7.3 Ti-X-Y三元系富钛角预测的可靠性 281
参考文献 282

7 Ti-Al系金属间化合物的相平衡热力学 285
7.1 几种Ti-Al金属间化合物及其合金化 285
7.2 Ti-Al二元系的热力学分析 287
; ?4 y+ c- Q' T+ D4 ]& ?7.2.1 Ti-Al二元相图的热力学分析 287
" I3 a& Y6 {* a! o" z0 a7.2.2 对于Ti-Al系相图的最新认识 292
5 `/ ^6 o/ Y  E3 c% W2 x9 ]' U7.2.3 Ti-Al系a/r相平衡的热力学 295
" ~7 [1 m( u" u0 V: S8 c7.3 Ti-Al-X三元系的热力学分析 297
7.3.1 Ti-Al-X三元系的a/r相平衡 297
# o( [+ ^/ C8 B2 {2 x* h6 C2 f& D7.3.2 第三组元X的相稳定化参数 298
$ v7 t: m' U6 z/ a5 a" L. l7.3.3 微量第三组元X对a/r相平衡的影响 299
+ G, R4 ?9 x9 j% R6 Q! C1 B7.4 Ti-Al-X三元系相平衡的实验测定 301
$ {, F( t# l4 w' L7.4.1 Ti-Al-Nb三元相图的实验测定 301
) s+ W7 P& X' I7 G7.4.2 Ti-Al-Nb三元系a/r其它温度相平衡的实验测定 306
# A% N9 l- ?" K; A6 s% y, K7 d+ B7.4.3 Ti-Al-Cr三元系各温度相平衡的实验测定 307
! M0 ]' @' X( v0 W* g7 f. S7.4.4 Ti-Al-X三元系a/r相平衡实验规律分析 311
7 R- }1 D5 M2 T# _& a7.5 Ti-Al-X多元系的a/r相平衡 314
+ O- @% W& {7 F. o2 d7.5.1 Ti-Al-X多元系的a/r相平衡研究方法 314
7.5.2 Ti-Al-Cr-Fe四元系的a/r相平衡 318
  M8 X6 c) U( `# k% b7.5.3 Ti-Al-Cr-Si四元系的a/r相平衡 320
% [6 d( j- T' F* ]7.5.4 Ti-Al-Si-Nb四元系的a/r相平衡 323
3 Z9 \8 a0 I, u  B7.5.5 Ti-Al-Fe-Nb四元系的a/r相平衡 325
6 X' L4 O0 m8 ?7.5.6 Ti-Al-Cr-Nb四元系的a/r相平衡 325
7.6 Ti-Al系的相变与粗化转变 327
& S; a# z6 G9 x( z: z) h$ n  |7.6.1 1120℃相变的性质 327
7.6.2 相的形态与形成机制 330
7.6.3 片层组织的粗化 332
% P* e2 W3 X$ V" H2 [* I6 M" d参考文献 341
8 }& j; t0 S3 b$ y; I" O
3 Y0 Y% }4 y# f, f9 N8 TiNiNb宽滞后形状记忆合金设计的热力学 344
8.1 宽滞后形状记忆合金概说 344
8.1.1 增大相变温度滞后的意义 345
8.1.2 增大相变温度滞后的热力学原理 348
! g& z( H. j6 ^  o! M8.2 Ti-Ni-Nb三元系相平衡的实验测定 355
5 @1 l  N$ ~* A+ P3 b% Y/ ]8.2.1 Ti-Ni-Nb三元相平衡的扩散偶法研究 355
. q" X8 R- }/ u) h& B5 H6 Z8.2.2 Ti-Ni-Nb系扩散偶的设计与制作 358
/ r- b3 B3 M) \' P3 I8.2.3 Ti-Ni-Nb系相平衡特点与分析 361
2 y7 m4 [4 h. T5 e5 J8.2.4 Ti-Ni-Nb系相图对合金设计的重要启示 378
1 \4 n3 i2 u  s; }- \' A8.3 Ti-Ni-Nb三元相平衡研究的发展 380
  s8 a: q6 Y8 h. V8.4 TiNiNb合金马氏体相变的热力学解析 386
8.4.1 TiNiNb合金的热容 387
; V9 A( t7 z4 J( P8.4.2 TiNi-Nb合金马氏体相变热效应的热力学分析 390
8.5 TiNiNb合金的相组成与结构 392
0 L& ?6 E! o% [- W2 e  h8.6 TiNiNb合金的相变温度滞后、应变恢复率与组织 396
参考文献 400
4 n3 G$ g$ j; r
: E6 _* i' {, c% O0 F9 CDC处理与TD处理的热力学与动力学 403
9.1 CDC处理概说 403
' f* X, G7 f$ \2 H& W9 l9.1.1 关于碳化物形成能力 403
$ v% p. J- h0 N7 C% l9.1.2 CDC处理的基本原理 405
4 ?& y: N% I8 O; z+ s1 [/ ~9.1.3 CDC处理的类型 409
9.2 CDC处理组织与性能的主要问题 412
, E- ~+ p4 F! {- }% }  \9.3 CDC处理的热力学——碳势设计 418
9.3.1 等碳活度线 418
9.3.2 合理碳势范围的设计 421
9.3.3 Fe-M-C合金钢CDC处理最低碳势设计步骤 422
9.3.4 防止Fe3C亚稳析出的CDC碳势设计步骤 423
9.3.5 防止Fe3C稳态析出的CDC碳势设计步骤 424
, p  W2 M$ v5 S0 T7 o( V( ~& D9.3.6 商用合金钢的CDC碳势设计 425
4 U0 W! O: u2 `7 j9.4 双层材料的CDC处理 433
9.4.1 CDC处理的双层材料 434
8 w7 r5 @( f4 N' D8 z& u- F9.4.2 双层材料CDC处理组织 437
9.4.3 双层材料CDC处理后的性能 439
9.5 几组重要的Fe-C-X系相图 441
+ H$ T, w8 x* J; [$ g9.5.1 Fe-C-Cr系 441
9.5.2 Fe-C-Mo系和Fe-C-W系 444
9.5.3 Fe-C-V系 446
, V$ E8 p! |2 c/ F$ b& W9.5.4 Fe-C-Ni系 447
9.6 TD处理的热力学与动力学 448
7 k+ i5 q+ R  B& R  ^6 x  D9.6.1 TD处理表面覆层的形成原理 448
9.6.2 碳化物内碳活度差的解析 450
% W  A+ C  a' C# U5 x& u9.6.3 TD处理的动力学 452
- Q* ?: f# v) q9.6.4 TD处理动力学的实证 454
: H) a, x0 q* F' o/ m. ~% o9 c参考文献 456
1 {3 B* y+ d2 c; f索引 458
- p# D; e& Z! O4 ^, j后记 464