金属材料寿命的演变过程
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作者： 吴犀甲著
出 版 社： 中国科学技术大学出版社
出版时间： 2009-5-1字数：版次： 1页数： 115印刷时间：开本： 16开印次： 1纸张：I S B N ： 9787312022043包装： 平装编辑推荐
《金属材料寿命的演变过程》结合材料物理变形机制、连续分布位错理论和连续介质断裂力学，详细讨论了金属合金材料在蠕变、疲劳和热机械疲劳以及多重机制协同作用条件下裂纹萌生、扩展的过程和现象，从而推导出相应的裂纹扩展速率方程和寿命公式。
本书适用于从事金属材料和相关领域的科研工作者、高校师生和企事业单位的工程技术人员作为参考书。
内容简介
古语云，千里之堤毁于蚁穴。金属材料的断裂起始于晶体缺陷，即位错和空位，它们在应力和温度的影响下遵循热统计动力学的规律发展成微观甚至宏观裂纹或空洞。本书结合材料物理变形机制、连续分布位错理论和连续介质断裂力学，详细讨论了金属合金材料在蠕变、疲劳和热机械疲劳以及多重机制协同作用条件下裂纹萌生、扩展的过程和现象，从而推导出相应的裂纹扩展速率方程和寿命公式。这些公式不仅补充了目前工程上采用的安全寿命法和损伤容限法，更重要的是，对发展一种新的范例——全寿命预测法做出贡献。因此，本书的意义在于为材料强度和寿命分析提供一个连贯的可发展的物理模型。它对工程结构的安全寿命周期管理有重要的参考价值。
本书适用于从事金属材料和相关领域的科研工作者、高校师生和企事业单位的工程技术人员作为参考书。
目录
总序
前言
第1章 速率过程和动力学
1.1 绝对速率理论
1.2 位错流动性的动力学表述
1.2.1 位错速度
1.2.2 位错塞积
1.2.3 反作用应力
1.2.4 小结
参考文献
第2章 基本变形过程
2.1 拉伸变形
2.2 疲劳
2.2.1 低周疲劳
2.2.2 高周疲劳
2.2.3 热机械疲劳
2.3 蠕变
2.3.1 瞬态蠕变
2.3.1.1 有晶界沉淀物存在条件下的位错滑移
2.3.1.2 有晶界沉淀物存在条件下的位错攀移
2.3.1.3 晶界滑移模型
2.3.1.4 波浪形界面上的GBS
2.3.1.5 瞬态蠕变方程
2.3.2 加速蠕变
2.3.2.1 晶内损伤引起的加速蠕变
2.3.2.2 加速蠕变过程中的晶界损伤
2.3.3 蠕变断裂
参考文献
第3章 微观裂纹形核和扩展
3.1 连续分布位错理论
3.2 分解切应力
3.3 ZSK裂纹形核
3.4 BCS裂纹形核
3.4.1 无界解
3.4.2 有界解
3.5 疲劳裂纹形核
3.6 微观裂纹扩展
参考文献
第4章 宏观裂纹扩展
4.1 断裂力学
4.1.1 线弹性断裂力学
4.1.2 非线性断裂力学
4.2 疲劳裂纹扩展
4.2.1 疲劳裂纹扩展率
4.2.2 裂纹闭合
4.3 蠕变裂纹扩展
4.3.1 裂纹尖端应力分布
4.3.1.1 幂指数律区域
4.3.1.2 GBS区域
4.3.1.3 弹性区域
4.3.2 蠕变裂纹扩展模型
4.3.2.1 韧性蠕变断裂
4.3.2.2 脆性蠕变断裂
4.3.2.3 环境影响
参考文献
第5章 寿命预测
5.1 安全寿命方法
5.2 损伤容限方法
5.3 全寿命方法
5.3.1 疲劳氧化交互作用
5.3.2 冷应力滞留疲劳
5.3.3 疲劳蠕变互作用
5.4 工况分析
参考文献
附录A ZSK裂纹位错分布的求解
附录B BCS裂纹位错分布的求解
附录C NASA疲劳实验曲线
书摘插图
第1章 速率过程和动力学
现代文明是由先进材料支撑起来的，其范围包括从半导体材料到超合金的应用。因此，材料的寿命和使用期的性能是每个工程设计师所关心的。一个工程器件，小如手机或大如燃气轮机引擎，一旦投入使用，其物质生命时钟便滴答作响地启动。整个寿命周期管理的概念就是围绕争取利益最大化和尽可能降低寿命周期（从产品设计和研发到维护）成本而进行。这就要求人们必须对材料在使用环境（载荷、温度和周围环境）下的寿命演变过程有一个详尽的理解。
鉴于此，将材料比做包含成千上万个原子的大分子是容易理解的。如果原子排列无瑕，整个固体就是一些单位晶格的重复排列，那么其生命是非常简单的：材料将永存于它的理论强度极限之下。现实中材料无法达到它们的理想强度的原因是因为晶体瑕疵的存在，例如在多晶材料中的空位、位错和晶界（不同取向的晶粒之间存在的位错和空位集合面）。这些晶体瑕疵或自然地存在或在材料制造过程中产生，它们在静态或循环载荷下演变成更大的缺陷，如裂纹，并可能最终导致材料的断裂。
本章简要地介绍并描述关于原子排列变动的绝对速率理论，其结果决定了物质的状态。
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