《粉末冶金材料的疲勞》全面系統(tǒng)地介紹了粉末冶金材料的疲勞理論和實(shí)踐，內(nèi)容包括粉末冶金材料疲勞問題簡(jiǎn)述以及粉末冶金鋁合金、粉末冶金鈦合金、粉末冶金鎂合金、鐵基粉末冶金材料、粉末冶金硬質(zhì)合金和粉末冶金高溫合金的疲勞特性。為了體現(xiàn)粉末冶金材料疲勞問題的特性，在書中與相應(yīng)的鑄造和變形合金的疲勞問題進(jìn)行了對(duì)比介紹。
本書具有很強(qiáng)的實(shí)用性和理論參考價(jià)值，可作粉末冶金與金屬材料相關(guān)專業(yè)的研究生、本科生教材和專業(yè)參考書，也可供從事相關(guān)領(lǐng)域的科研單位和企業(yè)技術(shù)人員參考使用。
國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助出版，較為全面和深入地反映了各種粉末冶金材料疲勞性能和機(jī)理研究，并針對(duì)如何解決粉末冶金的疲勞問題提出了著者自己的見解。本書具有很強(qiáng)的實(shí)用性和理論參考價(jià)值，可作粉末冶金與金屬材料相關(guān)專業(yè)的研究生、本科生教材和專業(yè)參考書，也可供從事相關(guān)領(lǐng)域的科研單位和企業(yè)技術(shù)人員參考使用。
近年來在眾多研究和應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，粉末冶金鋁合金、鈦合金、鎂合金、不銹鋼、高速鋼、鐵基合金、特種陶瓷和高溫合金等工程結(jié)構(gòu)件在循環(huán)載荷的服役中，與鑄造和變形合金相比，雖然靜態(tài)機(jī)械性能有較大幅度的提高，但其裂紋萌生、擴(kuò)展和失效破壞特性卻不盡如人意。這種疲勞特性嚴(yán)重地制約了上述新材料在航空、航天、交通運(yùn)輸和化工能源領(lǐng)域的應(yīng)用。因此加速粉末冶金材料疲勞特性的研究，是粉末冶金領(lǐng)域最重要的課題之一。雖然粉末冶金材料的疲勞問題極其重要，但國內(nèi)外沒有關(guān)于此課題的專著。
本書在查閱了國內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合編著者長期從事粉末冶金新材料開發(fā)和性能評(píng)估研究的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，全面系統(tǒng)地介紹了粉末冶金材料的疲勞理論和實(shí)踐，內(nèi)容包括粉末冶金材料的疲勞問題簡(jiǎn)述以及粉末冶金鋁合金、粉末冶金鈦合金、粉末冶金鎂合金、鐵基粉末冶金材料、粉末冶金硬質(zhì)合金和粉末冶金高溫合金的疲勞特性等。此外，為了體現(xiàn)粉末冶金材料疲勞問題的特性，在各章節(jié)中與相應(yīng)的鑄造和變形合金的疲勞問題進(jìn)行了比較。為了保持各個(gè)章節(jié)的完整性，在敘述過程中略有重復(fù)。本書在每章最后提出了一些看法，以供讀者討論。
本書內(nèi)容新穎、信息量大、理論和實(shí)際兼顧，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和理論參考價(jià)值，獲得國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助。本書適用于粉末冶金和金屬材料相關(guān)專業(yè)的高校教師、研究生和本科生作為教材和專業(yè)參考書，也適合從事相關(guān)機(jī)械、力學(xué)、疲勞等領(lǐng)域的科研單位和企業(yè)的技術(shù)人員參考使用。
由于本書內(nèi)容較多，篇幅有限，國外文獻(xiàn)引用量大，特別是著者水平有限，故書中難免有紕漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。在此向所有被引用的論文和著作的作者致以崇高的敬意和謝意。特別感謝沈陽工業(yè)大學(xué)陳立佳教授，中南大學(xué)劉會(huì)群副教授、王斌副教授，湖南大學(xué)陳剛教授、夏偉軍副教授、馮鵬飛博士生，長沙理工大學(xué)何建軍教授、李微副教授和湖南科技大學(xué)陳宇強(qiáng)博士等對(duì)有關(guān)章節(jié)的審閱和所提出的寶貴意見。最后衷心感謝化學(xué)工業(yè)出版社一直以來的熱情支持和幫助。
陳鼎
陳振華
2019年3月于長沙
陳鼎，湖南大學(xué)，教授，博士生導(dǎo)師，陳鼎教授1975年3月生, 湖南大學(xué)教授/博士生導(dǎo)師。材料學(xué)（中南大學(xué)）與材料物理（日本東北大學(xué)）雙博士，京都大學(xué)博士后。2000年以來在國內(nèi)外公開發(fā)表和接收發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇, 其中國際英文學(xué)術(shù)SCI期刊論文112篇，以第 一作者與通訊作者身份在國外相關(guān)領(lǐng)域的權(quán) 威刊物上發(fā)表SCI論文80余篇，論文被SCI/EI收錄300余篇次，主要論文被包括《PROGRESS IN MATERIALS SCIENCE》《PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE》《ADVANCED
MATERIALS 》《CHEMISTRY OF MATERIALS》《Bioresource Technology》《ACTA MATERIALIA》《SCIENTIFIC REPORTS》《GREEN CHEMISTRY》《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES 》《INTERNATIONAL JOURNAL OF PLASTICITY》在內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域的國際頂 級(jí)刊物他引560余次（H因子為14，G因子20）。出版國內(nèi)外學(xué)術(shù)著作12部（國外3部），獲國家發(fā)明專利8項(xiàng)，作為第 一獲獎(jiǎng)人和第二獲獎(jiǎng)人獲部級(jí)二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。現(xiàn)為《硬質(zhì)合金》和《精密成形工程》雜志編委。有色金屬鎢及硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會(huì)委員。
目前主要從事高性能粉末冶金材料的制備與疲勞性能評(píng)估工作，先后從事過Al及Al基復(fù)合材料、硬質(zhì)合金、非晶態(tài)合金的疲勞性能研究工作，在相關(guān)研究領(lǐng)域承擔(dān)過省部級(jí)重點(diǎn)課題和國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題等多項(xiàng)課題，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表相關(guān)領(lǐng)域SCI/EI收錄論文數(shù)十篇。
第1章本書導(dǎo)讀：粉末冶金材料疲勞問題簡(jiǎn)述001
1.1粉末冶金材料的缺陷002
1.2粉末冶金材料的靜疲勞003
1.3細(xì)晶、強(qiáng)化相與彌散粒子對(duì)粉末冶金合金疲勞性能的影響004
1.4小能量多次沖擊和損傷積累005
1.5粉末冶金合金的界面工程005
1.6厚度效應(yīng)對(duì)粉末合金疲勞特性的影響006
1.7顯微組織控制006
1.8調(diào)和結(jié)構(gòu)對(duì)粉末合金疲勞性能的影響007
參考文獻(xiàn)008
第2章粉末冶金鋁合金的疲勞特性009
2.1鑄造與變形鋁合金的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展簡(jiǎn)介010
2.1.1鑄造鋁合金的裂紋萌生與擴(kuò)展010
2.1.2變形鋁合金的裂紋萌生與擴(kuò)展019
2.2粉末鋁合金的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展035
2.2.1粉末鋁合金的裂紋萌生037
2.2.2粉末鋁合金的裂紋擴(kuò)展040
2.3粉末鋁合金的疲勞強(qiáng)度068
2.3.1晶粒細(xì)化對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響068
2.3.2成分改性對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響069
2.3.3制備工藝對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響072
2.3.4顆粒強(qiáng)化對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響073
2.3.5溫度對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響075
2.4討論 077
參考文獻(xiàn)077
第3章粉末冶金鈦合金的疲勞特性083
3.1鑄造與變形鈦合金的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展行為簡(jiǎn)介084
3.1.1鑄造與變形鈦合金的裂紋萌生084
3.1.2鑄造與變形鈦合金的裂紋擴(kuò)展088
3.1.3鑄造與變形鈦合金的疲勞特性099
3.2粉末冶金鈦合金的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展105
3.2.1粉末冶金鈦合金簡(jiǎn)介105
3.2.2粉末鈦合金的裂紋萌生114
3.2.3粉末鈦合金的裂紋擴(kuò)展120
3.2.4粉末冶金鈦合金的疲勞特性137
3.3討論154
參考文獻(xiàn)155
第4章粉末冶金鎂合金的疲勞特性161
4.1鑄造和變形鎂合金的裂紋萌生與擴(kuò)展162
4.1.1鎂和鎂合金的形變機(jī)理和疲勞破壞162
4.1.2鑄造和變形鎂合金的裂紋萌生172
4.1.3鑄造和變形鎂合金的裂紋擴(kuò)展178
4.1.4鎂合金的疲勞強(qiáng)度192
4.2粉末鎂合金的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展200
4.2.1粉末鎂合金研究進(jìn)展200
4.2.2粉末鎂合金的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展212
4.2.3粉末鎂合金的疲勞特性224
4.3討論229
參考文獻(xiàn)229
第5章鐵基粉末冶金材料的疲勞特性234
5.1多孔鋼的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展235
5.1.1多孔鋼的疲勞裂紋萌生235
5.1.2多孔鋼裂紋擴(kuò)展路徑237
5.1.3多孔鋼的裂紋擴(kuò)展速率239
5.1.4多孔鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展模式247
5.1.5裂紋的閉合和偏轉(zhuǎn)249
5.1.6多孔鋼的疲勞性能251
5.1.7多孔鋼的疲勞比和損傷參數(shù)263
5.2多孔鋼的滾動(dòng)接觸疲勞266
5.2.1多孔鋼的表面致密化266
5.2.2齒根的彎曲疲勞和齒面的滾動(dòng)接觸疲勞269
5.2.3多孔鋼滾壓表面致密化工藝的研究275
5.3注射成形燒結(jié)鋼的疲勞特性297
5.3.1注射成形燒結(jié)鋼的缺陷298
5.3.2注射成形4600燒結(jié)合金鋼的疲勞特性299
5.3.3注射成形不銹鋼的疲勞特性301
5.3.4注射成形Fe-Ni合金的疲勞特性306
5.3.5注射成形Fe-Ni-C系低合金鋼的疲勞特性307
5.3.6金屬注射成形冷作工具鋼的超聲疲勞性能308
5.4粉末熱鍛鋼的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展309
5.4.1粉末熱鍛鋼的疲勞裂紋萌生310
5.4.2粉末熱鍛鋼疲勞裂紋擴(kuò)展路徑311
5.4.3粉末熱鍛鋼疲勞裂紋的擴(kuò)展速率314
5.4.4粉末熱鍛鋼的疲勞特性321
5.4.5粉末鍛造連桿的疲勞強(qiáng)度325
5.5粉末高速鋼的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展333
5.5.1熔鑄高速工具鋼的裂紋萌生與擴(kuò)展333
5.5.2粉末高速鋼的疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展341
5.5.3噴射沉積高速工具鋼364
5.6討論367
參考文獻(xiàn)367
第6章粉末冶金硬質(zhì)合金的疲勞特性375
6.1引言376
6.2硬質(zhì)合金疲勞裂紋萌生行為377
6.3疲勞裂紋擴(kuò)展行為383
6.3.1裂紋擴(kuò)展路徑384
6.3.2硬質(zhì)合金的疲勞裂紋擴(kuò)展模式386
6.3.3影響疲勞裂紋擴(kuò)展的外在因素387
6.3.4影響疲勞裂紋擴(kuò)展的內(nèi)在因素404
6.4硬質(zhì)合金的疲勞特性410
6.4.1化學(xué)成分對(duì)疲勞特性的影響410
6.4.2疲勞加載模式對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響411
6.4.3環(huán)境對(duì)疲勞特性的影響413
6.4.4表面狀態(tài)對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響415
6.5硬質(zhì)合金的增韌處理416
6.5.1硬質(zhì)合金增韌理論416
6.5.2硬質(zhì)合金增韌方法419
6.6硬質(zhì)合金的多沖和靜疲勞試驗(yàn)422
6.6.1多沖試驗(yàn)的發(fā)展歷程422
6.6.2陶瓷材料的靜疲勞423
6.6.3硬質(zhì)合金的小能多沖和靜載疲勞研究424
6.7硬質(zhì)合金的厚度效應(yīng)與工具設(shè)計(jì)429
6.7.1單位質(zhì)量的疲勞壽命429
6.7.2硬質(zhì)合金靜疲勞壽命的厚度效應(yīng)430
6.7.3微觀組織參數(shù)對(duì)硬質(zhì)合金厚度效應(yīng)的影響431
6.7.4工業(yè)裝備的實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證432
6.8討論433
參考文獻(xiàn)433
第7章粉末冶金高溫合金的疲勞特性438
7.1鑄造和變形高溫合金的疲勞特性簡(jiǎn)介439
7.1.1鑄造和變形高溫合金的裂紋萌生和擴(kuò)展439
7.1.2鑄造和變形合金的疲勞特性458
7.2粉末高溫合金的疲勞特性471
7.2.1粉末冶金高溫合金的應(yīng)用與發(fā)展471
7.2.2粉末高溫合金的裂紋萌生與擴(kuò)展493
7.2.3粉末高溫合金的疲勞性能522
7.3氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金的疲勞特性547
7.3.1氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金的發(fā)展歷史547
7.3.2幾種典型的MAODS的性能551
7.3.3氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金的疲勞特性557
7.4討論573
參考文獻(xiàn)573
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