《顆粒增強鈦基複合材料——加工製備、性能與表征》是2017年科學出版社出版的圖書，作者是宋衛東、王成、毛小南。
基本介紹
- 書名：顆粒增強鈦基複合材料——加工製備、性能與表征
- 作者：宋衛東，王成，毛小南
- ISBN：9787030523365
- 頁數：288
- 定價：￥128.00
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2017-06-01
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
內容簡介,目錄,
內容簡介
作為金屬基複合材料中的佼佼者，鈦基複合材料由於其比強度高、比模量大、耐高溫、耐腐蝕等優良性能，引起了國內外研究者廣泛的研究興趣。對鈦基複合材料的關注雖然不少，但針對鈦基複合材料的研究分布比較零散，研究者對鈦基複合材料的基本問題缺乏清晰的、結構完整的概念。《顆粒增強鈦基複合材料——加工製備、性能與表征》針對這一現狀，查閱大量文獻，結合作者多年對鈦基複合材料的研究經驗，共用七章內容詳盡地介紹了鈦基複合材料的定義、特性及套用、分類、研究方法、研究現狀、製備方法、微觀結構、力學性能、數值模擬、損傷失效等，完成了鈦基複合材料相關知識的體系架構。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 鈦基複合材料的定義與分類 4
1.2 鈦基複合材料特性及其套用 4
1.3 增強體的分類 5
1.4 增強體材料的選擇 7
1.4.1複合材料中的TiC 8
1.4.2複合材料中的TiB 8
1.4.3複合材料中的稀土元素氧化物 9
1.5 鈦基體材料的選擇 9
1.6 鈦基複合材料力學性能的研究 9
1.6.1 室溫特性 10
1.6.2 高溫特性 12
1.6.3 動態特性 14
1.7 顆粒增強複合材料理論分析研究現狀 15
1.7.1 巨觀力學理論研究 15
1.7.2 細觀力學理論研究 17
1.7.3 宏細觀結合力學理論研究 21
1.8 顆粒增強複合材料數值計算研究現狀 23
參考文獻 24
第2章 鈦基複合材料的製備方法 27
2.1 熔鑄法 27
2.2 粉末冶金法 27
2.3 機械合金化法 28
2.4 自蔓延高溫合成法 28
2.5 XDTM法 28
2.6 反應熱壓法 29
2.7 燃燒輔助鑄造法 29
2.8 直接反應合成法 (DRS) 29
2.9 熔化輔助合成法 30
2.10 反應自發滲透法 30
2.11 直接金屬/熔體氧化法 30
2.12 反應擠壓鑄造法 31
2.13 氣-液合成技術法 31
2.14 快速凝固法 31
2.15 放電等離子燒結技術 32
2.16 增材製造技術法 32
2.17 金屬注射成形法製備Ti-6Al-4V 34
參考文獻 35
第3章 鈦基複合材料的界面及微觀結構 38
3.1 鈦基複合材料界面的定義 38
3.2 鈦基複合材料界面的特徵 39
3.2.1 鈦基複合材料界面的效應 39
3.2.2 鈦基複合材料界面的結合機制 40
3.2.3 鈦基複合材料界面的分類及界面模型 41
3.2.4 鈦基複合材料界面微觀結構及界面反應 43
3.2.5 鈦基複合材料界面的穩定性 48
3.2.6 鈦基複合材料界面的力學特性 49
3.2.7 鈦基複合材料的界面設計 52
3.3 鈦基複合材料界面的表征 53
3.3.1 鈦基複合材料的界面組織結構表征 53
3.3.2 鈦基複合材料的界面強度的表征 54
3.3.3 鈦基複合材料的界面區位錯分布 56
3.3.4 鈦基複合材料的界面殘餘應力的測試 57
3.4 TiC/Ti複合材料的製備及微觀結構 58
3.4.1 TiC/Ti複合材料的製備 58
3.4.2 TiC/Ti複合材料的相分析和微觀結構 60
3.4.3 凝固過程對複合材料微觀結構的影響 66
3.4.4 Cr、Mo和TiC組分對複合材料微觀結構的影響 69
3.5 TiB/Ti複合材料的製備及微觀結構 71
3.5.1 TiB/Ti複合材料的製備 71
3.5.2 TiB/Ti複合材料的相分析和微觀結構 72
3.6 (TiB+TiC)/Ti複合材料的製備及微觀結構 77
3.6.1 (TiB+TiC)/Ti複合材料的製備 77
3.6.2 (TiB+TiC)/Ti複合材料的相分析和微觀結構 79
3.6.3 (TiB+TiC)/Ti複合材料的成型過程與增強體形成機制 88
參考文獻 90
第4章 鈦基複合材料的力學性能 93
4.1 鈦基複合材料的室溫力學性能 93
4.1.1 顆粒增強鈦基複合材料的室溫力學性能 93
4.1.2複合材料力學性能的強化機制、應變率效應和斷裂機制 98
4.1.3 不同固溶處理溫度下複合材料室溫拉伸性能 103
4.1.4 不同冷卻速度下複合材料的室溫力學性能 105
4.1.5複合材料的抗侵徹性能 106
4.2 鈦基複合材料的高溫力學性能 109
4.2.1 顆粒鈦基複合材料的高溫力學性能 109
4.2.2 Cr、Mo和TiC組分的顆粒增強鈦基複合材料高溫性能 113
4.2.3 不同熱處理下顆粒增強鈦基複合材料高溫性能 117
4.2.4 TP-650鈦基複合材料的高溫持久和蠕變性能 118
4.2.5複合材料的高溫性能和合金組織的關係 118
4.3 鈦基複合材料的本構模型 120
4.3.1 Johnson-Cook本構方程的建立 121
4.3.2 修正Johnson-Cook本構模型 128
4.3.3 鈦基複合材料的細觀本構模型 133
參考文獻 155
第5章 鈦基複合材料力學性能的數值模擬 158
5.1 均勻化理論的基本思想 158
5.2 均勻化理論的發展 159
5.3 均勻化方法在不同研究領域的套用 161
5.3.1 在傳統領域的套用 161
5.3.2 在生物力學方面 161
5.3.3 在拓撲最佳化方面 162
5.3.4 在多孔介質滲流方面 162
5.4 均勻化理論與其他複合材料研究方法的比較 162
5.4.1 細觀力學方法 162
5.4.2 分子動力學方法 163
5.5 均勻化理論的數學基礎和誤差估計 163
5.5.1 基本假設 163
5.5.2 數學描述 164
5.5.3 橢圓型微分運算元的均勻化過程 165
5.5.4 橢圓型微分運算元均勻化解的誤差估計 167
5.6 彈性均勻化理論 168
5.7 彈塑性力學性能分析的均勻化方法 171
5.8 率相關的彈黏塑性均勻化理論 175
5.8.1 基本方程 175
5.8.2 均勻化過程的推導 176
5.9 基於不動點疊代方法的均勻化理論及數值模擬 178
5.9.1 不動點疊代方法 178
5.9.2 有限元分析模型 180
5.9.3 數值計算結果與分析 181
5.10 平面問題的彈塑性有限元理論及程式 195
5.10.1 平面問題的彈性理論 195
5.10.2 平面問題的塑性理論 198
5.10.3 有限元問題的離散化基本方程表達式 200
5.10.4 剛度矩陣和一致載荷矢量的計算方法及程式實現 204
5.10.5 二維彈塑性準靜態有限元總程式 209
5.10.6 非線性動態瞬變問題的隱式-顯式時間積分解法 212
5.10.7 二維彈塑性動態瞬變有限元總程式 216
5.10.8 顆粒增強鈦基複合材料力學性能的數值計算結果及分析 222
參考文獻 230
第6章 鈦基複合材料的損傷與失效 232
6.1 金屬基複合材料損傷基本理論 232
6.2 金屬基複合材料的損傷和失效機制 234
6.2.1 金屬基複合材料的損傷機制 234
6.2.2複合材料的失效發展過程及機率方法 235
6.2.3 損傷統計累積時複合材料的承載能力 235
6.2.4 損傷累積函式和短纖維段的強度分布 238
6.2.5複合材料的完全失效的過渡 239
6.2.6 組元物理化學相互作用的影響 243
6.3 鈦基複合材料的損傷與失效 246
6.3.1 TiC顆粒增強鈦基複合材料中微裂紋的擴展規律 246
6.3.2 TiC顆粒增強鈦基複合材料的動態拉伸損傷機制 248
6.3.3 平面損傷本構關係 250
6.3.4 一維動態拉伸損傷本構 254
6.3.5 模型參數與計算結果討論 256
6.4 衝擊作用下基體材料的失效 262
6.5 Ti-6Al-4V再結晶動力學計算 264
6.5.1 晶界遷移機制動力學計算 265
6.5.2 亞晶合併動力學計算 266
6.5.3 Ti-6Al-4V絕熱剪下帶內組織演化機制 267
參考文獻 269
第7章 鈦基複合材料的套用與發展趨勢 272
7.1 鈦基複合材料的套用 272
7.2 鈦基複合材料的發展趨勢 274
參考文獻 275
彩圖
第1章 緒論 1
1.1 鈦基複合材料的定義與分類 4
1.2 鈦基複合材料特性及其套用 4
1.3 增強體的分類 5
1.4 增強體材料的選擇 7
1.4.1複合材料中的TiC 8
1.4.2複合材料中的TiB 8
1.4.3複合材料中的稀土元素氧化物 9
1.5 鈦基體材料的選擇 9
1.6 鈦基複合材料力學性能的研究 9
1.6.1 室溫特性 10
1.6.2 高溫特性 12
1.6.3 動態特性 14
1.7 顆粒增強複合材料理論分析研究現狀 15
1.7.1 巨觀力學理論研究 15
1.7.2 細觀力學理論研究 17
1.7.3 宏細觀結合力學理論研究 21
1.8 顆粒增強複合材料數值計算研究現狀 23
參考文獻 24
第2章 鈦基複合材料的製備方法 27
2.1 熔鑄法 27
2.2 粉末冶金法 27
2.3 機械合金化法 28
2.4 自蔓延高溫合成法 28
2.5 XDTM法 28
2.6 反應熱壓法 29
2.7 燃燒輔助鑄造法 29
2.8 直接反應合成法 (DRS) 29
2.9 熔化輔助合成法 30
2.10 反應自發滲透法 30
2.11 直接金屬/熔體氧化法 30
2.12 反應擠壓鑄造法 31
2.13 氣-液合成技術法 31
2.14 快速凝固法 31
2.15 放電等離子燒結技術 32
2.16 增材製造技術法 32
2.17 金屬注射成形法製備Ti-6Al-4V 34
參考文獻 35
第3章 鈦基複合材料的界面及微觀結構 38
3.1 鈦基複合材料界面的定義 38
3.2 鈦基複合材料界面的特徵 39
3.2.1 鈦基複合材料界面的效應 39
3.2.2 鈦基複合材料界面的結合機制 40
3.2.3 鈦基複合材料界面的分類及界面模型 41
3.2.4 鈦基複合材料界面微觀結構及界面反應 43
3.2.5 鈦基複合材料界面的穩定性 48
3.2.6 鈦基複合材料界面的力學特性 49
3.2.7 鈦基複合材料的界面設計 52
3.3 鈦基複合材料界面的表征 53
3.3.1 鈦基複合材料的界面組織結構表征 53
3.3.2 鈦基複合材料的界面強度的表征 54
3.3.3 鈦基複合材料的界面區位錯分布 56
3.3.4 鈦基複合材料的界面殘餘應力的測試 57
3.4 TiC/Ti複合材料的製備及微觀結構 58
3.4.1 TiC/Ti複合材料的製備 58
3.4.2 TiC/Ti複合材料的相分析和微觀結構 60
3.4.3 凝固過程對複合材料微觀結構的影響 66
3.4.4 Cr、Mo和TiC組分對複合材料微觀結構的影響 69
3.5 TiB/Ti複合材料的製備及微觀結構 71
3.5.1 TiB/Ti複合材料的製備 71
3.5.2 TiB/Ti複合材料的相分析和微觀結構 72
3.6 (TiB+TiC)/Ti複合材料的製備及微觀結構 77
3.6.1 (TiB+TiC)/Ti複合材料的製備 77
3.6.2 (TiB+TiC)/Ti複合材料的相分析和微觀結構 79
3.6.3 (TiB+TiC)/Ti複合材料的成型過程與增強體形成機制 88
參考文獻 90
第4章 鈦基複合材料的力學性能 93
4.1 鈦基複合材料的室溫力學性能 93
4.1.1 顆粒增強鈦基複合材料的室溫力學性能 93
4.1.2複合材料力學性能的強化機制、應變率效應和斷裂機制 98
4.1.3 不同固溶處理溫度下複合材料室溫拉伸性能 103
4.1.4 不同冷卻速度下複合材料的室溫力學性能 105
4.1.5複合材料的抗侵徹性能 106
4.2 鈦基複合材料的高溫力學性能 109
4.2.1 顆粒鈦基複合材料的高溫力學性能 109
4.2.2 Cr、Mo和TiC組分的顆粒增強鈦基複合材料高溫性能 113
4.2.3 不同熱處理下顆粒增強鈦基複合材料高溫性能 117
4.2.4 TP-650鈦基複合材料的高溫持久和蠕變性能 118
4.2.5複合材料的高溫性能和合金組織的關係 118
4.3 鈦基複合材料的本構模型 120
4.3.1 Johnson-Cook本構方程的建立 121
4.3.2 修正Johnson-Cook本構模型 128
4.3.3 鈦基複合材料的細觀本構模型 133
參考文獻 155
第5章 鈦基複合材料力學性能的數值模擬 158
5.1 均勻化理論的基本思想 158
5.2 均勻化理論的發展 159
5.3 均勻化方法在不同研究領域的套用 161
5.3.1 在傳統領域的套用 161
5.3.2 在生物力學方面 161
5.3.3 在拓撲最佳化方面 162
5.3.4 在多孔介質滲流方面 162
5.4 均勻化理論與其他複合材料研究方法的比較 162
5.4.1 細觀力學方法 162
5.4.2 分子動力學方法 163
5.5 均勻化理論的數學基礎和誤差估計 163
5.5.1 基本假設 163
5.5.2 數學描述 164
5.5.3 橢圓型微分運算元的均勻化過程 165
5.5.4 橢圓型微分運算元均勻化解的誤差估計 167
5.6 彈性均勻化理論 168
5.7 彈塑性力學性能分析的均勻化方法 171
5.8 率相關的彈黏塑性均勻化理論 175
5.8.1 基本方程 175
5.8.2 均勻化過程的推導 176
5.9 基於不動點疊代方法的均勻化理論及數值模擬 178
5.9.1 不動點疊代方法 178
5.9.2 有限元分析模型 180
5.9.3 數值計算結果與分析 181
5.10 平面問題的彈塑性有限元理論及程式 195
5.10.1 平面問題的彈性理論 195
5.10.2 平面問題的塑性理論 198
5.10.3 有限元問題的離散化基本方程表達式 200
5.10.4 剛度矩陣和一致載荷矢量的計算方法及程式實現 204
5.10.5 二維彈塑性準靜態有限元總程式 209
5.10.6 非線性動態瞬變問題的隱式-顯式時間積分解法 212
5.10.7 二維彈塑性動態瞬變有限元總程式 216
5.10.8 顆粒增強鈦基複合材料力學性能的數值計算結果及分析 222
參考文獻 230
第6章 鈦基複合材料的損傷與失效 232
6.1 金屬基複合材料損傷基本理論 232
6.2 金屬基複合材料的損傷和失效機制 234
6.2.1 金屬基複合材料的損傷機制 234
6.2.2複合材料的失效發展過程及機率方法 235
6.2.3 損傷統計累積時複合材料的承載能力 235
6.2.4 損傷累積函式和短纖維段的強度分布 238
6.2.5複合材料的完全失效的過渡 239
6.2.6 組元物理化學相互作用的影響 243
6.3 鈦基複合材料的損傷與失效 246
6.3.1 TiC顆粒增強鈦基複合材料中微裂紋的擴展規律 246
6.3.2 TiC顆粒增強鈦基複合材料的動態拉伸損傷機制 248
6.3.3 平面損傷本構關係 250
6.3.4 一維動態拉伸損傷本構 254
6.3.5 模型參數與計算結果討論 256
6.4 衝擊作用下基體材料的失效 262
6.5 Ti-6Al-4V再結晶動力學計算 264
6.5.1 晶界遷移機制動力學計算 265
6.5.2 亞晶合併動力學計算 266
6.5.3 Ti-6Al-4V絕熱剪下帶內組織演化機制 267
參考文獻 269
第7章 鈦基複合材料的套用與發展趨勢 272
7.1 鈦基複合材料的套用 272
7.2 鈦基複合材料的發展趨勢 274
參考文獻 275
彩圖
