金属与合金蠕变的基本原理（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 迈克尔·卡斯纳（M.E.Kassner） 著

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• 金属蠕变
• 合金蠕变
• 蠕变原理
• 材料力学
• 金属材料
• 高温材料
• 工程材料
• 材料科学
• 蠕变模型
• 失效分析

出版社： 中南大学出版社

ISBN：9787548729938

版次：3

商品编码：12252217

包装：精装

开本：16开

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　本书主要介绍了金属与合金蠕变的基本原理，评述和分析了与塑性蠕变有关的一系列领域的研究成果。主要内容包括材料蠕变的基本原理、 五次幂蠕变、 扩散蠕变、 Harper-Dorn蠕变、 三次幂黏滞滑移蠕变、 超塑性、 再结晶、 颗粒强化合金的蠕变行为、 金属间化合物的蠕变、 蠕变断裂、 γ／γ＇镍基超合金、 非晶态金属的蠕变以及低温蠕变性能。
　　
　　本书在前两个版本的基础上， 不仅扩充了其他领域的塑性蠕变现象， 增加了金属和合金中蠕变的*新进展， 还扩充了陶瓷、 共价固体、 矿物和聚合物的蠕变行为， 着重讨论了各种材料的蠕变基础理论。
　　
　　本书可供材料、 冶金、 工业设计、 航空航天等领域的科研人员、 工程技术人员使用， 同时也可作为高等院校材料、 冶金、 工业设计、 航空航天等相关专业学生的参考书。
　　

作者简介

　　M.E.Kassner 美国洛杉矶南加州大学航空与机械工程系教授。1972年获得西北大学学士学位， 1979年和1981年分别获得美国斯坦福大学材料科学与工程专业硕士、 博士学位。主要从事金属塑性理论、 蠕变、 断裂、 相图、 疲劳和半固态成型等研究。出版教材、 专著2部， 发表论文200多篇。目前为ELSEVIER《国际可塑性杂志》编委会成员、 美国ASM国际学会会士。

金属与合金的形变奥秘：从微观机制到宏观应用 金属与合金，作为现代工业的基石，其性能的优劣直接关乎着无数产品的可靠性与寿命。而在这众多性能指标中，蠕变，这一在高温或应力长期作用下发生的缓慢、永久形变，无疑是决定材料在严苛工况下能否稳定服役的关键因素。本书并非聚焦于“金属与合金蠕变的基本原理（第3版）”这一特定著作，而是旨在深入浅出地剖析金属与合金蠕变的内在机制，揭示其背后错综复杂的物理过程，并将其与实际工程应用紧密结合，为读者构建一个全面而深刻的理解框架。 微观世界的驱动力：原子如何“流动”？ 蠕变并非一种突发性的断裂，而是一个时间累积的过程。其根源在于材料内部原子尺度的运动。在高温或持续应力的双重作用下，构成金属和合金的原子排列并非一成不变，它们会通过各种机制发生迁移和重排，从而导致宏观形变的产生。 位错的滑移与爬行： 金属晶体中普遍存在的晶体缺陷——位错，是蠕变的主要驱动力之一。在外力作用下，位错线会在晶体滑移面上滑移，这是引起弹性形变后进一步塑性形变的重要途径。在高温条件下，位错的运动会变得更加活跃，不仅能进行滑移，还能通过“爬行”的方式越过晶界、杂质等阻碍，甚至在新的位置生成，这些过程都极大地促进了蠕变的发展。位错密度的变化、位错在晶界处的湮灭或重构，都对材料的蠕变速率产生显著影响。 晶界滑移： 在多晶金属材料中，晶粒之间的界面（晶界）是原子密度较低、结合能相对较弱的区域。当温度升高时，晶粒可以相对滑移，晶界本身也会发生一定程度的流动。这种晶界滑移在高温蠕变中扮演着至关重要的角色，尤其是在较低应力、较高温度的条件下，晶界滑移往往是主导的蠕变机制。晶粒尺寸、晶界形状以及晶界处的杂质，都会影响晶界滑移的难易程度。 体积扩散与晶界扩散： 原子可以通过热激活的扩散机制在晶格内部（体积扩散）或沿晶界（晶界扩散）迁移。在较低温度和较高应力下，位错滑移可能更为显著；然而，随着温度的升高，扩散机制的重要性日益凸显。体积扩散提供的原子迁移通道，使得材料在微观层面能够重新调整应力分布，从而表现出宏观的蠕变行为。而晶界扩散通常具有更高的扩散系数，意味着在晶界区域的原子迁移更为便捷，因此在高温蠕变中，晶界扩散对蠕变速率的贡献往往不容忽视。 空位的产生与迁移： 材料内部必然存在一些空位（原子缺失的位置）。在应力作用下，空位会向应力较低的区域迁移，或者与位错相互作用，促进位错的爬行。空位的产生和湮灭是物质传递的另一种重要机制，尤其是在一些特殊的蠕变机制中，例如Coble蠕变（主要由晶界扩散和空位迁移驱动）。 从微观到宏观：蠕变行为的描述与预测 理解了蠕变的微观机制，我们便能更好地描述和预测宏观层面的蠕变行为。 蠕变曲线的特征： 典型的蠕变试验会得到一条蠕变曲线，通常可以分为三个阶段：瞬时形变（弹性形变）、第一阶段蠕变（减速蠕变）、第二阶段蠕变（稳态蠕变）和第三阶段蠕变（加速蠕变）。每一阶段的出现都与上述微观机制的相对活跃程度有关。例如，稳态蠕变阶段往往是位错产生与湮灭达到平衡，或扩散机制占据主导的阶段。 影响蠕变的关键因素： 温度： 温度是影响蠕变最显著的因素之一。温度升高，原子热振动加剧，扩散速率加快，位错运动更容易，从而显著提高蠕变速率。 应力： 应力是驱动蠕变发生的直接原因。应力越高，蠕变速率越快。但蠕变与应力的关系并非简单的线性关系，在高应力下，位错滑移可能成为主导，而在低应力下，扩散机制或晶界滑移则更为重要。 时间： 蠕变是时间依赖性的过程，形变随时间累积。 材料的微观结构： 晶粒尺寸、晶界特征、第二相粒子、杂质原子、固溶强化、位错结构等，都对材料的蠕变性能产生复杂而深远的影响。例如，细化晶粒通常会提高材料的强度，但在高温下，细小的晶粒可能导致更快的晶界滑移，从而加速蠕变。 蠕变模型的构建： 为了在工程设计中进行可靠的预测，科学家们发展了各种蠕变本构模型。这些模型试图用数学语言描述蠕变行为，例如基于位错运动的模型、基于扩散的模型，以及结合了多种机制的复合模型。这些模型通常包含一些蠕变参数，这些参数可以通过实验测量得到，然后用于预测材料在不同温度和应力条件下的长期行为。 工程实践的挑战与对策：让材料“寿比南山” 金属与合金的蠕变性能是许多关键工程应用中的“瓶颈”。 高温结构件： 航空发动机涡轮叶片、燃气轮机部件、核反应堆压力容器、超临界蒸汽管道等，这些部件长期承受高温和高应力，蠕变是限制其使用寿命和可靠性的主要因素。材料的蠕变断裂可能导致灾难性的后果。 材料设计与选择： 针对特定的应用环境，选择具有优异蠕变抗性的材料至关重要。这包括开发新型高温合金，如镍基高温合金、钴基高温合金，以及具有优良蠕变性能的陶瓷基复合材料。通过固溶强化、沉淀强化、晶界强化等手段，可以有效提高材料的蠕变抗性。 工艺优化： 材料的制备工艺（如热处理、锻造、焊接）会显著影响其微观结构，进而影响蠕变性能。优化工艺参数，控制晶粒尺寸、晶界完整性，减少有害杂质偏聚，是提升蠕变性能的有效途径。 失效分析与寿命预测： 对于已经服役的部件，对蠕变失效进行深入的分析，识别蠕变裂纹的萌生和扩展机制，是评估剩余寿命、制定维修策略的基础。基于蠕变模型的寿命预测，能够帮助工程师合理安排设备的检修和更换周期，确保运行安全。 结语 金属与合金的蠕变是一个复杂而迷人的领域，它涉及从原子尺度到宏观形变的物理过程，贯穿于材料科学与工程的各个层面。深入理解蠕变的内在机制，掌握其影响因素，并将其与实际工程应用相结合，是设计、制造和使用高性能金属与合金材料，确保其在严酷工况下安全可靠服役的关键。本书旨在引导读者穿越蠕变的微观迷宫，洞察其宏观表现，为工程师、研究人员以及材料科学的爱好者提供一个坚实而全面的知识基础，助力于开发更强大、更持久的金属与合金材料，推动工业技术的不断进步。

评分☆☆☆☆☆

这本《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》让我体会到了一种“润物细无声”的学习过程。它不是那种上来就给你一大堆公式和定理的书，而是用一种非常平缓、且富有引导性的方式，一步步将你带入蠕变的世界。我发现，书中对于蠕变现象的起源和演变过程的描述，相当有故事性。从早期的观察和猜想，到后来各种理论模型的提出和完善，作者以一种历史的视角，展现了科学家们是如何一步步揭开蠕变的奥秘的。我尤其喜欢书中在解释一些关键概念时，会引用一些历史上的经典实验数据和文献。这不仅增加了内容的可靠性，也让我对这些科学发现背后的艰辛和智慧有了更深的认识。例如，在介绍高应力蠕变机制时，书中引用了早期一些实验者的研究成果，并分析了这些成果是如何推动了我们对高应力蠕变机理的理解。我还在探索书中关于蠕变对材料宏观性能影响的部分，例如抗拉强度、疲劳寿命等，这些内容对于我理解材料在实际应用中的行为非常关键。这本书的语言风格朴实而充满智慧，让我感觉像是在和一位经验丰富的导师对话，他的讲解既有深度又不失温度。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》这本书时，我被它严谨的学术风格和详实的资料所震撼。这本书似乎是一部关于金属和合金在高温下缓慢变形的百科全书，几乎涵盖了所有相关的理论、模型和实验方法。我注意到，书中在介绍各种蠕变机制时，都配有非常详细的理论推导和数学模型。虽然有些公式对我来说还有些挑战，但我能感受到作者在力求用最精确的数学语言来描述物理过程。我尤其欣赏书中对不同合金体系在蠕变性能上的比较分析。它不仅仅是列出数据，更是深入探讨了不同合金成分、晶体结构、微观组织以及热处理工艺如何影响它们的蠕变行为。例如，在对比分析钛合金和铝合金的蠕变性能时，书中详细阐述了它们在晶体结构、原子键合强度以及扩散率等方面的差异，从而解释了为什么它们的蠕变特性会有如此大的不同。我还在探索书中关于蠕变断裂机理的详细介绍，这对于理解材料失效过程至关重要。这本书的内容量非常大，需要细致地阅读和思考，才能真正掌握其中的精髓。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚开始接触到《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》这本书，它给我的第一感觉是知识的深度和广度都非常惊人。这本书似乎不仅仅是介绍蠕变现象本身，更是将蠕变与材料的微观结构、加工工艺以及实际应用紧密地联系在一起。我发现，书中对不同合金体系在蠕变行为上的差异进行了非常细致的探讨，不仅仅是简单地对比数据，更是深入分析了造成这些差异的微观机制。例如，在讲解镍基高温合金的蠕变时，书中详细阐述了其晶界强化、析出相强化以及固溶强化等机制如何协同作用，从而赋予合金优异的蠕变抗力。我特别喜欢书中关于实验方法论的介绍。它不仅仅是列出实验数据，更是详细介绍了实验设计、数据采集、结果分析等各个环节的注意事项，这对于我将来进行实验研究非常有指导意义。我还在努力理解书中关于蠕变损伤模型的部分，这对于预测材料在高温长期服役下的寿命至关重要。这本书的阅读过程，就像是在经历一场关于金属材料性能的深度探索之旅，充满了挑战，但也充满了收获。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，正在攻读材料学专业，而《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》这本书，可以说是我目前为止阅读过的关于蠕变领域最权威、最全面的教材之一。从内容上看，它几乎涵盖了蠕变的所有重要方面，从宏观现象的描述到微观机制的解析，从基础理论的推导到先进的计算模拟方法，应有尽有。我特别喜欢书中对一些关键蠕变模型的讲解，比如朗格维尼模型、斯托克斯模型等，作者不仅给出了这些模型的数学表达式，更重要的是，还详细解释了模型的物理意义、适用范围以及局限性。这让我能够真正理解这些模型背后的逻辑，而不是仅仅死记硬背公式。书中还引入了数值模拟的方法来研究蠕变问题，这对于我们现代材料科学的研究者来说，是非常重要的一个方向。我还在学习如何使用相关的软件工具来模拟蠕变过程，而这本书提供了一些非常基础的指导和理论支持。此外，书中对实验数据的处理和分析方法也有详细的介绍，这对于我们进行科研实验，正确解读结果非常重要。我还在尝试理解书中关于蠕变疲劳和高温氧化对蠕变性能影响的章节，这些内容对于实际工程应用至关重要。总的来说，这本书为我打下了坚实的理论基础，也为我未来的研究方向提供了很多启示。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚拿到《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》，迫不及待地想和大家分享一下我的初步感受。这本书的装帧设计相当精美，封面的金属光泽和合金纹理的图像处理得非常细致，让人一眼就能感受到其专业性和严谨性。当我翻开书页，纸张的质感也非常好，印刷清晰，排版也十分合理，即使是长篇幅的理论阐述，也不会让人感到视觉疲劳。我尤其欣赏的是，作者在书的开头部分，花了相当大的篇幅来梳理蠕变现象的历史发展脉络，从早期对金属在高温下缓慢变形的观察，到后来科学家们对其微观机制的深入探索，这种宏大的叙事角度让我对蠕变这一看似枯燥的现象产生了浓厚的兴趣。它不仅仅是一本技术手册，更像是一部关于材料科学发展史的缩影，让我理解了为什么这项研究如此重要，以及它如何在过去和现在持续推动着工程技术的发展。我还在阅读初期，就被书中对一些经典蠕变实验的介绍深深吸引。那些早期研究者是如何在有限的条件下，通过精密的测量和大胆的推测，一步步揭示金属内部的秘密，这种科学精神本身就充满了魅力。此外，书中对一些基础概念的引入，比如应力、应变、温度对材料性能的影响等，都用非常直观的比喻和图示来解释，即使是初次接触蠕变领域的读者，也能快速建立起基本的理解框架。我期待在接下来的阅读中，能更深入地了解这些基本原理如何在实际应用中发挥作用，以及它们如何支撑起现代工业的许多关键技术。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的封面设计和字体选择，我就能感受到它是一本充满学术严谨性的著作。《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》给我带来的最大感受就是其内容的扎实和结构的清晰。我注意到，书中在讲解每一个蠕变机制时，都会从最基本的原子层面的行为入手，然后逐步上升到宏观的变形行为。这种由微观到宏观的逻辑递进，让我能够清晰地理解不同机制的物理根源。例如，在解释空位扩散蠕变时，书中不仅给出了空位在晶格中的运动过程，还详细分析了空位浓度如何受到温度和应力的影响，以及这种影响如何最终导致材料的宏观变形。我非常欣赏书中对不同蠕变模型之间相互关系的阐述。作者并没有将它们割裂开来，而是分析了它们在不同应力-温度条件下的适用性，以及它们之间可能存在的过渡和叠加效应。这让我能够更全面地理解蠕变现象的复杂性。我还在仔细研究书中关于蠕变损伤累积和寿命预测的部分，这对于工程设计和安全评估至关重要。这本书的内容密度很高，每一页都充满了知识点，我需要放慢阅读速度，才能更好地吸收其中的信息。

评分☆☆☆☆☆

这本《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》给我的第一印象是其内容的深度和广度都令人印象深刻。尽管我还没有来得及深入每一个章节，但仅从目录和前几章的浏览，我就能感受到作者在材料科学领域深厚的积累。这本书似乎并没有回避那些复杂且具有挑战性的理论，而是以一种清晰且有条理的方式呈现出来。我特别留意到书中对不同合金体系在高温环境下表现出的蠕变行为进行了详细的对比分析，这对于我正在进行的相关研究项目来说，无疑是宝贵的参考资料。它不仅仅停留在理论层面，还非常注重结合实际的工程应用，比如航空航天、能源等领域对高性能材料的严苛要求。书中对这些应用场景下，材料蠕变问题的分析，让我能够更直观地理解理论知识的价值所在。我喜欢作者在解释复杂模型时，会辅以大量的图表和实验数据，这使得抽象的概念变得更加具体，也更易于理解和记忆。例如，在讲解位错蠕变机制时，书中提供的显微组织照片和相应的应力-应变曲线，为我描绘了一幅生动的微观世界景象，让我仿佛能亲眼看到金属晶格内部的原子是如何移动和相互作用的。这本书的语言风格也相当专业，但又不失严谨和流畅，没有使用过多晦涩难懂的术语，对于有一定材料科学背景的读者来说，阅读起来会相对轻松。我非常期待深入研究书中的具体章节，特别是关于长期蠕变预测和材料设计的部分，相信会对我的工作有很大的启发。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚开始涉足金属蠕变这个领域，所以一本系统性的教材对我来说至关重要。《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》这本书，从我的初步接触来看，可以说是一部非常有价值的入门读物。它的结构安排非常合理，从最基础的定义和现象讲起，循序渐进地深入到复杂的理论模型和实验方法。书中对蠕变现象的描述，不仅仅是停留在宏观的变形，而是深入到微观的原子和晶格层面，解释了为什么金属会在高温高应力下发生这种缓慢但不可逆的变形。我尤其喜欢书中在介绍每一个蠕变机制时，都会配以清晰的示意图，例如点缺陷扩散、位错运动、晶界滑动等等，这些图解有效地帮助我理解了抽象的物理过程。而且，作者并没有简单地罗列这些机制，而是花了大量篇幅来分析它们之间的相互作用以及在不同材料和不同应力应变条件下的主导地位。这种深入的分析让我能够更好地把握蠕变的复杂性。此外，书中还强调了实验的重要性，介绍了多种用于测量蠕变应变和监测材料微观结构变化的实验技术，这对于想要进行实际研究的读者来说，提供了非常实用的指导。我还在努力消化书中的一些数学模型，但我相信随着阅读的深入，这些模型会帮助我更精确地量化和预测材料的蠕变行为。这本书的全面性和深度，让我觉得它不仅仅是一本教科书，更是一本可以反复查阅的参考书。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样已经从事金属材料研究多年的工程师来说，《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》这本书无疑是为我的知识体系再添一块重要的基石。我发现它在保持经典理论精髓的同时，也积极地纳入了近年来材料科学领域的最新研究成果和发展趋势。书中的一些章节，比如关于纳米晶材料的蠕变行为，以及在复杂应力状态下材料的蠕变响应，都展现了作者紧跟时代步伐的研究视野。我印象深刻的是，书中对于不同合金系统，例如高温镍基合金、钛合金、铝合金等，在蠕变方面的详细比较和分析。这些对比不仅仅是列出数据，更是深入剖析了不同合金成分、微观组织结构以及热处理工艺如何影响它们的蠕变抗力。这对于我日常工作中进行材料选型和性能优化，提供了极大的便利和参考价值。我尤其欣赏的是，书中对蠕变断裂的机制也进行了深入的探讨，包括蠕胀、蠕裂以及这些损伤如何相互作用最终导致材料失效。理解这些断裂机制，对于设计更可靠、更长寿命的零部件至关重要。这本书的参考文献也非常丰富，涵盖了大量的经典和前沿文献，这对于我希望进一步深入研究某个特定方向的课题，提供了宝贵的线索。它让我看到了一个更广阔的研究领域，也激发了我对材料科学更多未知的探索欲望。

评分☆☆☆☆☆

我最近拿到的《金属与合金蠕变的基本原理（第3版）》这本书，确实给我留下了非常深刻的印象。它在处理复杂理论问题时，展现出了一种非常独特的叙事方式，不是生硬地堆砌公式和概念，而是将科学的严谨性和逻辑性巧妙地融入到流畅的文字叙述之中。我发现，即使是对于一些我之前认为非常难以理解的蠕变机制，例如空位扩散机制和位错爬行机制，通过书中细致的解释和清晰的图示，也变得相对容易掌握。作者似乎非常善于运用类比和形象化的语言来帮助读者理解抽象的物理过程，这对于我这样的非理论专业背景的读者来说，简直是福音。我特别欣赏书中关于不同合金体系在蠕变行为上的差异性分析。它不仅仅是简单地列举出各种合金在不同温度和应力下的蠕变速率，更是深入探讨了造成这些差异的根本原因，比如原子扩散率、晶界结构、析出相的钉扎作用等等。这种深层次的分析，让我能够从更本质的角度去理解材料的性能。我还在仔细研究书中关于蠕变损伤累积模型的部分，这对于预测材料在长期服役过程中的寿命至关重要。这本书的阅读体验非常好，让我能够沉浸在知识的世界里，并且能够持续地获得新的认知和理解。