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高温合金基础与应用

作者: [英] 罗格C.里德著 , 何玉怀译

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2016-11

版次: 1

ISBN: 9787111542230

定价: 149.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 343页

字数: 429千字

正文语种: 简体中文

原版书名: The Superalloys Fundamentals and Applications

丛书: 国际制造业先进技术译丛

分类: 工程技术

23人买过

　　高温合金是在高温下具有优良力学性能的材料。本书从工程的角度围绕合金设计、工艺发展、工程构件、寿命评估和材料行为等主题进行了描述，介绍了用于指导高温合金成分设计和制造的基本的冶金原理、两种关键的燃气涡轮发动机部件涡轮叶片和涡轮盘的高温合金技术、表面涂层技术等内容。
　　全书共6章。第1章介绍了适用于高温的材料要求和镍基高温合金的发展；第2章详述了高温合金的物理冶金，强调了高温合金与其他工程合金的区分细节，包括γ′强化相、反相畴界类缺陷的作用、独特的颗粒增强机理、反常屈服效应和蠕变变形行为；第3章和第4章介绍了两种关键的燃气涡轮发动机部件涡轮叶片和涡轮盘的高温合金技术，并给出了有明确应用背景的高温合金的加工、合金设计和微观结构/性能之间的关系；第5章介绍了表面涂层技术，该技术随着工作温度的提高变得越来越关键；第6章给出了对高温合金技术未来发展的预测。
　　本书在每章的结尾都有相应的练习，作为对读者理解相关基本原理的测试。关于该主题的更多资源可以在www.cambridge.org/9780521070119上获得。
　　本书可供从事材料研究的科研人员、工程技术人员和高校相关专业的师生参考使用，也可以供更高水平的物理冶金研究人员以及实践工程师参考。
作者：（英国）罗格·C.里德（Roger C.Reed）译者：何玉怀赵文侠曲士昱译丛序
译者序
序
前言
致谢
第1章引言1
1.1高温下服役的材料1
1.1.1高温材料的特点1
1.1.2作为高温材料的高温合金2
1.1.3高温合金结构失效实例4
1.2燃气涡轮发动机对高温材料的要求8
1.3高温下服役材料的选择16
1.3.1蠕变性能的拉森-米勒(Larson-Miller)准则16
1.3.2高温合金发展史18
1.3.3镍作为高温材料的优势22
1.4小结28
问题28
参考文献30
第2章镍及镍合金的物理冶金学32
2.1镍合金的成分-微观结构关系33
2.1.1FCC相34
2.1.2γ′相39
2.1.3高温合金中的其他相47
2.2镍及镍合金中的缺陷53
2.2.1γ（FCC）相中的缺陷54
2.2.2γ′相中的缺陷63
2.3镍合金中的强化效应72
2.3.1γ′相颗粒强化73
2.3.2高温合金强化的温度相关性82
2.3.3γ′合金中的反常屈服效应85
2.4镍合金的蠕变行为89
2.4.1镍的蠕变行为89
2.4.2固溶强化镍合金中的蠕变强化94
2.4.3沉淀硬化镍合金中的蠕变强化98
2.5小结101
附录镍表现的各向异性弹性103
问题107
参考文献113
第3章单晶高温合金叶片的应用119
3.1涡轮叶片的凝固工艺120
3.1.1定向凝固叶片的熔模铸造法120
3.1.2定向凝固过程中的传热分析130
3.1.3定向凝固过程中缺陷的形成136
3.1.4工艺过程对枝晶尺寸的影响142
3.2单晶高温合金的成分优化143
3.2.1指导原则1145
3.2.2指导原则2147
3.2.3指导原则3150
3.2.4指导原则4154
3.3单晶高温合金的力学行为162
3.3.1蠕变行为162
3.3.2疲劳行为178
3.4涡轮叶片组的尺寸和形状设计186
3.4.1涡轮叶片长度估算186
3.4.2涡轮叶片组平均半径的选择189
3.4.3叶片横截面出口角度估算190
附录孤立枝晶的生长(用半球状针近似)192
问题193
参考文献200
第4章涡轮盘用高温合金206
4.1涡轮盘用合金的制备工艺206
4.1.1铸造与锻造工艺210
4.1.2粉末冶金工艺219
4.2涡轮盘合金的成分、微观组织与性能224
4.2.1指导原则1224
4.2.2指导原则2233
4.2.3指导原则3239
4.3涡轮盘的服役寿命评估245
4.3.1几何形状简化的涡轮盘应力分析245
4.3.2涡轮盘的寿命评估方法247
4.3.3涡轮盘的无损检测258
问题259
参考文献263
第5章环境作用下的涂层损伤268
5.1高温合金涂层的沉积工艺270
5.1.1电子束物理气相沉积270
5.1.2等离子喷涂272
5.1.3包埋渗和化学气相沉积方法277
5.2热障涂层281
5.2.1隔热效果评价281
5.2.2热障涂层陶瓷材料的选择282
5.2.3陶瓷层热传导的控制因素285
5.3涂覆涂层289
5.3.1镍基涂覆涂层的氧化行为291
5.3.2带涂覆涂层高温合金的力学性能296
5.4扩散层302
5.5热障涂层体系的失效机理308
5.5.1引言308
5.5.2TBC涂层体系失效机理分析309
5.5.3寿命评估模型314
5.5.4缺陷对近热生长氧化层的作用316
5.6小结319
问题319
参考文献322
第6章总结和展望333
6.1涡轮叶片用高温合金的发展趋势335
6.2涡轮盘用高温合金和工艺的发展趋势339
6.3结束语342
参考文献343
内容简介:
　　高温合金是在高温下具有优良力学性能的材料。本书从工程的角度围绕合金设计、工艺发展、工程构件、寿命评估和材料行为等主题进行了描述，介绍了用于指导高温合金成分设计和制造的基本的冶金原理、两种关键的燃气涡轮发动机部件涡轮叶片和涡轮盘的高温合金技术、表面涂层技术等内容。
　　全书共6章。第1章介绍了适用于高温的材料要求和镍基高温合金的发展；第2章详述了高温合金的物理冶金，强调了高温合金与其他工程合金的区分细节，包括γ′强化相、反相畴界类缺陷的作用、独特的颗粒增强机理、反常屈服效应和蠕变变形行为；第3章和第4章介绍了两种关键的燃气涡轮发动机部件涡轮叶片和涡轮盘的高温合金技术，并给出了有明确应用背景的高温合金的加工、合金设计和微观结构/性能之间的关系；第5章介绍了表面涂层技术，该技术随着工作温度的提高变得越来越关键；第6章给出了对高温合金技术未来发展的预测。
　　本书在每章的结尾都有相应的练习，作为对读者理解相关基本原理的测试。关于该主题的更多资源可以在www.cambridge.org/9780521070119上获得。
　　本书可供从事材料研究的科研人员、工程技术人员和高校相关专业的师生参考使用，也可以供更高水平的物理冶金研究人员以及实践工程师参考。
作者简介:
作者：（英国）罗格·C.里德（Roger C.Reed）译者：何玉怀赵文侠曲士昱
目录:
译丛序
译者序
序
前言
致谢
第1章引言1
1.1高温下服役的材料1
1.1.1高温材料的特点1
1.1.2作为高温材料的高温合金2
1.1.3高温合金结构失效实例4
1.2燃气涡轮发动机对高温材料的要求8
1.3高温下服役材料的选择16
1.3.1蠕变性能的拉森-米勒(Larson-Miller)准则16
1.3.2高温合金发展史18
1.3.3镍作为高温材料的优势22
1.4小结28
问题28
参考文献30
第2章镍及镍合金的物理冶金学32
2.1镍合金的成分-微观结构关系33
2.1.1FCC相34
2.1.2γ′相39
2.1.3高温合金中的其他相47
2.2镍及镍合金中的缺陷53
2.2.1γ（FCC）相中的缺陷54
2.2.2γ′相中的缺陷63
2.3镍合金中的强化效应72
2.3.1γ′相颗粒强化73
2.3.2高温合金强化的温度相关性82
2.3.3γ′合金中的反常屈服效应85
2.4镍合金的蠕变行为89
2.4.1镍的蠕变行为89
2.4.2固溶强化镍合金中的蠕变强化94
2.4.3沉淀硬化镍合金中的蠕变强化98
2.5小结101
附录镍表现的各向异性弹性103
问题107
参考文献113
第3章单晶高温合金叶片的应用119
3.1涡轮叶片的凝固工艺120
3.1.1定向凝固叶片的熔模铸造法120
3.1.2定向凝固过程中的传热分析130
3.1.3定向凝固过程中缺陷的形成136
3.1.4工艺过程对枝晶尺寸的影响142
3.2单晶高温合金的成分优化143
3.2.1指导原则1145
3.2.2指导原则2147
3.2.3指导原则3150
3.2.4指导原则4154
3.3单晶高温合金的力学行为162
3.3.1蠕变行为162
3.3.2疲劳行为178
3.4涡轮叶片组的尺寸和形状设计186
3.4.1涡轮叶片长度估算186
3.4.2涡轮叶片组平均半径的选择189
3.4.3叶片横截面出口角度估算190
附录孤立枝晶的生长(用半球状针近似)192
问题193
参考文献200
第4章涡轮盘用高温合金206
4.1涡轮盘用合金的制备工艺206
4.1.1铸造与锻造工艺210
4.1.2粉末冶金工艺219
4.2涡轮盘合金的成分、微观组织与性能224
4.2.1指导原则1224
4.2.2指导原则2233
4.2.3指导原则3239
4.3涡轮盘的服役寿命评估245
4.3.1几何形状简化的涡轮盘应力分析245
4.3.2涡轮盘的寿命评估方法247
4.3.3涡轮盘的无损检测258
问题259
参考文献263
第5章环境作用下的涂层损伤268
5.1高温合金涂层的沉积工艺270
5.1.1电子束物理气相沉积270
5.1.2等离子喷涂272
5.1.3包埋渗和化学气相沉积方法277
5.2热障涂层281
5.2.1隔热效果评价281
5.2.2热障涂层陶瓷材料的选择282
5.2.3陶瓷层热传导的控制因素285
5.3涂覆涂层289
5.3.1镍基涂覆涂层的氧化行为291
5.3.2带涂覆涂层高温合金的力学性能296
5.4扩散层302
5.5热障涂层体系的失效机理308
5.5.1引言308
5.5.2TBC涂层体系失效机理分析309
5.5.3寿命评估模型314
5.5.4缺陷对近热生长氧化层的作用316
5.6小结319
问题319
参考文献322
第6章总结和展望333
6.1涡轮叶片用高温合金的发展趋势335
6.2涡轮盘用高温合金和工艺的发展趋势339
6.3结束语342
参考文献343

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