鈦合金相變及熱處理

內(nèi)容概要

這本《鈦合金相變及熱處理(精)》由趙永慶、陳永楠、張學(xué)敏、曾衛(wèi)東、王磊編著，是目前國際上有關(guān)鈦合金相變與熱處理研究的最新著作。書中全面系統(tǒng)地介紹了鈦與鈦合金的最新研究成果。內(nèi)容覆蓋了鈦合金的特性、加工技術(shù)、應(yīng)用、相變理論、熱處理技術(shù)、微觀組織變化、力學(xué)性能研究、超塑成形、半固態(tài)加工及鍛造等，并對相應(yīng)的科學(xué)問題進(jìn)行了論述。
《鈦合金相變及熱處理(精)》的特點(diǎn)是各個(gè)章節(jié)由來自不同研究機(jī)構(gòu)和院校的專家撰寫。書中附有大量的圖表，數(shù)據(jù)翔實(shí)，對鈦合金材料的研究具有較強(qiáng)的理論指導(dǎo)意義和很高的參考價(jià)值?？晒氖骡伜辖鹧芯?、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的科技人員和工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

趙永慶，男，博士、教授、博導(dǎo)，國家鈦合金973計(jì)劃首席科學(xué)家，西北有色金屬研究院副總工程師。自1991年參加工作以來，一直從事鈦合金材料的研究與開發(fā)，主持承擔(dān)包括國家973計(jì)劃、科技支撐計(jì)劃、863項(xiàng)目、國防973計(jì)劃課題、總裝預(yù)研項(xiàng)目、海裝預(yù)研項(xiàng)目、軍品配套項(xiàng)目、973引導(dǎo)項(xiàng)目、自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目、陜西省13115創(chuàng)新工程項(xiàng)目50余項(xiàng)，先后獲得國家科技進(jìn)步獎1項(xiàng)、省部級科技一等獎3項(xiàng)、省部級二等獎8項(xiàng)；獲授權(quán)發(fā)明專利30件；發(fā)表學(xué)術(shù)論文500余篇，編著《鈦合金及應(yīng)用》、《鈦及鈦合金金相圖譜》專著2本，參與編寫專著5本。制定國軍標(biāo)3項(xiàng)，培養(yǎng)碩、博士研究生40多名。同時(shí)兼任陜西省13115創(chuàng)新工程“鈦工程技術(shù)研究中心”主任等。先后榮獲國家新世紀(jì)百千萬人才、政府特殊津貼專家、陜西省有突出貢獻(xiàn)專家、首屆省科技勞模、國家軍品協(xié)作配套先進(jìn)個(gè)人等榮譽(yù)。
陳永楠，男，博士、講師，2009年畢業(yè)于西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，獲博士學(xué)位。2010年于長安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院工作至今，長期從事高性能低成本化鈦合金加工技術(shù)、鈦合金高溫力學(xué)性能、鈦合金表面處理及生物醫(yī)用鈦合金的研究。先后主持或參與國家973引導(dǎo)項(xiàng)目、國家留學(xué)基金項(xiàng)目、陜西省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目，取得眾多科研成果，5年內(nèi)先后在國內(nèi)外最具影響力的期刊發(fā)表論文30余篇，其中SCI收錄超過20篇，授權(quán)國家發(fā)明專利2項(xiàng)。
張學(xué)敏，女，博士、講師，2010年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院材料學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位，2007—2008年作為首批“國家建設(shè)高水平大學(xué)研究生項(xiàng)目”的公派博士生赴澳大利亞Monash大學(xué)進(jìn)行為期一年的聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)習(xí)；同年進(jìn)人長安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院任教至今。長期從事鈦合金先進(jìn)成形技術(shù)及工藝研究、鈦合金變形行為模擬及缺陷預(yù)測、鈦合金表面處理、生物醫(yī)用鈦合金及其復(fù)合陶瓷材料的研究。作為骨干參與省部級課題3項(xiàng)，其中包括國家973項(xiàng)目、科技攻關(guān)項(xiàng)目、陜西省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目。先后在國內(nèi)外著名期刊發(fā)表論文16篇，其中SCI、EI收錄12篇。
曾衛(wèi)東，男，博士后、教授、博士生導(dǎo)師。2000—2001年赴德國宇航院材料研究所做訪問學(xué)者。長期從事鈦合金先進(jìn)成形技術(shù)與數(shù)值模擬仿真研究工作，先后主持和參加國家973計(jì)劃、國家自然基金、國家科技支撐計(jì)劃、新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃、國家軍品配套等國家級和省部級重大科研項(xiàng)目20余項(xiàng)。獲國家科學(xué)技術(shù)二等獎1項(xiàng)，國防科工委科技一等獎1項(xiàng)，陜西省科技一等獎、二等獎各1項(xiàng)，國家教委科技進(jìn)步二等獎、三等獎各1項(xiàng)。發(fā)表論文100余篇，被SCI、EI等收錄50余次，培養(yǎng)博士生、碩士生20余名。先后榮獲陜西省高教系統(tǒng)優(yōu)秀青年教師共產(chǎn)黨員、陜西省第五屆青年科技獎、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃、西北工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀青年教師等榮譽(yù)稱號。
王磊，博士、教授、博導(dǎo)，現(xiàn)任東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院副院長。1993年破格晉升為副教授。1997年在日本獲工學(xué)博士學(xué)位。1997—2004年在日本的兩所國立大學(xué)任教6年。現(xiàn)任日本金屬學(xué)會外國會員、中國金屬學(xué)會高溫材料分會理事、中國機(jī)械工程學(xué)會材料分會理事等。長期從事高溫材料、智能材料微觀組織與性能的控制以及材料環(huán)境力學(xué)行為與強(qiáng)韌化等方面的研究。主持并承擔(dān)了國家973計(jì)劃、國防軍工項(xiàng)目、國際科技合作項(xiàng)目等科研課題42項(xiàng)。先后在Scripta
Mater.、Mater·、Sci.Eng.A、Mater.Tra.等著名刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文166篇。獲省部級科技進(jìn)步獎5項(xiàng)，出版(合作出版)教材(專著)5部。主講的“材料的力學(xué)性能”榮獲省級精品課程，此外承擔(dān)了“材料學(xué)”、“材料科學(xué)基礎(chǔ)”、“高溫材料學(xué)”、“材料斷裂力學(xué)基礎(chǔ)”、“材料的強(qiáng)度與組織控制理論”等課程的教學(xué)。

書籍目錄

第1章  鈦及鈦合金的特點(diǎn)、分類及鍛造加工
  1.1 鈦及鈦合金的發(fā)展概況
  1.2 鈦及鈦合金的特點(diǎn)
  1.3 鈦合金的分類
    1.3.1 鈦的合金元素
    1.3.2 鈦合金的分類
  1.4 鈦合金的顯微組織
  1.5 鈦合金的鍛造工藝
    1.5.1 鈦合金的鍛造特性
    1.5.2 鈦合金的鍛造方法
    1.5.3 α+β鍛造工藝
    1.5.4 β鍛造工藝
    1.5.5 近β鍛造工藝
    1.5.6 準(zhǔn)β鍛造工藝
  參考文獻(xiàn)
第2章  鈦合金研究的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
  2.1 概述
  2.2 新型鈦合金的研究進(jìn)展
    2.2.1 宇航用鈦合金
    2.2.2 船用鈦合金
    2.2.3 生物醫(yī)用鈦合金
    2.2.4 低成本鈦合金
    2.2.5 其他合金
  2.3 國內(nèi)外鈦合金研制的差距
  2.4 鈦合金發(fā)展趨勢
  參考文獻(xiàn)
第3章  鈦及鈦合金的應(yīng)用
  3.1 概述
  3.2 宇航應(yīng)用
  3.3 化工、汽車及能源等工業(yè)上的應(yīng)用
  3.4 日常生活領(lǐng)域中的應(yīng)用
    3.4.1 體育器械
    3.4.2 醫(yī)療器械與人工器官
    3.4.3 照相器材
    3.4.4 建筑用鈦
    3.4.5 其他日常生活用途
  3.5 粉末冶金鈦合金的民用
    3.5.1 汽車工業(yè)應(yīng)用
    3.5.2 生物醫(yī)療應(yīng)用
    3.5.3 儲氫應(yīng)用
    3.5.4 其他應(yīng)用
  參考文獻(xiàn)
第4章  鈦合金相變研究方法
  4.1 概述
  4.2 物相類型分析
    4.2.1 物相種類分析原理
    4.2.2 X射線衍射分析
    4.2.3 電子衍射分析
   4.3 微觀組織分析
    4.3.1 光學(xué)電子顯微鏡
    4.3.2 掃描電子顯微鏡
    4.3.3 透射電子顯微鏡
  4.4 相變過程的分析方法
    4.4.1 熱分析法
    4.4.2 電阻分析法
  4.5 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第5章  鈦合金的相變
  5.1 概述
  5.2 鈦與鈦合金的同素異晶轉(zhuǎn)變
  5.3 B鈦合金熱處理過程中的相變
    5.3.1 馬氏體相變
    5.3.2 (1)相變
    5.3.3 B相的分離
    5.3.4 僅相的形成
    5.3.5 馬氏體相的分解
    5.3.6 共析分解
    5.3.7 僅相的分解
    5.3.8 界面相的形成
  5.4 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第6章  熱處理對鈦合金組織和強(qiáng)韌性的影響
  6.1 概述
    6.1.1 鈦合金的熱處理特點(diǎn)
    6.1.2 鈦合金的熱處理類型
  6.2 鈦合金的顯微組織特征
    6.2.1 片層組織
    6.2.2 網(wǎng)籃組織
    6.2.3 雙態(tài)組織
    6.2.4 等軸組織
  6.3 熱處理工藝對鈦合金顯微組織演化的影響
    6.3.1 固溶溫度對TC2l合金顯微組織的影響
    6.3.2 固溶時(shí)間對TC21合金顯微組織的影響
    6.3.3 冷卻方式對TC21合金顯微組織的影響
    6.3.4 時(shí)效溫度對TC21合金組織的影響
    6.3.5 時(shí)效時(shí)間對TC21合金組織的影響
    6.3.6 熱處理對典型鈦合金顯微組織的影響
  6.4 顯微組織對鈦合金強(qiáng)韌性的影響
    6.4.1 LM和BM組織對鈦合金拉伸變形行為的影響
    6.4.2 LM和BM組織對鈦合金低周疲勞(10wcyclefatigue，LCF)行為的影響
    6.4.3 α2相對鈦合金LCF行為的影響
    6.4.4 α相時(shí)效析出行為對鈦合金拉伸性能的影響
    6.4.5 針狀α相對鈦合金韌性的作用
  6.5 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第7章  鈦合金置氫處理組織與性能間的關(guān)系
  7.1 概述
  7.2 鈦合金中氫的特性
    7.2.1 氫在鈦中的存在形式
    7.2.2 氫在鈦中的溶解
    7.2.3 氫在鈦中的擴(kuò)散
    7.2.4 鈦氫微觀作用機(jī)理
  7.3 置氫處理對鈦合金組織和相結(jié)構(gòu)的影響
    7.3.1 置氫處理對α型Ti600合金組織和相結(jié)構(gòu)的影響
    7.3.2 置氫處理對(α+β)型TC21合金組織和相結(jié)構(gòu)的影響
    7.3.3 置氫處理對β型Ti40合金組織和相結(jié)構(gòu)的影響
  7.4 置氫處理對鈦合金性能的影響
    7.4.1 置氫處理對鈦合金室溫性能的影響
    7.4.2 置氫處理對鈦合金高溫性能的影響
    7.4.3 置氫處理對鈦合金超塑性能的影響
  7.5 鈦合金置氫處理技術(shù)的應(yīng)用前景
  7.6 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第8章  鈦合金半固態(tài)熱處理及半固態(tài)加工技術(shù)
  8.1 概述
  8.2 半固態(tài)熱處理對微觀組織的影響
    8.2.1 半固態(tài)溫度對鈦合金組織的影響
    8.2.2 半固態(tài)保溫時(shí)間對鈦合金組織的影響
    8.2.3 半固態(tài)冷卻方式對鈦合金組織的影響
  8.3 鈦合金半固態(tài)熱模擬壓縮變形行為
    8.3.1 不同半固態(tài)變形溫度下Til4合金的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及微觀組織演變
    8.3.2 不同應(yīng)變速率下Til4合金的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及微觀組織演變
    8.3.3 不同變形量合金的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及微觀組織演變
  8.4 鈦合金半固態(tài)鍛造
    8.4.1 Til4合金半固態(tài)可鍛性
    8.4.2 Til4合金半固態(tài)鍛造中的微觀組織演變特征
    8.4.3 鍛件力學(xué)性能評價(jià)
  8.5 小結(jié)
  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁:鈦元素最早是在1791年被英國的礦物學(xué)家和化學(xué)家William Gregor發(fā)現(xiàn)的。1795年，德國化學(xué)家Martin Heinrich Klaproth從匈牙利產(chǎn)的礦石（即金紅石）中分解出了氧化鈦，并以古代希臘神話中的“大地之子”的名字Titans來命名。盡管在兩百多年前就發(fā)現(xiàn)了鈦元素，并且鈦資源在地殼中的儲量豐富，但是由于鈦與氧、氫、氮、碳等元素和絕大多數(shù)耐火材料在高溫下容易發(fā)生反應(yīng)，從而使金屬鈦的提取工藝變得非常復(fù)雜和困難。因此，早期的鈦主要用于繪畫、造紙和塑料用白色顏料，全世界大部分白色顏料為二氧化鈦。第一個(gè)商業(yè)化的鈦產(chǎn)品是在1950年由美國鈦金屬公司（TMCA）生產(chǎn)的，從此拉開了鈦金屬大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的序幕。英國鈦的大規(guī)模生產(chǎn)是帝國金屬T業(yè)公司（IMI）從1951年開始的。日本海綿鈦的生產(chǎn)是從1952年大阪鈦公司開始的。蘇聯(lián)從1954年開始生產(chǎn)海綿鈦，并于1979年成為世界上最大的海綿鈦生產(chǎn)廠家。

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