作為金屬基復合材料中的佼佼者，鈦基復合材料由于其比強度高、比模量大、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能，在國內外引起了廣泛的研究興趣。對鈦基復合材料的關注雖然不少，但針對鈦基復合材料的研究分布比較零散，研究者對鈦基復合材料的基本問題缺乏清晰的、結構完整的概念。本書針對這一現(xiàn)狀，查閱大量文獻，結合本書作者多年對鈦基復合材料的研究經(jīng)驗，使用六章內容詳盡的介紹了鈦基復合材料的定義、特性及應用、分類、研究方法、研究現(xiàn)狀、制備方法、微觀結構、力學性能、數(shù)值模擬、損傷失效等，完成了鈦基復合材料相關知識的體系架構。
更多科學出版社服務，請掃碼獲取。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 鈦基復合材料的定義與分類 4
1.2 鈦基復合材料特性及其應用 4
1.3 增強體的分類 5
1.4 增強體材料的選擇 7
1.4.1復合材料中的TiC 8
1.4.2復合材料中的TiB 8
1.4.3復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 鈦基復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(tài)特性 14
1.7 顆粒增強復合材料理論分析研究現(xiàn)狀 15
1.7.1 宏觀力學理論研究 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 顆粒增強復合材料數(shù)值計算研究現(xiàn)狀 23
參考文獻 24
第2章 鈦基復合材料的制備方法 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(fā)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 增材制造技術法 32
2.17 金屬注射成形法制備Ti-6Al-4V 34
參考文獻 35
第3章 鈦基復合材料的界面及微觀結構 38
3.1 鈦基復合材料界面的定義 38
3.2 鈦基復合材料界面的特征 39
3.2.1 鈦基復合材料界面的效應 39
3.2.2 鈦基復合材料界面的結合機制 40
3.2.3 鈦基復合材料界面的分類及界面模型 41
3.2.4 鈦基復合材料界面微觀結構及界面反應 43
3.2.5 鈦基復合材料界面的穩(wěn)定性 48
3.2.6 鈦基復合材料界面的力學特性 49
3.2.7 鈦基復合材料的界面設計 52
3.3 鈦基復合材料界面的表征 53
3.3.1 鈦基復合材料的界面組織結構表征 53
3.3.2 鈦基復合材料的界面強度的表征 54
3.3.3 鈦基復合材料的界面區(qū)位錯分布 56
3.3.4 鈦基復合材料的界面殘余應力的測試 57
3.4 TiC/Ti復合材料的制備及微觀結構 58
3.4.1 TiC/Ti復合材料的制備 58
3.4.2 TiC/Ti復合材料的相分析和微觀結構 60
3.4.3 凝固過程對復合材料微觀結構的影響 66
3.4.4 Cr、Mo和TiC組分對復合材料微觀結構的影響 69
3.5 TiB/Ti復合材料的制備及微觀結構 71
3.5.1 TiB/Ti復合材料的制備 71
3.5.2 TiB/Ti復合材料的相分析和微觀結構 72
3.6 (TiB+TiC)/Ti復合材料的制備及微觀結構 77
3.6.1 (TiB+TiC)/Ti復合材料的制備 77
3.6.2 (TiB+TiC)/Ti復合材料的相分析和微觀結構 79
3.6.3 (TiB+TiC)/Ti復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 鈦基復合材料的力學性能 93
4.1 鈦基復合材料的室溫力學性能 93
4.1.1 顆粒增強鈦基復合材料的室溫力學性能 93
4.1.2復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復合材料室溫拉伸性能 103
4.1.4 不同冷卻速度下復合材料的室溫力學性能 105
4.1.5復合材料的抗侵徹性能 106
4.2 鈦基復合材料的高溫力學性能 109
4.2.1 顆粒鈦基復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復合材料高溫性能 113
4.2.3 不同熱處理下顆粒增強鈦基復合材料高溫性能 117
4.2.4 TP-650鈦基復合材料的高溫持久和蠕變性能 118
4.2.5復合材料的高溫性能和合金組織的關系 118
4.3 鈦基復合材料的本構模型 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 鈦基復合材料的細觀本構模型 133
參考文獻 155
第5章 鈦基復合材料力學性能的數(shù)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(fā)展 159
5.3 均勻化方法在不同研究領域的應用 161
5.3.1 在傳統(tǒng)領域的應用 161
5.3.2 在生物力學方面 161
5.3.3 在拓撲優(yōu)化方面 162
5.3.4 在多孔介質滲流方面 162
5.4 均勻化理論與其他復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(shù)學基礎和誤差估計 163
5.5.1 基本假設 163
5.5.2 數(shù)學描述 164
5.5.3 橢圓型微分算子的均勻化過程 165
5.5.4 橢圓型微分算子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 基于不動點迭代方法的均勻化理論及數(shù)值模擬 178
5.9.1 不動點迭代方法 178
5.9.2 有限元分析模型 180
5.9.3 數(shù)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序 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序實現(xiàn) 204
5.10.5 二維彈塑性準靜態(tài)有限元總程序 209
5.10.6 非線性動態(tài)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(tài)瞬變有限元總程序 216
5.10.8 顆粒增強鈦基復合材料力學性能的數(shù)值計算結果及分析 222
參考文獻 230
第6章 鈦基復合材料的損傷與失效 232
6.1 金屬基復合材料損傷基本理論 232
6.2 金屬基復合材料的損傷和失效機制 234
6.2.1 金屬基復合材料的損傷機制 234
6.2.2復合材料的失效發(fā)展過程及概率方法 235
6.2.3 損傷統(tǒng)計累積時復合材料的承載能力 235
6.2.4 損傷累積函數(shù)和短纖維段的強度分布 238
6.2.5復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 鈦基復合材料的損傷與失效 246
6.3.1 TiC顆粒增強鈦基復合材料中微裂紋的擴展規(guī)律 246
6.3.2 TiC顆粒增強鈦基復合材料的動態(tài)拉伸損傷機制 248
6.3.3 平面損傷本構關系 250
6.3.4 一維動態(tài)拉伸損傷本構 254
6.3.5 模型參數(shù)與計算結果討論 256
6.4 沖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 亞晶合并動力學計算 266
6.5.3 Ti-6Al-4V絕熱剪切帶內組織演化機制 267
參考文獻 269
第7章 鈦基復合材料的應用與發(fā)展趨勢 272
7.1 鈦基復合材料的應用 272
7.2 鈦基復合材料的發(fā)展趨勢 274
參考文獻 275
彩圖
書單推薦
