高温合金基础与应用

　　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。

暂缺《高温合金基础与应用》作者简介

译丛序译者序序前言致谢第1章引言11.1高温下服役的材料11.1.1高温材料的特点11.1.2作为高温材料的高温合金21.1.3高温合金结构失效实例41.2燃气涡轮发动机对高温材料的要求81.3高温下服役材料的选择161.3.1蠕变性能的拉森-米勒(Larson-Miller)准则161.3.2高温合金发展史181.3.3镍作为高温材料的优势221.4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322.1镍合金的成分-微观结构关系332.1.1FCC相342.1.2γ′相392.1.3高温合金中的其他相472.2镍及镍合金中的缺陷532.2.1γ（FCC）相中的缺陷542.2.2γ′相中的缺陷632.3镍合金中的强化效应722.3.1γ′相颗粒强化732.3.2高温合金强化的温度相关性822.3.3γ′合金中的反常屈服效应852.4镍合金的蠕变行为892.4.1镍的蠕变行为892.4.2固溶强化镍合金中的蠕变强化942.4.3沉淀硬化镍合金中的蠕变强化982.5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1193.1涡轮叶片的凝固工艺1203.1.1定向凝固叶片的熔模铸造法1203.1.2定向凝固过程中的传热分析1303.1.3定向凝固过程中缺陷的形成1363.1.4工艺过程对枝晶尺寸的影响1423.2单晶高温合金的成分优化1433.2.1指导原则11453.2.2指导原则21473.2.3指导原则31503.2.4指导原则41543.3单晶高温合金的力学行为1623.3.1蠕变行为1623.3.2疲劳行为1783.4涡轮叶片组的尺寸和形状设计1863.4.1涡轮叶片长度估算1863.4.2涡轮叶片组平均半径的选择1893.4.3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2064.1涡轮盘用合金的制备工艺2064.1.1铸造与锻造工艺2104.1.2粉末冶金工艺2194.2涡轮盘合金的成分、微观组织与性能2244.2.1指导原则12244.2.2指导原则22334.2.3指导原则32394.3涡轮盘的服役寿命评估2454.3.1几何形状简化的涡轮盘应力分析2454.3.2涡轮盘的寿命评估方法2474.3.3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2685.1高温合金涂层的沉积工艺2705.1.1电子束物理气相沉积2705.1.2等离子喷涂2725.1.3包埋渗和化学气相沉积方法2775.2热障涂层2815.2.1隔热效果评价2815.2.2热障涂层陶瓷材料的选择2825.2.3陶瓷层热传导的控制因素2855.3涂覆涂层2895.3.1镍基涂覆涂层的氧化行为2915.3.2带涂覆涂层高温合金的力学性能2965.4扩散层3025.5热障涂层体系的失效机理3085.5.1引言3085.5.2TBC涂层体系失效机理分析3095.5.3寿命评估模型3145.5.4缺陷对近热生长氧化层的作用3165.6小结319问题319参考文献322第6章总结和展望3336.1涡轮叶片用高温合金的发展趋势3356.2涡轮盘用高温合金和工艺的发展趋势3396.3结束语342参考文献343