粉末冶金材料的疲劳

陈鼎，湖南大学，教授，博士生导师，陈鼎教授1975年3月生, 湖南大学教授/博士生导师。材料学（中南大学）与材料物理（日本东北大学）双博士，京都大学博士后。2000年以来在国内外公开发表和接收发表学术论文200余篇, 其中国际英文学术SCI期刊论文112篇，以第 一作者与通讯作者身份在国外相关领域的刊物上发表SCI论文80余篇，论文被SCI/EI收录300余篇次，主要论文被包括《PROGRESS IN MATERIALS SCIENCE》《PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE》《ADVANCED
MATERIALS 》《CHEMISTRY OF MATERIALS》《Bioresource Technology》《ACTA MATERIALIA》《SCIENTIFIC REPORTS》《GREEN CHEMISTRY》《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES 》《INTERNATIONAL JOURNAL OF PLASTICITY》在内的相关领域的国际刊物他引560余次（H因子为14，G因子20）。出版国内外学术著作12部（国外3部），获国家发明专利8项，作为第 一获奖人和第二获奖人获部级二等奖各1项。现为《硬质合金》和《精密成形工程》杂志编委。“有色金属钨及硬质合金产业技术创新战略联盟”专家委员会委员。
目前主要从事高性能粉末冶金材料的制备与疲劳性能评估工作，先后从事过Al及Al基复合材料、硬质合金、非晶态合金的疲劳性能研究工作，在相关研究领域承担过省部级重点课题和国家重点实验室课题等多项课题，在国内外学术期刊发表相关领域SCI/EI收录论文数十篇。

《粉末冶金材料的疲劳》全面系统地介绍了粉末冶金材料的疲劳理论和实践，内容包括粉末冶金材料疲劳问题简述以及粉末冶金铝合金、粉末冶金钛合金、粉末冶金镁合金、铁基粉末冶金材料、粉末冶金硬质合金和粉末冶金高温合金的疲劳特性。为了体现粉末冶金材料疲劳问题的特性，在书中与相应的铸造和变形合金的疲劳问题进行了对比介绍。
本书具有很强的实用性和理论参考价值，可作粉末冶金与金属材料相关专业的研究生、本科生教材和专业参考书，也可供从事相关领域的科研单位和企业技术人员参考使用。

第1章本书导读：粉末冶金材料疲劳问题简述001
1.1粉末冶金材料的缺陷002
1.2粉末冶金材料的静疲劳003
1.3细晶、强化相与弥散粒子对粉末冶金合金疲劳性能的影响004
1.4小能量多次冲击和损伤积累005
1.5粉末冶金合金的界面工程005
1.6厚度效应对粉末合金疲劳特性的影响006
1.7显微组织控制006
1.8调和结构对粉末合金疲劳性能的影响007
参考文献008

第2章粉末冶金铝合金的疲劳特性009
2.1铸造与变形铝合金的疲劳裂纹萌生与扩展简介010
2.1.1铸造铝合金的裂纹萌生与扩展010
2.1.2变形铝合金的裂纹萌生与扩展019
2.2粉末铝合金的疲劳裂纹萌生与扩展035
2.2.1粉末铝合金的裂纹萌生037
2.2.2粉末铝合金的裂纹扩展040
2.3粉末铝合金的疲劳强度068
2.3.1晶粒细化对疲劳强度的影响068
2.3.2成分改性对疲劳强度的影响069
2.3.3制备工艺对疲劳强度的影响072
2.3.4颗粒强化对疲劳强度的影响073
2.3.5温度对疲劳强度的影响075
2.4讨论 077
参考文献077

第3章粉末冶金钛合金的疲劳特性083
3.1铸造与变形钛合金的疲劳裂纹萌生与扩展行为简介084
3.1.1铸造与变形钛合金的裂纹萌生084
3.1.2铸造与变形钛合金的裂纹扩展088
3.1.3铸造与变形钛合金的疲劳特性099
3.2粉末冶金钛合金的疲劳裂纹萌生与扩展105
3.2.1粉末冶金钛合金简介105
3.2.2粉末钛合金的裂纹萌生114
3.2.3粉末钛合金的裂纹扩展120
3.2.4粉末冶金钛合金的疲劳特性137
3.3讨论154
参考文献155

第4章粉末冶金镁合金的疲劳特性161
4.1铸造和变形镁合金的裂纹萌生与扩展162
4.1.1镁和镁合金的形变机理和疲劳破坏162
4.1.2铸造和变形镁合金的裂纹萌生172
4.1.3铸造和变形镁合金的裂纹扩展178
4.1.4镁合金的疲劳强度192
4.2粉末镁合金的疲劳裂纹萌生与扩展200
4.2.1粉末镁合金研究进展200
4.2.2粉末镁合金的疲劳裂纹萌生与扩展212
4.2.3粉末镁合金的疲劳特性224
4.3讨论229
参考文献229

第5章铁基粉末冶金材料的疲劳特性234
5.1多孔钢的疲劳裂纹萌生与扩展235
5.1.1多孔钢的疲劳裂纹萌生235
5.1.2多孔钢裂纹扩展路径237
5.1.3多孔钢的裂纹扩展速率239
5.1.4多孔钢的疲劳裂纹扩展模式247
5.1.5裂纹的闭合和偏转249
5.1.6多孔钢的疲劳性能251
5.1.7多孔钢的疲劳比和损伤参数263
5.2多孔钢的滚动接触疲劳266
5.2.1多孔钢的表面致密化266
5.2.2齿根的弯曲疲劳和齿面的滚动接触疲劳269
5.2.3多孔钢滚压表面致密化工艺的研究275
5.3注射成形烧结钢的疲劳特性297
5.3.1注射成形烧结钢的缺陷298
5.3.2注射成形4600烧结合金钢的疲劳特性299
5.3.3注射成形不锈钢的疲劳特性301
5.3.4注射成形Fe-Ni合金的疲劳特性306
5.3.5注射成形Fe-Ni-C系低合金钢的疲劳特性307
5.3.6金属注射成形冷作工具钢的超声疲劳性能308
5.4粉末热锻钢的疲劳裂纹萌生与扩展309
5.4.1粉末热锻钢的疲劳裂纹萌生310
5.4.2粉末热锻钢疲劳裂纹扩展路径311
5.4.3粉末热锻钢疲劳裂纹的扩展速率314
5.4.4粉末热锻钢的疲劳特性321
5.4.5粉末锻造连杆的疲劳强度325
5.5粉末高速钢的疲劳裂纹萌生与扩展333
5.5.1熔铸高速工具钢的裂纹萌生与扩展333
5.5.2粉末高速钢的疲劳裂纹萌生与扩展341
5.5.3喷射沉积高速工具钢364
5.6讨论367
参考文献367

第6章粉末冶金硬质合金的疲劳特性375
6.1引言376
6.2硬质合金疲劳裂纹萌生行为377
6.3疲劳裂纹扩展行为383
6.3.1裂纹扩展路径384
6.3.2硬质合金的疲劳裂纹扩展模式386
6.3.3影响疲劳裂纹扩展的外在因素387
6.3.4影响疲劳裂纹扩展的内在因素404
6.4硬质合金的疲劳特性410
6.4.1化学成分对疲劳特性的影响410
6.4.2疲劳加载模式对疲劳强度的影响411
6.4.3环境对疲劳特性的影响413
6.4.4表面状态对疲劳强度的影响415
6.5硬质合金的增韧处理416
6.5.1硬质合金增韧理论416
6.5.2硬质合金增韧方法419
6.6硬质合金的多冲和静疲劳试验422
6.6.1多冲试验的发展历程422
6.6.2陶瓷材料的静疲劳423
6.6.3硬质合金的小能多冲和静载疲劳研究424
6.7硬质合金的厚度效应与工具设计429
6.7.1单位质量的疲劳寿命429
6.7.2硬质合金静疲劳寿命的厚度效应430
6.7.3微观组织参数对硬质合金厚度效应的影响431
6.7.4工业装备的实际应用的验证432
6.8讨论433
参考文献433

第7章粉末冶金高温合金的疲劳特性438
7.1铸造和变形高温合金的疲劳特性简介439
7.1.1铸造和变形高温合金的裂纹萌生和扩展439
7.1.2铸造和变形合金的疲劳特性458
7.2粉末高温合金的疲劳特性471
7.2.1粉末冶金高温合金的应用与发展471
7.2.2粉末高温合金的裂纹萌生与扩展493
7.2.3粉末高温合金的疲劳性能522
7.3氧化物弥散强化高温合金的疲劳特性547
7.3.1氧化物弥散强化高温合金的发展历史547
7.3.2几种典型的MAODS的性能551
7.3.3氧化物弥散强化高温合金的疲劳特性557
7.4讨论573
参考文献573