目录

●1 枝瞐生长理论的发展历程
1.1 概述 1
1.1.1 枝晶现象 1
1.1.2 枝晶生长过程 2
1.1.3 等轴晶及柱状晶的优缺点 5
1.2 早期枝晶生长理论 6
1.3 微观可解性条件理论 9
1.4 界面波理论 11
1.5 对流对枝晶生长的影响规律 21
1.5.1 远场来流对枝晶生长的影响 24
1.5.2 枝晶生长的稳定性分析 28
参考文献 40

2 过冷熔体等轴瞐凝固的基本理论 44
2.1 概述 44
2.2 过冷熔体中等轴晶生长的动力学模型 44
2.3 浓度场对过冷熔体中等轴晶生长的影响规律 50
2.4 对流对过冷熔体中等轴晶生长的影响规律 56

3 晶核初始生长的演化规律 64
3.1 概述 64
3.2 界面能的各向异性对纯熔体中晶核界面生长的影响规律 64
3.3 界面能的各向异性对二元合金熔体中晶核界面生长的影响规律 72
3.4 远场均匀流对晶核界面生长的影响规律 81
3.5 剪切流对晶核界面生长的影响规律 92
3.6 剪切流和界面能各向异性对晶核界面生长的共同作用机理 98

4 晶核生长的界面演化相场模拟 101
4.1 概述 101
4.2 枝晶生长和等轴晶生长的相场模拟研究现状 102
4.3 凝固过程的相场模拟基本原理 106
4.4 瞐核生长的界面演化数学物理模型 111
4.4.1 纯熔体中晶核生长的界面演化数学物理模型 111
4.4.2 合金熔体中晶核生长的界面演化数学物理模型 116
4.5 瞐核生长的界面演化相场模拟结果 118
4.5.1 纯熔体中晶核生长的界面演化相场模拟结果 118
4.5.2 合金熔体中晶核生长的界面演化相场模拟结果 126
参考文献 132

5 钢中原位纳米增强增韧技术 138
5.1 概述 138
5.2 多点区域微量供给技术制备原位纳米颗粒 138
5.3 原位纳米增强增韧高强钢 140
5.3.1 原位纳米相对组织性能的影响 140
5.3.2 原位纳米增强增韧高强钢的制备及其组织性能 146
5.4 原位纳米相提升高强钢的抗氢脆性能 155
5.4.1 马氏体高强钢中的氢陷阱种类 156
5.4.2 原位纳米增强增韧高强钢的抗氢脆性能 158
5.5 原位纳米相提升焊缝力学性能 161
5.5.1 原位纳米相对高强韧钢焊缝强韧化机理 161
5.5.2 屈强比对焊缝裂纹形成的影响规律 165
5.5.3 焊缝金属的力学性能 169
5.5.4 焊接接头和力学行为的对应关系 172
5.6 本章小结 175
参考文献 175

6 组织成分均匀超高强韧钢铸锭的复合剪切流制备技术 178
6.1 概述 178
6.2 纳微结构超高强韧钢的研制 179
6.2.1 CSFC装置研制及工艺研究 179
6.2.2 超高强韧钢的制备 195
6.3 超高强韧钢的组织与性能研究 196
6.3.1 热处理工艺 197
6.3.2 组织特征 201
6.3.3 学性能 205
6.3.4 强韧化机理 206
6.4 本章小结 224
参考文献 225

7 经典力学解决材料增强增韧的局限性 230
7.1 概述 230
7.2 经典力学范畴内材料的强韧矛盾和强韧化机制探索 231
7.2.1 金属材料变形的基本假设 231
7.2.2 传统材料的强韧化机制探索 231
7.3 原子尺度材料强韧矛盾本质 240
参考文献 243

8 金属量子材料的理论设计 246
8.1 概述 246
8.2 传统金属材料强度和塑性矛盾的经典分子动力学模拟 246
8.2.1 经典分子动力学模拟的基本原理 246
8.2.2 原子势函数 246
8.2.3 经典分子动力学模拟的基本流程 248
8.2.4 经典分子动力学模拟条件 248
8.2.5 晶粒尺寸对强度和塑性影响的经典分子动力学模拟 248
8.2.6 第二相尺寸对强度和塑性影响的经典分子动力学模拟 249
8.2.7 经典尺寸条件下金属材料不存在量子效应的证实 250
8.3 金属量子材料中量子效应的证实 251
8.3.1 多粒子体系的薛定谔方程 251
8.3.2 波恩－奥本海默绝热近似 253
8.3.3 哈特里－福克近似 254
8.3.4 密度泛函理论 257
8.4 金属量子材料Al合金的设计 262
8.4.1 金属量子材料Al合金的弹性性能 262
8.4.2 金属量子材料Al合金的理想拉伸强度和塑性的计算 267
8.4.3 金属量子材料Al合金的理想拉伸强度的揭示 269
8.4.4 金属量子材料A1合金的理想拉伸强度和塑性的竞争机制 271
8.5 金属量子材料Cu合金的设计 274
8.5.1 计算方法和细节 274
8.5.2 Cu合金超胞结构模型的建立 274
8.5.3 金属量子材料Cu合金的理想拉伸强度和塑性的计算 274
8.6 本章小结 277
参考文献 278

9 高强韧长寿命铜合金量子材料 281
9.1 概述 281
9.2 传统铜合金材料 282
9.2.1 弥散强化铜合金 282
9.2.2 超细晶铜合金 284
9.3 铜合金量子材料 286
9.3.1 复合剪切流作用下纳米第二相颗粒的分裂机制 287
9.3.2 铜合金量子材料案例 290
参考文献 314

10 高熵合金量子材料 318
10.1 概述 318
10.2 高熵合金及其量子效应潜质 319
10.2.1 高熵合金的定义 319
10.2.2 高熵合金的相结构 320
10.2.3 高熵合金的制备方法 322
10.2.4 高熵合金的量子效应潜质 323
10.3 高熵合金量子材料的制备及组织性能 337
10.3.1 复合剪切流制备高熵合金量子材料 337
10.3.2 形变热处理对复合剪切流制备的Al0.43CocrFeNi2.1高熵合金量子的组织影响 344
10.3.3 形变热处理对复合剪切流制备的Al0.43CocrFeNi2.1高熵合金量子力学性能影响 351
参考文献 353