金属材料寿命的演变过程

《金属材料寿命的演变过程》结合材料物理变形机制、连续分布位错理论和连续介质断裂力学，详细讨论了金属合金材料在蠕变、疲劳和热机械疲劳以及多重机制协同作用条件下裂纹萌生、扩展的过程和现象，从而推导出相应的裂纹扩展速率方程和寿命公式。
本书适用于从事金属材料和相关领域的科研工作者、高校师生和企事业单位的工程技术人员作为参考书。  

古语云，千里之堤毁于蚁穴。金属材料的断裂起始于晶体缺陷，即位错和空位，它们在应力和温度的影响下遵循热统计动力学的规律发展成微观甚至宏观裂纹或空洞。本书结合材料物理变形机制、连续分布位错理论和连续介质断裂力学，详细讨论了金属合金材料在蠕变、疲劳和热机械疲劳以及多重机制协同作用条件下裂纹萌生、扩展的过程和现象，从而推导出相应的裂纹扩展速率方程和寿命公式。这些公式不仅补充了目前工程上采用的安全寿命法和损伤容限法，更重要的是，对发展一种新的范例——全寿命预测法做出贡献。因此，本书的意义在于为材料强度和寿命分析提供一个连贯的可发展的物理模型。它对工程结构的安全寿命周期管理有重要的参考价值。
本书适用于从事金属材料和相关领域的科研工作者、高校师生和企事业单位的工程技术人员作为参考书。

第1章 速率过程和动力学
现代文明是由先进材料支撑起来的，其范围包括从半导体材料到超合金的应用。因此，材料的寿命和使用期的性能是每个工程设计师所关心的。一个工程器件，小如手机或大如燃气轮机引擎，一旦投入使用，其物质生命时钟便滴答作响地启动。整个寿命周期管理的概念就是围绕争取利益最大化和尽可能降低寿命周期（从产品设计和研发到维护）成本而进行。这就要求人们必须对材料在使用环境（载荷、温度和周围环境）下的寿命演变过程有一个详尽的理解。
鉴于此，将材料比做包含成千上万个原子的大分子是容易理解的。如果原子排列无瑕，整个固体就是一些单位晶格的重复排列，那么其生命是非常简单的：材料将永存于它的理论强度极限之下。现实中材料无法达到它们的理想强度的原因是因为晶体瑕疵的存在，例如在多晶材料中的空位、位错和晶界（不同取向的晶粒之间存在的位错和空位集合面）。这些晶体瑕疵或自然地存在或在材料制造过程中产生，它们在静态或循环载荷下演变成更大的缺陷，如裂纹，并可能最终导致材料的断裂。
本章简要地介绍并描述关于原子排列变动的绝对速率理论，其结果决定了物质的状态。
　……