本书为“材料先进成型与加工技术丛书”之一。金属材料是人类使用最广泛的材料之一，在国防建设和国民经济发展中发挥着不可替代的作用。随着科学技术的进步，金属材料朝着高性能化、功能化等方向快速发展，以满足新型装备对力学、物理、化学等性能更高更广泛的要求。本书总结了作者团队在超高强度钢、新型高温合金、非晶合金及其复合材料、高强韧镁合金等金属结构材料的最新研究成果，详细探讨了提高金属材料力学和理化性能的新原理与新方法。

国防科技创新特区重点项目首席科学家，南京理工大学材料评价与设计教育部工程 研究中心主任。以第一完成人曾获国家技术发明奖二等奖等诸多荣誉。

目录
总序
前言
（上）
第1章 超高强度钢 1
1.1 纳米相强化超高强度钢 1
1.1.1 纳米相种类 1
1.1.2 纳米相的热稳定性 7
1.1.3 纳米相强化超高强度钢的性能 9
1.1.4 纳米相强化超高强度钢的应用 10
1.2 低合金超高强度钢 10
1.2.1 低合金超高强度钢发展历程 10
1.2.2 低合金超高强度钢的合金成分设计 12
1.2.3 低合金超高强度钢的微观组织设计 16
1.3 界面偏析纳米异构超高强度钢 20
1.3.1 纳米异构钢铁材料设计原理 20
1.3.2 纳米异构超高强度钢微观结构调控 24
1.3.3 纳米异构超高强度钢力学性能 34
1.3.4 纳米异构超高强度钢强韧化机制 40
参考文献 49
第2章 新型高温合金 53
2.1 定向凝固镍基单晶高温合金 53
2.1.1 熔体热处理对镍基单晶高温合金组织性能的影响 57
2.1.2 新型无Re镍基单晶高温合金 62
2.2 铸造TiAl合金 70
2.2.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb合金 70
2.2.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb-V合金 101
2.3 变形TiAl合金 109
2.3.1 TiAlMn合金热加工行为 109
2.3.2 TiAlMn合金连续冷却相转变行为 122
2.4 PST TiAl单晶 132
2.4.1 TiAl单晶研究历程 133
2.4.2 PST TiAl单晶力学性能与变形机制 137
2.4.3 TiAl合金高温抗氧化涂层 152
参考文献 155
第3章 非晶合金及其复合材料 157
3.1 非晶合金原子结构 157
3.1.1 非晶合金的结构模型 158
3.1.2 非晶合金形成过程中的结构演化 162
3.1.3 非晶合金局域有序化原子结构及原子堆垛 174
3.1.4 冷却速率对非晶合金微观结构的影响 179
3.1.5 成分对非晶合金微观结构的影响 182
3.2 非晶合金及其复合材料成分设计 188
3.2.1 Zr-Ti-Cu-Ni-Be非晶合金及其复合材料成分设计 190
3.2.2 氧元素对Zr-BMG合金中的相竞争及非晶形成能力的影响 198
3.3 非晶复合材料微观结构调控及力学行为 207
3.3.1 内生塑性第二相非晶复合材料 208
3.3.2 铸态内生高硬度第二相/BMG复合材料 226
3.4 非晶复合材料腐蚀行为 233
参考文献 240
第4章 高强韧镁合金 246
4.1 旋转锻模技术制备大块高强镁锂合金 246
4.1.1 力学性能 247
4.1.2 显微组织结构表征 248
4.1.3 讨论分析 252
4.1.4 小结 253
4.2 镁合金缺陷与界面修饰 253
4.2.1 镁合金的小角度晶界 253
4.2.2 镁合金的孪晶界 257
4.2.3 镁合金的大角度晶界及界面相结构 275
4.2.4 缺陷及界面修饰的作用 292
4.3 镁合金塑性变形机制与合金化设计 302
4.3.1 镁合金塑性变形机制的研究概述 302
4.3.2 锥面Ⅱ型？c+a？位错的形成和分解机制 304
4.3.3 镁合金中锥面滑移系开启的多能垒判断标准 312
4.3.4 多滑移系协同作用及综合效应 317
参考文献 322
关键词索引 325
（下）
第5章 高强高导铜及其复合材料 327
5.1 铜及铜合金变形规律与本构方程 327
5.2 大变形加工高强高导铜及铜合金 329
5.2.1 纯铜 330
5.2.2 铜合金 332
5.3 定向组织高强高导铜及铜合金 340
5.3.1 纯铜的微观组织定向设计 341
5.3.2 铜基复合材料的定向微观组织设计 349
5.4 高导电（导热）铜基石墨烯复合材料 355
5.4.1 电沉积铜 355
5.4.2 Gr/Cu复合箔 358
5.4.3 Gr/Cu复合线 360
参考文献 361
第6章 高强韧铝基复合材料 365
6.1 高强韧高刚度铝基复合材料 365
6.1.1 增强相的选择原则及种类 365
6.1.2 纳米颗粒增强铝基复合材料及其强化方式 367
6.1.3 非均匀组织增强型复合材料 370
6.1.4 高强韧高刚度Al3BC/6061铝基复合材料 372
6.2 高强韧耐热铝基复合材料 383
6.2.1 AlNp/Al复合材料微观组织 385
6.2.2 AlNp/Al复合材料的室温力学性能 388
6.2.3 AlNp/Al复合材料的高温力学性能 389
6.2.4 AlNp/Al复合材料的高温强韧化机理 392
参考文献 398
第7章 晶界强化金属材料 402
7.1 晶界与晶界工程 402
7.1.1 晶界的晶体学描述 402
7.1.2 重位点阵晶界 402
7.1.3 晶界工程 405
7.2 奥氏体不锈钢的晶界工程 405
7.2.1 304不锈钢晶界特征分布的初始晶粒尺寸效应 406
7.2.2 304不锈钢晶界特征分布与变形方式的相关性 423
7.2.3 晶界结构调控的奥氏体不锈钢性能 439
7.3 纯铜的晶界工程 492
7.3.1 纯铜的晶界结构调控 492
7.3.2 晶界结构调控的纯铜性能 499
参考文献 504
第8章 磁相变合金及其磁驱动效应 506
8.1 磁相变合金的几类典型磁驱动效应简介 506
8.2 Ni51-xMn33.4In15.6Vx Heusler合金中的低场可逆磁热效应 511
8.3 Mn1-xFe2xNi1-xGe1-ySiy合金的相变热滞调控和可逆磁热效应 519
8.4 MnCoSi合金的室温可逆巨磁致伸缩效应 530
8.5 磁性相变材料的负/零热膨胀 541
8.6 (Mn,Fe)2(P,Si)基合金的一级磁弹相变与巨磁热效应 546
参考文献 553
第9章 新型热电材料 560
9.1 硒化锡 560
9.2 碲化锡合金 570
参考文献 573
第10章 其他金属材料新进展 575
10.1 Ti-23Nb-0.7Ta-2Zr-O合金的冲击性能及其变形机制 575
10.1.1 压缩性能 577
10.1.2 微观结构演化 579
10.2 高强韧高熵合金主要物理性能及变形机制 588
10.2.1 Ni2Co1Fe1V0.5Mo0.2中熵合金高温拉伸性能和变形机制 589
10.2.2 Cr26Mn20Fe20Co20Ni14高熵合金冲击性能和变形机制 596
10.2.3 AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金力学性能和变形机制 603
参考文献 607
关键词索引 613