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第一章 显微结构稳定性的一般问题1

1.1 引言1

1.2 显微结构变化的驱动力——自由能的减少5

1.3 显微结构变化的机制——界面控制和扩散控制10

1.4 定量显微术20

第二章 化学自由能引起的结构不稳定性21

2.1 由非均匀溶质分布引起的不稳定性21

2.1.1 扩散的热力学21

2.1.2 非均匀固溶体的起因——晶内偏析(成核)或枝晶间偏析27

2.1.3 铸造合金中偏析的均匀化29

2.1.4 偏析合金的变形及其对均匀化的作用32

2.1.5 轧制的钢中带状组织的形成36

2.2 析出物由过饱和固溶体形核38

2.2.1 不稳态分解38

2.2.2 均匀形核42

2.2.3 非均匀形核44

2.2.4 过渡相的形成47

2.2.5 痕量元素的作用52

2.3 析出物由过饱和固溶体长大52

2.3.1 扩散控制的长大53

2.3.2 晶界相长大的动力学57

2.3.3 魏氏薄片长大的动力学59

2.3.4 相间界面处错配位错的形成61

2.4 第二相的溶解66

2.4.1 扩散限定的溶解68

2.4.2 界面反应动力学70

2.4.3 析出物排列71

2.4.4 理论的应用72

2.5 极端的化学不稳定性73

2.5.1 获得化学亚稳定结构的其它方法73

2.5.2 亚稳定合金的合金理论的含意75

2.5.3 亚稳定结构的转变77

2.5.4 有用形式的高度亚稳定合金84

第三章 应变能引起的不稳定性86

3.1 冷加工的储能86

3.1.1 由变形产生的热力学函数的变化86

3.1.2 冷加工储能的测量88

3.1.3 能量存储的机制91

3.1.4 影响储能的变量96

3.2 回复106

3.2.1 回复动力学106

3.2.2 回复机制108

3.3 再结晶126

3.3.1 再结晶的动力学126

3.3.2 再结晶的形核130

3.3.3 再结晶中新晶粒的长大135

3.3.4 两相合金的再结晶147

第四章 界面引起的显微结构不稳定性161

4.1 引言161

4.2 表面能和表面张力161

4.3 表面自由能的起源167

4.4 表面自由能的各向异性——图和吉布斯-伍尔夫定理170

4.4.1 小面化178

4.5 析出物的粗化：奥斯特瓦德熟化181

4.5.1 界面自由能182

4.5.2 奥斯特瓦德熟化的机制和动力学184

4.5.3 点阵扩散——控制速度的过程191

4.5.4 界面动力学：原子迁移越过界面的控制速度步骤197

4.5.5 晶界上析出物的熟化198

4.5.6 小角(位错)晶界上析出物的形核长大200

4.5.7 体积分数对粗化速度的作用201

4.6 析出物粗化的实验研究204

4.6.1 质点粗化的动力学定律：扩散或界面控制的动力学204

4.6.2 假定亚结构促进扩散的粗化动力学209

4.6.3 二元镍合金中Ni3X析出物的粗化211

4.6.4 质点分布和体积分数效应212

4.6.5 粗化理论的某些应用214

4.6.6 阻止粗化的合金系216

4.6.7 有关质点粗化的一般结论220

4.7 片状或纤维状显微结构的稳定性221

4.7.1 杆状或纤维状共晶体222

4.7.2 片状共晶体225

4.7.3 对纤维状共晶显微结构粗化的实验观察225

4.7.4 对片状共晶体的粗化227

4.7.5 应力对共晶体显微结构稳定性的作用228

4.7.6 多晶片状结构的非连续粗化232

4.8 晶界能引起的显微结构变化233

4.8.1 正常晶粒长大233

4.8.2 实验结果241

4.8.3 弥散第二相对晶粒长大的影响247

4.8.4 反常的晶粒长大250

4.8.5 固态质点被迁移晶界拖曳254

4.9 枝晶轴粗化258

第五章 形成显微结构不稳定性的其它原因259

5.1 引言259

5.2 在一温度梯度中第二相夹杂的迁移259

5.2.1 液态夹杂的迁移262

5.2.2 迁移性夹杂与晶界的相互作用268

5.2.3 迁移性液态夹杂的形态稳定性269

5.2.4 气泡的迁移270

5.2.5 两相(液体和气体)夹杂的迁移272

5.2.6 固相的迁移275

5.2.7 Soret效应：在一温度梯度中原子的热迁移276

5.3 在重力(加速)场中的迁移277

5.4 电场中的迁移——电移278

5.4.1 在电场影响下的晶界迁移279

5.5 磁场对金属显微结构的作用280

5.5.1 磁场对显微结构特征取向的作用280

5.5.2 磁场中的相变284

5.6 变形285

5.6.1 塑性变形和疲劳负荷对亚稳定析出物的作用285

5.6.2 应力退火292

5.6.3 扩散蠕变期间析出物分布的变化293

5.7 辐射时析出物的稳定性294

参考文献296

中英名词对照索引311