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第1章 固态相变导论1

1.1 金属及合金整合系统1

1.1.1 复杂系统1

1.1.2 整合系统2

1.1.3 固态相变的复杂性及自组织现象2

1.1.4 多形性是固态相变的根源3

1.2 固态相变中原子的迁移4

1.2.1 扩散理论概要4

1.2.2 原子迁移的热力学分析9

1.2.3 实际金属中的扩散9

1.2.4 过冷奥氏体相变过程中原子的迁移方式12

1.2.5 原子热激活跃迁12

1.3 固态相变热力学基础13

1.3.1 相变热力学分类13

1.3.2 相变过程的能量变化14

1.4 形核16

1.4.1 形核模型17

1.4.2 均匀形核18

1.4.3 非均匀形核19

1.5 新相的长大23

1.5.1 成分不变原子协同型位移长大24

1.5.2 成分不变原子非协同型位移长大25

1.5.3 成分改变原子非协同型位移长大25

1.6 相变动力学27

1.6.1 形核率27

1.6.2 等温转变动力学29

1.6.3 相变动力学图31

复习思考题34

参考文献34

第2章 逆共析转变与奥氏体36

2.1 奥氏体36

2.1.1 奥氏体的组织形貌36

2.1.2 奥氏体的晶体结构37

2.1.3 奥氏体成分的不均匀性37

2.2 奥氏体的形成机理38

2.2.1 奥氏体形成的热力学条件38

2.2.2 奥氏体的形核39

2.2.3 奥氏体的晶核长大40

2.2.4 渗碳体的溶解和奥氏体成分的相对均匀化44

2.2.5 针形奥氏体和球形奥氏体的形成44

2.3 奥氏体等温形成动力学45

2.3.1 共析碳素钢奥氏体等温形成动力学46

2.3.2 亚共析碳素钢的等温TTA图46

2.3.3 连续加热时奥氏体形成的TTA图47

2.3.4 奥氏体的形核率和长大速度48

2.3.5 影响奥氏体形成速度的因素49

2.4 奥氏体晶粒长大51

2.4.1 奥氏体晶粒长大现象51

2.4.2 奥氏体晶粒长大机理52

2.4.3 硬相微粒阻碍奥氏体晶界的移动53

2.4.4 影响奥氏体晶粒长大的因素54

2.4.5 粗大奥氏体晶粒的遗传性54

复习思考题56

参考文献56

第3章 共析分解与珠光体58

3.1 珠光体的形貌和物理本质58

3.1.1 珠光体的组织形貌58

3.1.2 珠光体的片间距61

3.1.3 珠光体的物理本质和定义61

3.2 共析分解机理62

3.2.1 过冷奥氏体共析分解热力学63

3.2.2 珠光体的形核机制64

3.2.3 珠光体晶核的长大68

3.2.4 钢中粒状珠光体的形成71

3.3 共析分解的特殊形式：“相间沉淀”73

3.3.1 “相间沉淀”的热力学条件73

3.3.2 “相间沉淀”的组织形貌74

3.3.3 “相间沉淀”的机制75

3.4 过冷奥氏体共析分解动力学77

3.4.1 形核率及长大速度77

3.4.2 过冷奥氏体的等温转变C曲线77

3.4.3 退火用TTT图79

3.4.4 连续冷却转变图81

3.4.5 影响珠光体转变的动力学内在因素82

3.5 珠光体表面浮凸及其成因86

3.5.1 珠光体表面浮凸86

3.5.2 浮凸的成因87

复习思考题89

参考文献89

第4章 马氏体相变与马氏体91

4.1 马氏体相变的基本特征92

4.1.1 马氏体相变的特征92

4.1.2 马氏体的定义95

4.2 马氏体相变的分类96

4.2.1 按相变驱动力分类96

4.2.2 按马氏体相变动力学特征分类96

4.2.3 表面马氏体99

4.3 马氏体相变热力学100

4.3.1 Fe-C合金马氏体相变热力学101

4.3.2 马氏体点103

4.4 马氏体的物理本质及组织形态105

4.4.1 钢中马氏体的物理本质105

4.4.2 体心立方马氏体（wc＜0.2％）106

4.4.3 体心正方马氏体（wc＝0.2％～1.9％）106

4.4.4 Fe-M系合金马氏体110

4.4.5 有色合金马氏体112

4.4.6 钢中马氏体的比体积114

4.5 马氏体相变动力学115

4.5.1 变温相变动力学115

4.5.2 等温相变动力学116

4.5.3 爆发型马氏体相变动力学117

4.5.4 奥氏体的热稳定化及残留奥氏体117

4.6 马氏体相变机制120

4.6.1 马氏体的形核120

4.6.2 马氏体切变长大的晶体学经典模型123

4.6.3 马氏体相变的唯象学说127

4.6.4 对马氏体相变切变机制的评价133

复习思考题134

参考文献134

第5章 贝氏体相变与贝氏体136

5.1 贝氏体相变理论的研究进展136

5.1.1 对贝氏体相变基本特征的共识136

5.1.2 贝氏体相变论争的焦点137

5.1.3 贝氏体相变机制的整合140

5.2 贝氏体相变的特征和定义140

5.2.1 贝氏体相变的过渡性140

5.2.2 贝氏体相变的其他特点144

5.2.3 贝氏体的定义146

5.3 贝氏体的组织结构147

5.3.1 铁基贝氏体的组织形貌147

5.3.2 贝氏体铁素体的亚结构154

5.3.3 贝氏体碳化物的形貌158

5.3.4 有色合金中的贝氏体161

5.4 贝氏体相变热力学163

5.4.1 贝氏体相变的热力学条件163

5.4.2 相变驱动力的计算模型164

5.5 贝氏体相变动力学168

5.5.1 对贝氏体相变动力学的不同认识168

5.5.2 贝氏体相变动力学图170

5.6 块状相变175

5.6.1 块状相变的发现和定义175

5.6.2 纯铁中的块状相变176

5.6.3 二元铁基合金中的块状相变178

5.6.4 块状相变的形核和长大181

5.7 贝氏体相变机制183

5.7.1 相变机制的各类学术观点183

5.7.2 超低碳贝氏体的形成184

5.7.3 贫碳区186

5.7.4 贝氏体相变受碳原子扩散控制187

5.7.5 贝氏体铁素体的形核长大188

5.7.6 贝氏体碳化物的形成189

复习思考题192

参考文献193

第6章 淬火钢的回火转变196

6.1 Fe-C马氏体中碳化物的析出197

6.1.1 “新鲜”马氏体回火时性能的变化197

6.1.2 碳原子偏聚区199

6.1.3 θ-Fe3C的过渡相201

6.1.4 θ-Fe3C的形成203

6.2 合金马氏体中碳化物的析出及二次硬化204

6.2.1 Fe-M-C马氏体脱溶时析出的碳化物平衡相204

6.2.2 Fe-M-C马氏体的脱溶贯序206

6.2.3 回火二次硬化机制208

6.3 回火时α相和残留奥氏体的变化211

6.3.1 双相分解学说应当摒弃212

6.3.2 α相物理状态的变化213

6.3.3 残留奥氏体的转变216

复习思考题217

参考文献218

第7章 合金的脱溶219

7.1 概述219

7.1.1 固溶和脱溶219

7.1.2 脱溶的分类220

7.2 脱溶热力学221

7.3 调幅分解（拐点分解）223

7.3.1 调幅分解的合金系及组织224

7.3.2 调幅分解的驱动力224

7.3.3 调幅分解的上坡扩散226

7.3.4 调幅分解的阻力227

7.4 铝合金中的脱溶过程228

7.4.1 Al-Cu合金的脱溶228

7.4.2 晶体缺陷对时效的影响234

7.4.3 脱溶相颗粒的粗化237

7.5 合金脱溶（时效）时性能的变化241

7.5.1 单时效处理241

7.5.2 双时效处理242

7.6 低碳钢的脱溶243

7.6.1 概述243

7.6.2 Fe-N系过饱和α固溶体的脱溶244

7.6.3 低碳钢脱溶相的固溶度积245

7.6.4 低碳钢脱溶相最佳颗粒大小246

7.6.5 低碳钢的时效动力学247

7.7 含铜低碳钢的脱溶248

7.7.1 铜偏聚区248

7.7.2 脱溶机理及贯序249

7.7.3 ε-Cu的形成251

复习思考题253

参考文献254