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绪论 1

第一章 金属的结构 5

一、单原子金属 5

1-1 金属的单原子状态 5

二、固体金属的结构 10

1-2 原子的结合 10

1-3 金属键 10

1-4 固体的空间点阵和结晶系 12

1-5 金属的结构类型 15

1-6 亚金属的结构类型 22

1-7 原子坐标、结晶面指数和方向指数 23

1-8 原子半径 27

1-9 晶体的结合能 43

1-10 多晶体金属 45

三、晶体的缺陷 47

1-11 点缺陷 47

1-12 线缺陷 50

1-13 面缺陷 57

1-14 缺陷对晶体性质的影响 69

四、液体金属的结构 70

1-15 液体金属的结构 70

1-16 液体金属的特点 74

参考资料 76

第二章 金属的相变，金属的结晶 77

一、单元系相变的热力学，金属中的相变 77

2-1 单元系的相平衡 77

2-2 一级相变 78

2-3 相界面热力学 81

2-4 二级相变 84

2-5 金属中的相变 87

二、金属的结晶 88

2-6 均匀形核 88

2-7 非均匀形核 93

2-8 晶体长大的二维形核理论(Kossel-Stranski理论) 96

2-9 晶体长大的现代理论 97

2-10 影响晶体长大速度的因素 99

2-11 结晶动力学 103

2-12 结晶后金属的晶粒大小 107

2-13 晶体的形状 109

2-14 结晶时晶体缺陷的形成 114

2-15 铸锭的结晶 116

参考资料 118

第三章 合金相的结构 119

一、固溶体 119

3-1 固溶体的类型 119

3-2 替代式固溶体的点阵常数 120

3-3 替代式固溶体的实际结构 121

3-4 固溶体内的缺陷 124

3-5 形成连续固溶体的条件 127

3-6 影响替代式固溶体溶解度的因素 128

3-7 间隙式固溶体 136

3-8 有序固溶体 138

二、中间相 145

3-9 正常价化合物 145

3-10 电子化合物 148

3-11 Laves相 152

3-12 σ相 157

3-13 具有砷化镍结构的合金相 160

3-14 间隙相 162

3-15 具有复杂结构的间隙化合物 168

参考资料 170

第四章 二元合金的相图及结晶 171

一、二元系的相平衡 171

4-1 固溶体的自由能 171

4-2 混合相的自由能 175

4-3 多元系复相平衡的条件 176

4-4 平衡相的自由能曲线 178

4-5 与化合物形成平衡的自由能曲线 181

4-6 一级相变和二级相变时的相平衡 182

4-8 由活度测定平衡图 184

4-7 由合金的自由能曲线测制平衡图 184

二、平衡图的测制 184

4-9 热分析法 191

4-10 其他测定方法及相图结构的判别 198

三、相图及合金的结晶 202

4-11 液态合金的溶解度 202

4-12 关于固态溶解度 204

4-13 两组元在液态和固态都呈无限溶解的二元系 208

4-14 合金铸锭的结晶 217

4-15 利用选择结晶原理将金属提纯的方法 224

4-16 具有共晶转变的二元系 226

4-17 具有包晶转变的二元系 237

4-18 形成化合物的二元系 240

4-19 两组元在液态和固态都呈有限溶解的二元系 243

4-20 具有固态转变的二元相图 247

4-21 合金中的偏析 256

4-22 相图与合金性质间的关系 259

参考资料 262

第五章 三元系 264

一、三元系概述 264

5-1 三元相图的合金成分表示法 264

5-2 杠杆定则和重心规则的应用 268

5-3 三组元在液态和在固态都呈无限溶解的三元系 270

5-4 具有四相共晶转变的简单三元系 275

5-5 三组元在液态完全溶解、一对组元组成共晶系、其余两对组元在固态呈无限溶解的三元系 282

二、具有三相平衡的三元系 282

5-6 三组元在液态完全溶解、两对组元组成共晶系、其他一对组元在固态完全溶解的三元系 290

5-7 三组元在液态完全溶解、两对组元组成包晶系、其他一对组元在固态完全溶解的三元系 295

5-8 三相共晶转变及包晶转变中平衡相浓度的变化 297

5-9 一对组元具有包晶转变、一对组元具有共晶转变、其他一对组元在固态互溶的三元系 298

5-10 组元在液态不完全溶解、具有偏晶转变的三元系 303

三、具有四相平衡的三元系 306

5-11 三元系内的四相平衡转变 306

5-12 具有三元共晶转变的三元系 308

5-13 两对组元形成包晶转变、另一对组元形成共晶转变的三元系(具有共晶-包晶转变的三元系) 313

5-14 两对组元形成共晶转变、另一对组元形成包晶转变的三元系(共有共晶-包晶转变的三元系) 318

5-15 三对组元都形成共晶转变、具有共晶-包晶转变的三元系 321

5-16 具有三元包晶转变的三元系 323

5-17 具有三元偏晶转变的三元系 327

四、形成化合物的三元系 334

5-18 形成二元化合物的三元系 334

5-19 形成三元化合物的三元系 338

5-20 三元系相图中相区接壤规则 339

五、具有固态转变的三元系 340

5-21 具有两相平衡固态转变的三元系 340

5-22 具有三相平衡固态转变的三元系 341

5-23 具有四相平衡固志转变的三元系 343

5-24 Al-Fe-Si系的一角 348

六、三元系实例 348

5-25 Fe-Si-C系的垂直截面 351

参考资料 352

第六章 扩散 353

一、扩散方程及其解 353

6-1 Fiek第一定律 353

6-2 Fiek第二定律 354

6-3 非稳定态的扩散方程解——无限大物体中的扩撒 356

6-4 非稳定态的扩散方程解——半无限大物体中的扩散 360

6-5 扩散系数D是浓度的函数时非稳定态扩散方程的解(Boltzmann-Matano解) 364

二、扩散的机理 365

6-6 直接交换 365

6-7 间隙模型 366

6-8 空位迁移模型 367

6-9 Kirkendall效应 367

三、影响扩散的因素 369

6-10 键能的影响 369

6-11 晶体结构及位向 371

6-12 晶界扩散 371

参考资料 376

第七章 范性形变及再结晶 377

一、单晶体的形变 377

7-1 滑移 377

7-2 多系滑移 384

7-3 滑移带和滑移线 385

7-4 孪生 386

7-5 不对称变向 390

二、多晶体的形变 391

7-6 晶粒问界及相邻晶粒对形变的作用 391

7-7 多晶体形变的特征 392

7-8 金属的晶粒大小对力学性质的影响 393

7-9 形变后组织的改变 396

三、金属轻形变后性质的改变 397

7-10 加工硬化 397

7-11 形变织构 399

7-12 形变应力 401

7-13 其他性质的改变 402

7-14 固溶体的形变 403

四、合金的范性形变 403

7-15 两相混合物的形变 407

五、回复和再结晶 408

7-16 回复 408

7-17 多边形化 411

7-18 再结晶 413

7-19 晶粒长大 419

7-20 再结晶后金属的晶粒度 421

7-21 二次再结晶 423

7-22 再结晶织构 423

7-23 退火孪晶 424

7-24 热加工 427

六、位错理论概略 428

7-25 位错模型的提出 428

7-26 位错的运动 431

7-27 位错的增殖 433

7-28 位错的堆积及交互作用 434

7-29 位错的反应 436

7-30 理论的应用示例 436

参考资料 440

第八章 固态相变 441

一、相变分述 441

8-1 固态相变的类别 441

8-2 同素异构转变 442

8-3 共析转变和包析转变 446

8-4 脱溶转变 449

8-5 马氏体型相变 455

8-6 二级相变 464

二、相变理论 467

8-7 相变热力学 467

8-8 相变动力学 473

8-9 相变结晶学 480

8-10 晶体缺陷的作用 484

参考资料 486

附录 Gauss误差函数值 487

索引 488