奥氏体形成与珠光体转变PDF电子书下载

1 导论 1

1.1 铁基合金整合系统及相变的复杂性 1

1.1.1 钢的复杂系统 1

1.1.2 铁基合金整合系统 2

1.1.3 钢中相变的复杂性及自组织 2

1.1.4 多形性是固态相变多变的根源 4

1.2 扩散型相变中原子的迁移 4

1.2.1 扩散理论概要 4

1.2.2 原子迁移的热力学 11

1.2.3 实际金属中的扩散 11

1.3 固态相变热力学 14

1.3.1 相变热力学分类 14

1.3.2 相变过程的能量变化 15

1.4 固态相变动力学 18

1.4.1 形核率 18

1.4.2 Johnson-Mehl方程 21

1.4.3 Avrami方程 23

1.4.4 动力学曲线和等温转变图 24

参考文献 24

2 逆共析转变与奥氏体 25

2.1 奥氏体 25

2.1.1 奥氏体的组织形貌 25

2.1.2 奥氏体的晶体结构 26

2.1.3 奥氏体成分的不均匀性 27

2.1.4 奥氏体中的退火孪晶 28

2.1.5 奥氏体中的层错 29

2.1.6 奥氏体的性能 30

2.2 奥氏体形成机理 31

2.2.1 奥氏体形成的热力学条件 31

2.2.2 奥氏体的形核 32

2.2.3 奥氏体晶核的长大 36

2.2.4 渗碳体的溶解和奥氏体成分的相对均匀化 40

2.2.5 针形奥氏体和球形奥氏体的形成 41

2.2.6 亚共析钢的奥氏体化 42

2.2.7 过共析钢奥氏体的形成 45

2.3 奥氏体等温形成动力学 46

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 连续加热时奥氏体的形成 47

2.3.4 奥氏体化曲线的比较 50

2.3.5 奥氏体的形核率和长大速度 50

2.3.6 影响奥氏体形成速度的因素 52

2.4 奥氏体晶粒长大 54

2.4.1 奥氏体晶粒长大现象 54

2.4.2 奥氏体晶粒长大机理 56

2.4.3 硬相微粒阻碍奥氏体晶界的移动 57

2.4.4 奥氏体晶粒及影响其长大的因素 59

2.4.5 粗大奥氏体晶粒的遗传性 60

2.5 奥氏体相区及合金元素的影响 62

2.5.1 铁的多形性转变 62

2.5.2 体心立方铁的热力学特征 63

2.5.3 合金钢中奥氏体化的特点 65

参考文献 66

3 珠光体的组织结构 67

3.1 珠光体的组织及定义 67

3.1.1 定义 67

3.1.2 珠光体的组织形态 68

3.1.3 珠光体的片间距 71

3.1.4 珠光体组织形貌的多样性与复杂性 73

3.2 珠光体的晶体学 74

3.2.1 珠光体与奥氏体的位向关系 75

3.2.2 珠光体团中铁素体与渗碳体的位向关系 75

参考文献 76

4 过冷奥氏体共析分解机理 77

4.1 奥氏体转变为珠光体的热力学 77

4.1.1 奥氏体与珠光体的自由能之差 77

4.1.2 共析分解的热力学条件 78

4.1.3 相变驱动力的计算模型 79

4.2 过冷奥氏体共析分解机理 79

4.2.1 晶体缺陷对形核的促进作用 80

4.2.2 珠光体的形核 82

4.2.3 珠光体晶核的长大 87

4.2.4 总结 92

4.3 钢中粒状珠光体的形成机理 93

4.3.1 析出相聚集粗化机理 93

4.3.2 析出相组织的粗化 94

4.3.3 获得粒状珠光体的途径 95

4.4 共析分解的特殊形式——相间沉淀 99

4.4.1 相间沉淀的热力学条件 99

4.4.2 相间沉淀产物的形态 100

4.4.3 相间沉淀机制 101

4.5 先共析铁素体的析出 104

4.5.1 亚共析钢中先共析铁素体的析出 104

4.5.2 先共析铁素体的析出速度 107

4.5.3 魏氏组织铁素体的形成 109

4.5.4 伪共析转变 111

4.6 先共析碳化物的析出 113

参考文献 115

5 珠光体转变动力学 117

5.1 过冷奥氏体转变动力学图 117

5.1.1 等温转变图 117

5.1.2 连续冷却转变图 120

5.2 退火用C曲线 121

5.2.1 典型工具钢的退火用TTT图 121

5.2.2 退火用TTT图、CCT图的应用 124

5.3 钢的TTT图类型 125

5.3.1 类型一：共析分解与贝氏体相变曲线重叠 127

5.3.2 类型二：珠光体TTT与贝氏体TTT逐渐分离，形成海湾区 128

5.3.3 类型三：合金结构铜的贝氏体TTT曲线普遍在珠光体TTT的左方 130

5.3.4 类型四：渗碳后贝氏体转变C曲线右移 131

5.3.5 类型五：贝氏体转变C曲线严重右移直至消失 133

5.3.6 类型六：Cr-Ni-Mo合金系中，珠光体的C曲线严重右移，直至消失 134

5.4 影响过冷奥氏体共析分解的内在机制 135

5.4.1 奥氏体化状态 135

5.4.2 奥氏体溶碳量 136

5.4.3 奥氏体中合金元素的影响 136

5.4.4 合金奥氏体的系统整合作用 140

参考文献 144

6 珠光体的力学性能及应用 145

6.1 铁素体-珠光体的力学性能 145

6.1.1 钢铁材料的力学性能 146

6.1.2 珠光体的力学性能 146

6.1.3 铁素体+珠光体整合组织的强度 148

6.2 铁素体-珠光体组织的应用 149

6.2.1 珠光体钢的应用 149

6.2.2 铁素体-珠光体钢的应用 150

6.3 粒状珠光体组织及退火新工艺 152

6.3.1 决定退火钢硬度的要素 152

6.3.2 典型钢种锻轧材的球化退火 155

6.4 开发应用先进珠光体钢 161

6.4.1 细晶钢 161

6.4.2 高速车轮用钢 162

6.4.3 长寿命高性能弹簧钢 162

6.4.4 高性能冷镦钢 162

参考文献 163

7 表面浮凸 165

7.1 珠光体表面浮凸现象 165

7.1.1 珠光体表面浮凸的直接观察 165

7.1.2 珠光体浮凸的尺度 168

7.2 珠光体表面浮凸形成机制 169

7.3 魏氏组织表面浮凸 172

7.4 贝氏体、马氏体表面浮凸概述 174

7.4.1 贝氏体表面浮凸 175

7.4.2 马氏体的表面浮凸 175

7.5 表面浮凸与相变机制 176

参考文献 177

名词术语 179