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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