固态金属及合金中的相变PDF电子书下载

第1章 固态相变类型及相的稳定性 1

1.1 相变 1

1.2 相变的分类 1

1.2.1 按热力学分类 2

1.2.2 按相变方式分类 4

1.2.3 按原子迁移方式分类 6

1.2.4 金属及合金中的一级相变 7

1.3 相的稳定性 7

1.4 稳定性的热力学判据 9

1.5 成分起伏及失稳 11

1.6 亚稳相 13

参考文献 15

第2章 相变驱动力 16

2.1 相变驱动力的含义 16

2.2 脱溶分解的驱动力 17

2.3 Spinodal分解的驱动力 18

2.4 马氏体相变的驱动力 20

2.5 二级相变的驱动力 22

2.5.1 二级相变中的自由能变化 22

2.5.2 Landau理论 23

参考文献 25

第3章 金属与合金中的扩散 26

3.1 固体中扩散的一般规律 26

3.1.1 连续介质中的扩散定律 26

3.1.2 随机行走模型 29

3.1.3 扩散机制 32

3.1.4 互扩散及本征扩散 35

3.2 金属与合金中的扩散 41

3.2.1 晶态金属中的扩散 41

3.2.2 非晶合金中的扩散 44

3.3 复杂条件下的扩散 47

3.3.1 多相扩散 47

3.3.2 广义外力作用下的扩散 48

3.3.3 多组元扩散 50

3.4 短路扩散 52

3.4.1 短路扩散的特征 52

3.4.2 表面扩散 52

3.4.3 晶界扩散 59

3.4.4 位错扩散 65

参考文献 67

第4章 相变形核 70

4.1 晶胚与晶核 70

4.2 均匀形核 71

4.3 非均匀形核 74

4.3.1 晶界上的形核 74

4.3.2 位错上的形核 78

4.3.3 空位辅助形核 80

4.3.4 堆垛层错形核 82

4.4 无扩散形核 83

4.4.1 经典形核理论 83

4.4.2 预先存在晶胚的理论 84

4.4.3 软模相变理论 84

参考文献 86

第5章 界面与应变能 87

5.1 晶界的结构与界面能 87

5.1.1 小角度晶界 87

5.1.2 大角度晶界 89

5.1.3 晶界模型 90

5.2 相界面结构与界面能 93

5.2.1 相界面种类及特点 93

5.2.2 错配度及界面能 97

5.2.3 相界面的台阶 101

5.3 界面迁移中的作用力 103

5.3.1 毛细作用力 103

5.3.2 化学作用力 104

5.3.3 机械作用力 105

5.3.4 溶质拖曳力 106

5.3.5 第二相的钉扎力 108

5.4 体积应变能 111

5.4.1 体积应变能的一般情况 112

5.4.2 共格沉淀相的体积应变能 112

5.4.3 非共格沉淀相的体积应变能 113

参考文献 114

第6章 长大过程与相变动力学 115

6.1 无成分变化的长大过程 115

6.1.1 无成分变化的相变 115

6.1.2 界面迁移速率模型 116

6.2 具有长程扩散的相变 117

6.3 台阶界面的迁移 120

6.4 长大过程的界面失稳 122

6.4.1 失稳判据 122

6.4.2 线性长大模型 124

6.5 双相稳态协同生长 125

6.6 Johnson-Mehl-Avrami方程 129

6.7 变温的影响 132

参考文献 133

第7章 组织粗化 135

7.1 弥散沉淀相的粗化 135

7.1.1 沉淀相粗化自由能变化 135

7.1.2 Greenwood粗化模型 136

7.1.3 LSW粗化方程 138

7.1.4 界面控制的粗化过程 141

7.1.5 结构缺陷处的组织粗化 142

7.2 层片状和纤维状组织的粗化 144

7.2.1 棒状或纤维状组织的粗化 144

7.2.2 层片状组织的粗化 145

7.3 晶粒的粗化 147

7.3.1 概述 147

7.3.2 晶界迁移动力学模型 150

7.3.3 晶界迁移率M与晶粒长大指数n 152

7.4 阻碍晶界迁移的因素 155

7.4.1 弥散第二相对晶界迁移的影响 156

7.4.2 自由表面对晶粒长大的影响 160

7.4.3 杂质原子与晶粒取向差 162

7.5 晶粒的异常长大 165

7.5.1 现象与机理 165

7.5.2 第二相颗粒的作用 167

7.5.3 其他因素的作用 168

参考文献 169

第8章 相变晶体学与显微组织 171

8.1 相变过程中的点阵重构 171

8.1.1 点阵重构形变 171

8.1.2 晶面的变化 173

8.2 惯习面及位向关系 174

8.3 不变平面应变 176

8.4 晶体学唯象理论 178

8.5 显微组织形态及演化 180

8.5.1 显微组织形态学 180

8.5.2 单相组织形态 182

8.5.3 多相组织形态 182

8.5.4 亚结构的形态 184

8.5.5 显微组织的分形 185

8.5.6 显微组织的演化 186

参考文献 187

第9章 连续析出与Spinodal分解 189

9.1 析出相变的一般特征 189

9.2 析出相的形核 190

9.2.1 析出过程中的热力学 190

9.2.2 析出驱动力 191

9.2.3 弹性能阻力 193

9.2.4 应变场中的形核 195

9.3 析出相的形态及演化 196

9.3.1 析出相形态及其影响因素 196

9.3.2 Johnson-Cahn模型 200

9.4 过渡相序列 203

9.5 析出相的长大与粗化 206

9.5.1 共格向非共格界面的转变 206

9.5.2 析出相的长大向粗化的过渡 209

9.5.3 析出相的粗化动力学 210

9.6 无析出区 212

9.7 Spinodal分解特征 215

9.7.1 热力学条件 215

9.7.2 成分变化 215

9.7.3 显微组织 216

9.8 Spinodal理论模型 218

参考文献 219

第10章 非连续型相变 221

10.1 非连续型相变特征 221

10.2 珠光体相变热力学 222

10.2.1 珠光体生长前沿的浓度场 222

10.2.2 珠光体形成自由能变化 223

10.3 珠光体相变动力学 225

10.3.1 层片状珠光体的形核与长大 225

10.3.2 珠光体形核率 228

10.3.3 扩散控制的长大 230

10.3.4 JMA方程的应用 234

10.4 珠光体显微结构 235

10.4.1 珠光体精细结构 235

10.4.2 珠光体相变的晶体学位向关系 236

10.5 珠光体层片间距 238

10.5.1 最大长大速度判据 239

10.5.2 最大熵产生率判据 240

10.5.3 长大前沿形态判据 240

10.6 合金元素对非连续相变的影响 241

10.6.1 合金元素的作用 241

10.6.2 合金元素在珠光体中的分配 243

10.7 相间析出 245

10.8 非连续析出相变 248

参考文献 249

第11章 马氏体相变 251

11.1 概述 251

11.2 马氏体的组织结构特征 255

11.2.1 马氏体的典型形貌 255

11.2.2 中脊 256

11.2.3 惯习面与位向关系 258

11.2.4 表面浮凸 260

11.3 马氏体相变热力学 261

11.4 马氏体相变动力学 263

11.4.1 马氏体形成速度 263

11.4.2 变温马氏体相变 265

11.4.3 等温马氏体相变 267

11.4.4 爆发马氏体相变 271

11.4.5 表面马氏体相变 272

11.5 马氏体的形核与长大 273

11.5.1 马氏体形核理论 273

11.5.2 马氏体的长大 276

11.6 应力与形变对马氏体相变的影响 279

11.6.1 概述 279

11.6.2 应力对马氏体相变的作用 279

11.6.3 形变诱发马氏体相变 281

11.7 相变滞后及马氏体热弹性 283

11.8 马氏体相变的表象理论 286

11.8.1 基本原理 286

11.8.2 不均匀切变 289

11.8.3 WLR理论的验证 290

参考文献 292

第12章 贝氏体相变与块状转变 295

12.1 对贝氏体的早期研究及争论 295

12.2 贝氏体中的铁素体 299

12.2.1 形态及精细结构 299

12.2.2 化学成分及原子扩散 301

12.2.3 形成机制与晶体学特征 302

12.3 贝氏体中的碳化物 305

12.3.1 碳化物的来源 305

12.3.2 碳化物种类与晶体学特征 307

12.4 块状转变 310

12.4.1 相变类型 310

12.4.2 相变特征 312

12.4.3 形核率与长大速率 315

参考文献 318

第13章 强磁场中的相变 320

13.1 材料电磁过程与强磁场 320

13.1.1 材料电磁过程 320

13.1.2 强磁场的种类 321

13.2 磁场对材料的作用 322

13.2.1 概述 322

13.2.2 Lorentz力及MHD效应 323

13.2.3 磁热力学效应 325

13.2.4 磁化力的作用 326

13.2.5 磁转矩及磁取向 326

13.2.6 量子效应 327

13.3 强磁场对相稳定性的影响 328

13.4 强磁场对固态扩散的影响 331

13.5 强磁场对组织结构的影响 333

13.5.1 组织排列 333

13.5.2 对织构化的影响 335

13.5.3 显微组织形态 337

参考文献 338