第一章 金属固态相变概论 1
1-1 金属固态相变的主要类型 1
一、平衡转变 1
二、不平衡转变 2
1-2 金属固态相变的主要特点 3
一、相界面 3
二、两相问的晶体学关系 (取向关系与惯习面) 4
三、应变能 5
四、晶体缺陷的作用 5
五、形成过渡相 5
1-3 固态相变时的形核 6
一、均匀形核 6
二、非均匀形核 7
1-4 固态相变时的晶核长大 7
一、新相长大机理 7
二、新相长大速度 9
1-5 固态相变动力学 11
复习思考题 12
参考文献 12
第二章 钢的加热转变 13
2-1 奥氏体的形成 13
一、奥氏体的性能 13
二、奥氏体形成的条件 14
2-2 奥氏体形成的机理 15
一、珠光体类组织向奥氏体的转变 15
二、马氏体向奥氏体的转变 20
2-3 奥氏体形成的动力学 21
一、奥氏体等温形成动力学 21
二、连续加热时奥氏体形成动力学 23
三、奥氏体形成动力学的理论处理 24
四、影响奥氏体形成速度的因素 26
2-4 奥氏体晶粒的长大及其控制 28
一、研究奥氏体晶粒长大的必要性 28
二、晶粒度的概念 28
三、奥氏体晶粒长大的特点 30
四、影响奥氏体晶粒长大的因素 30
五、奥氏体晶粒大小的控制及其在生产中的应用 36
六、粗大奥氏体晶粒的遗传及其阻断 37
复习思考题 38
参考文献 39
第三章 珠光体转变与钢的退火和正火 40
3-1 钢的冷却转变概述 40
一、IT图 40
二、CT图 42
3-2 珠光体的组织和性能 42
一、珠光体的组织形态和晶体学 42
二、珠光体的机械性能 46
3-3 珠光体转变机理 47
一、一般概述 47
二、珠光体转变的领先相 48
三、珠光体的长大方式 49
3-4 珠光体转变的动力学 51
一、珠光体转变动力学的特点 51
二、珠光体转变动力学研究 51
三、影响珠光体转变动力学的其它因素 55
3-5 先共析转变 58
一、发生先共析转变的条件 58
二、先共析相的形态 59
3-6 合金钢中其它类型的奥氏体高温分解转变 61
一、特殊碳化物珠光体 61
二、纤维状碳化物与铁素体的聚合体 61
三、相间沉淀组织 62
四、合金元素对特殊碳化物形态的影响 64
五、高温区直接转变产物的机械性能 66
3-7 钢的退火和正火 66
一、钢的退火 66
二、钢的正火 70
三、小结 71
复习思考题 72
参考文献 73
第四章 马氏体转变 75
4-1 马氏体的晶体结构和转变特点 75
一、马氏体的晶体结构 75
二、马氏体转变的特点 77
4-2 马氏体转变的切变模型 82
一、Bain模型 82
二、K-S模型 83
三、G-T模型 83
四、K(kelly)-N(Nutting)-V(Venables)模型 86
4-3 马氏体的组织形态 86
一、马氏体的形态 86
二、影响马氏体形态和内部亚结构的因素 92
4-4 马氏体转变的热力学分析 93
一、马氏体转变的驱动力 93
二、Ms点的物理意义 93
三、影响Ms点的因素 94
4-5 马氏体转变的动力学 97
一、马氏体转变的形核 97
二、马氏体转变动力学的类型 98
4-6 马氏体的机械性能 101
一、马氏体的硬度和强度 101
二、马氏体的塑性和韧性 103
三、马氏体的相变诱发塑性 105
4-7 奥氏体的稳定化 106
一、奥氏体的稳定化现象 106
二、奥氏体的热稳定化 106
三、奥氏体的机械稳定化 108
四、奥氏体稳定化规律在生产中的应用 109
4-8 热弹性马氏体与形状记忆效应 110
一、热弹性马氏体 110
二、热弹性马氏体的伪弹性行为 111
三、形状记忆效应 111
复习思考题 114
参考文献 114
第五章 贝氏体转变 116
5-1 贝氏体的组织形态和亚结构 116
一、上贝氏体 116
二、下贝氏体 118
三、其它各类贝氏体 120
5-2 贝氏体转变的特点和晶体学 123
一、贝氏体转变的特点 123
二、贝氏体转变的晶体学 123
5-3 贝氏体转变过程及其热力学分析 124
一、贝氏体转变过程 124
二、贝氏体转变的热力学分析 126
5-4 贝氏体转变机理概述 127
一、切变机理 127
二、台阶机理 130
5-5 贝氏体转变的动力学 131
一、贝氏体转变动力学的特点 131
二、贝氏体等温转变动力学图 132
三、影响贝氏体转变动力学的因素 134
5-6 贝氏体的机械性能 137
一、贝氏体的强度 137
二、贝氏体的韧性 139
5-7 魏氏组织 142
一、魏氏组织的形态和基本特征 142
二、魏氏铁素体的形成条件和转变机理 143
三、魏氏铁素体对钢机械性能的影响 144
复习思考题 145
参考文献 145
第六章 钢的过冷奥氏体转变图 148
6-1 IT图 148
一、IT图的建立 148
二、影响IT图的因素 149
三、IT图的基本类型 153
6-2 CT图 154
一、CT图的建立 155
二、CT图的分析 157
三、CT图的基本类型 157
6-3 IT图与CT图的比较和应用 159
一、IT图与CT图的比较 159
二、IT图和CT图的应用 160
复习思考题 163
参考文献 164
第七章 钢的淬火 165
7-1 淬火方法及工艺参数的确定 165
一、各种淬火方法 165
二、淬火工艺参数的确定 167
三、等温淬火工艺 169
四、冷处理 170
7-2 淬火介质 171
一、淬火介质的分类 171
二、有物态变化的淬火介质 172
三、无物态变化的淬火介质 175
四、其它新型淬火介质简介 176
7-3 钢的淬透性 177
一、淬透性的意义 177
二、淬透性的确定方法 179
三、淬透性曲线的应用 181
7-4 淬火缺陷及其防止 185
一、淬火内应力 185
二、淬火变形 187
三、淬火开裂 191
四、减少淬火变形和防止淬火开裂的措施 193
五、其它淬火缺陷及其防止 194
7-5 淬火工艺的新发展 195
一、奥氏体晶粒的超细化处理 195
二、碳化物的超细化处理 197
三、控制马氏体、贝氏体组织形态及其组成的淬火 197
四、使钢中保留适当数量塑性第二相的淬火 198
复习思考题 200
参考文献 200
第八章 回火转变与钢的回火 202
8-1 淬火钢在回火时的组织变化 202
一、碳原子的重新分布——时效阶段(100℃以下) 202
二、过渡碳化物(ε/η或ε′)的析出——回火第一阶段(100～200℃) 206
三、残余奥氏体的分解——回火第二阶段(200～300℃) 207
四、过渡碳化物(ε/η或ε′)转变为Fe3C——回火第三阶段(200～350℃) 210
五、Fe3C的粗化和球化，以及等轴铁素体晶粒的形成——回火第四阶段(350℃以上) 211
8-2 淬火钢回火后机械性能的变化 213
8-3 合金元素对回火的影响 214
一、提高钢的回火抗力 214
二、引起二次硬化 217
8-4 回火脆化现象 219
一、回火马氏体脆性(TME) 220
二、回火脆性(TE) 222
8-5 回火工艺 227
一、回火温度的确定 228
二、回火时间的确定 229
复习思考题 231
参考文献 232
第九章 钢的化学热处理 235
9-1 化学热处理概述 235
9-2 钢的渗碳 235
一、渗碳原理(以气体渗碳为例) 236
二、气体渗碳工艺 241
三、固体和液体渗碳简介 242
四、渗碳后的热处理 243
五、渗碳层深度的测量 245
六、渗碳热处理的常见缺陷 245
七、渗碳后钢的机械性能 246
9-3 钢的氮化 249
一、氮化的特点和分类 249
二、铁-氮相图和纯铁氮化层的组织 249
三、气体氮化原理 250
四、氮化前的热处理 254
五、气体氮化工艺 255
六、氮化零件的检验和常见缺陷 257
七、离子氮化 259
八、软氮化 262
9-4 钢的碳氮共渗 264
一、概述 264
二、高温碳氮共渗原理和工艺 264
三、渗层的组织和性能 266
9-5 钢的渗硼 266
9-6 钢的渗铝 270
一、渗铝后钢的性能特点及应用 270
二、渗铝工艺原理 271
三、渗层组织和性能 271
复习思考题 273
参考文献 273
第十章 特种热处理 275
10-1 表面热处理 275
一、感应加热表面热处理 275
二、激光热处理 282
10-2 真空热处理 284
一、关于真空的基本知识 284
二、真空热处理的特异效果和伴生现象 285
三、真空热处理的应用 288
10-3 形变热处理 292
一、形变热处理的分类和应用 292
二、形变热处理强韧化的机理 297
三、影响形变热处理强韧化效果的工艺因素 298
10-4 钢的时效 300
一、时效过程的一般原理 300
二、影响时效的因素 301
三、低碳钢的形变时效 302
四、马氏体时效钢的时效 303
复习思考题 304
参考文献 304
附录 306
附录一 常用钢临界点、淬火加热温度及Ms点 306
附录二 钢的硬度与强度换算表 310
附录三 常用物理单位换算系数 311