第0章 绪论 1
参考文献 5
第1章 晶界的结构、性能以及平衡偏聚和脆性 7
1.1 晶界的结构和性质 7
1.1.1 概述 7
1.1.2 结构 9
1.1.3 能量 14
1.1.4 强度 15
1.1.5 晶界滞弹性弛豫 18
1.2 平衡晶界偏聚 19
1.2.1 概述 19
1.2.2 理想二元系偏聚热力学——McLean热力学模型 20
1.2.3 多元系偏聚热力学——Guttmann模型 22
1.2.4 偏聚动力学——McLean动力学模型 23
1.3 晶间脆性断裂 25
1.3.1 钢的回火脆性的平衡偏聚机理 25
1.3.2 金属与合金的中温脆性 26
参考文献 27
第2章 临界时间：非平衡晶界偏聚的特征之一 30
2.1 引言 30
2.2 临界时间概念和解析表述 31
2.3 实验证实 34
2.3.1 硼偏聚的临界时间 34
2.3.2 磷偏聚的临界时间 38
2.3.3 硫偏聚的临界时间 47
2.3.4 镍基高温合金中镁偏聚的临界时间 48
2.3.5 Guttmann测量结果的启示 51
2.4 临界时间计算 53
2.4.1 临界时间与温度的关系 53
2.4.2 复合体扩散的微观机制 54
2.4.3 复合体扩散系数的实验测定 59
参考文献 62
第3章 非平衡晶界偏聚热力学关系式 65
3.1 热力学关系式 65
3.2 基于热力学关系式的计算 67
3.2.1 晶界偏聚浓度与温度差的关系——温差效应 67
3.2.2 复合体结合能对偏聚浓度的影响 68
3.3 热力学关系式的应用 69
参考文献 71
第4章 非平衡晶界偏聚恒温动力学 72
4.1 引言 72
4.2 Xu Tingdong恒温动力学模型 72
4.2.1 偏聚方程 74
4.2.2 反偏聚方程 75
4.3 钢中磷偏聚的实验证实 76
4.4 表象扩散系数和恒温动力学计算 80
4.4.1 表象扩散系数讨论 80
4.4.2 恒温动力学计算 81
4.5 偏聚峰温度及其移动 84
4.5.1 恒温动力学图示 84
4.5.2 实验证实和应用 87
参考文献 91
第5章 连续冷却过程偏聚动力学和临界冷却速率 93
5.1 引言 93
5.2 连续冷却过程动力学 93
5.2.1 等效时间方法 93
5.2.2 修正因子法 99
5.3 INCONEL 718焊接热影响区微裂纹预报 103
5.4 临界冷却速率 107
5.4.1 临界冷却速率概念 108
5.4.2 钢中Sn、B、S偏聚的临界冷却速率及其工程应用 109
5.5 其他动力学分析和实验研究 112
5.5.1 动力学分析 112
5.5.2 实验研究 116
5.6 修正因子推导 117
参考文献 119
第6章 非平衡晶界共偏聚（NGCS） 122
6.1 引言 122
6.2 模型 123
6.2.1 从Guttmann模型到非平衡共偏聚模型 123
6.2.2 空位与溶质原子结合能 124
6.3 模型与实验数据的比较 125
6.3.1 钢中Ti和Sb,Ni的非平衡共偏聚 125
6.3.2 钢中Cr和N的非平衡共偏聚 128
6.3.3 钢中Mn和Sb的非平衡共偏聚 132
6.3.4 钢中Ni和Sn的非平衡共偏聚计算和模拟 136
6.4 非平衡晶界共偏聚的热力学表述及其意义 137
参考文献 140
第7章 平衡偏聚和非平衡偏聚之间的关系 142
7.1 实验方法 142
7.1.1 实验合金和热处理 142
7.1.2 PTA法探测硼和半定量分析 142
7.2 概念 143
7.2.1 最小偏聚温度 143
7.2.2 转换温度 145
7.3 应用 146
7.3.1 INCONEL 718合金中硼的最小偏聚温度 146
7.3.2 钢中硼的最小偏聚温度及其对淬透性的影响 148
7.3.3 0.2 ％碳钢中硼偏聚的转换温度 149
参考文献 149
第8章 晶间脆性的统一机理 150
8.1 引言 150
8.2 韧性恢复效应 152
8.2.1 RTE 152
8.2.2 ICE 161
8.2.3 ITE 163
8.3 脆性峰温度及其移动 166
8.3.1 RTE 166
8.3.2 ICE 168
8.3.3 ITE 171
8.4 脆性的温差效应 173
8.4.1 RTE 173
8.4.2 ICE 174
8.4.3 ITE 175
8.5 临界冷却速率对脆性的影响 177
8.6 晶间脆性动力学 178
参考文献 180
第9章 应力驱动晶界偏聚和贫化：弹性变形的微观理论 183
9.1 引言 183
9.2 实验现象和理论上遇到的困难 184
9.2.1 实验现象 184
9.2.2 理论解释的困难 187
9.3 金属弹性变形的微观机制 188
9.3.1 晶界区应力状态分析 188
9.3.2 尺寸和能量分析 189
9.4 晶界区弹性变形的平衡方程 190
9.4.1 空位浓度方程 190
9.4.2 溶质浓度方程 191
9.4.3 晶界区弹性模量的实验测定 192
9.5 弹性变形的动力学方程 196
9.5.1 弹性变形的临界时间 196
9.5.2 偏聚动力学方程 197
9.5.3 贫化动力学方程 201
9.6 动力学模拟 204
9.6.1 钢中磷的偏聚及其实验证实 204
9.6.2 钢中硫的偏聚 206
9.6.3 钢中磷的贫化 208
9.7 小结 211
参考文献 211
第10章 金属拉伸力学性能测试不确定性机理 214
10.1 问题的提出 214
10.2 测试不确定性实验现象 216
10.2.1 中温脆性 216
10.2.2 应变速率脆性 218
10.2.3 纯金属的拉伸试验结果 222
10.3 拉伸试验悖论 225
10.4 测试不确定性的弹性变形机理 228
10.4.1 拉伸试验过程的分析 228
10.4.2 弹性变形的临界时间引起应变速率脆性 228
10.4.3 弹性变形的偏聚峰温度引起中温脆性 230
10.4.4 屈服强度的测试不确定性问题 231
10.5 新拉伸试验技术体系框架的建议 236
10.5.1 测试不确定性的启示 236
10.5.2 新拉伸试验技术体系框架 237
10.6 小结 239
参考文献 240
第11章 结束语 242
参考文献 244