引言 1
1微观组织特征相电子结构参数计算基础 5
1.1微观组织特征相的电子结构参数 5
1.2微观组织特征相共价键络、共价键距、等同键数的确定 6
1.2.1Du-v(na)、Du-vna的确定 6
1.2.2lα的计算 7
1.2.3奥氏体晶胞的共价键络、实验键距及等同键数lα 7
1.3微观组织共价键上电子分布nα的计算公式 8
1.4利用BLD法求解共价键上的共价电子分布nα 8
1.4.1利用BLD法推导rα’ 8
1.4.2建立nA方程，求解nα’ 10
1.4.3奥氏体晶胞各条共价键上的共用电子对数计算 10
1.5微观组织特征相原子状态组数σ的计算 11
1.5.1EET的原子状态参数 11
1.5.2EET的原子杂化状态 12
1.5.3利用BLD法计算奥氏体晶胞中的原子状态数σN 14
1.6微观组织特征相的类型 16
1.7微观组织特征相电子结构参数nα的统计值n'α的计算 16
1.8小结 17
2微观组织相界面电子结构参数计算基础 19
2.1微观组织相界面 19
2.1.1奥氏体化微观组织中的相界面γ-Fe（111）/A-Fe-C（111) 19
2.1.2淬火微观组织中的相界面 20
2.1.3低温回火微观组织中的相界面 21
2.1.4中温回火微观组织中的相界面 21
2.1.5高温回火微观组织中的相界面 21
2.2微观组织相界面的电子结构参数 22
2.2.1微观组织相平面的电子密度ρ 22
2.2.2相界面的电子密度差△ρ 22
2.2.3相界面上的原子组态数σ(hkl）/（uvw） 23
2.3含C晶胞相平面电子密度ρ（hkl）的计算 23
2.3.1∑na(110)la(110)的计算 23
2.3.2S（110）的计算 26
2.3.3ρα-Fe-C(110)的计算 26
2.3.4晶面电子密度ρ（hkl）的多值性 27
2.4α-Fe晶胞相平面电子密度的计算 28
2.4.1α-Fe晶胞的电子结构 29
2.4.2α-Fe晶胞（110）面的电子密度 30
2.5马氏体晶胞（110）面的电子密度 30
2.6微观组织相界面电子密度差△ρ和σ的计算 31
2.7微观组织相界面电子密度差统计值△ρ’的计算 32
2.8小结 32
3淬火微观组织特征相的电子结构及力学性能理论计算 34
3.1计算力学性能的电子结构参数 34
3.2淬火微观组织中的特征相 35
3.2.1奥氏体化微观组织中的特征相 35
3.2.2淬火微观组织中的特征相 35
3.3淬火微观组织中的相界面 35
3.4特征相α’-Fe-C晶胞n'A的计算 36
3.5α’-Fe-C-M、α’-Fe-M、α’-Fe晶胞n'A值的计算 39
3.6△ρ’的计算 41
3.6.1α’-Fe（110）/α’-Fe-M（110）界面的△ρ’值 41
3.6.2α’-Fe（110）/α’-Fe-C-(M)(110)相界面的△ρ’值 43
3.7马氏体转变的强化机制 45
3.7.1固溶强化及强化系数 45
3.7.2界面强化及强化系数 46
3.8马氏体转变的强化权重W 46
3.9淬火马氏体强度的计算 48
3.9.1淬火马氏体固溶强化强度增量的计算 48
3.9.2淬火马氏体界面强化强度增量的计算 48
3.9.3淬火马氏体的强度计算 49
3.10淬火马氏体伸长率的计算 49
3.10.1无碳马氏体的伸长率 49
3.10.2淬火马氏体固溶强化伸长率的降低量 50
3.10.3淬火马氏体界面强化伸长率的降低量 50
3.10.4淬火马氏体伸长率的计算 51
3.11淬火马氏体冲击功的计算 51
3.11.1固溶强化产生的冲击功降低量△AK 51
3.11.2界面强化产生的冲击功降低量 51
3.11.3原子状态组数σN引起的冲击功改变 52
3.11.4淬火马氏体冲击功的计算 53
3.12 45钢淬火马氏体力学性能 53
4低温回火组织特征相的电子结构及力学性能的理论计算 54
4.1ε-Fe3 C相电子结构的计算 54
4.1.1ε-Fe3C最强共价键共价电子对数nA及原子状态组数σN的计算 54
4.1.2ε-Fe3C最强共价键电子对数统计值n’A的计算 58
4.2α-Fe-C（110）/ε-Fe3C（0001）相界面电子密度差△ρ及统计值△ρ’的计算 58
4.2.1ε-Fe3 C晶胞（0001）晶面电子密度ρε-Fe3C(0001)的计算 58
4.2.2α-Fe-C晶胞(110)晶面的电子密度ρα-Fe-C(110)的计算 58
4.2.3α-Fe-C（110）/ε-Fe3C（0001）界面电子密度差△ρ的计算 60
4.2.4α-Fe-C（110）/ε-Fe3C（0001）界面原子状态组数σ的计算 61
4.2.5α-Fe-C（110）/ε-Fe3C（0001）界面电子密度差统计值△ρ’的计算 61
4.3含有合金元素M时统计值n'A、△ρ’的计算 61
4.4ε-Fe3C、ε-（FeM）3C相及相界面电子结构参数的统计值 61
4.5马氏体最强键键能EA的计算 62
4.5.1B值的计算 63
4.5.2F值的计算 63
4.5.3EA的计算 65
4.5.4含合金元素M的EA计算 66
4.5.5淬火马氏体含C晶胞α-Fe-C、α-Fe-C-M和ε-Fe3C、ε-（FeM）3C结构单元E'A的计算 66
4.6淬火马氏体低温回火时的相变及强化机制的电子理论分析 66
4.6.1相变分析 66
4.6.2强化机制分析 67
4.7回火马氏体的强化系数及强化权重 67
4.7.1回火马氏体的强化系数 67
4.7.2回火马氏体的强化权重 67
4.8回火马氏体的力学性能计算 68
4.8.1回火马氏体强度的计算 68
4.8.2回火马氏体伸长率的计算 69
4.8.3回火马氏体冲击功的计算 70
4.9 45钢低温回火的力学性能 70
5马氏体中温回火产物的电子结构及力学性能的理论计算 72
5.1屈氏体的电子结构参数 72
5.2θ-Fe3C相的共价键络、等同键数及键距方程 72
5.3θ-Fe3C最强共价键共价电子数统计值n'A及原子状态组数σN的计算 74
5.4合金θ-Fe3C相n’nA及σN的计算 75
5.5θ-Fe3C/α相界面电子结构参数的计算 79
5.5.1屈氏体中α相（112）晶面电子密度ρ（112）的计算 79
5.5.2屈氏体中θ-Fe3C、θ-（FeM）3C（001）晶面电子密度的计算 81
5.5.3α（112）/θ-Fe3C（001）界面电子密度差统计值△ρ’及原子状态组数σ的计算 82
5.5.4屈氏体相及相界面的电子结构参数 83
5.6马氏体中温回火时的相变 84
5.7屈氏体强化机制的电子理论分析 85
5.7.1固溶强化 85
5.7.2界面强化 85
5.8屈氏体的强化权重 85
5.8.1C、Mn的强化权重 86
5.8.2Si、Ni的强化权重 87
5.8.3Cr的强化权重 88
5.9中温回火强度计算 89
5.9.1含C、Mn结构单元中温回火时强度变化量的计算 89
5.9.2含Si、Ni结构单元强度变化量的计算 90
5.9.3α-Fe-M结构单元强度变化量的计算 91
5.9.4含Cr结构单元强度的变化量 91
5.9.5中温回火转变产物强度的计算 91
5.10中温回火转变伸长率的计算 92
5.10.1含C、Mn结构单元伸长率的计算 92
5.10.2含Si、Ni结构单元伸长率的计算 93
5.10.3α-Fe-M结构单元伸长率的改变量 93
5.10.4含Cr结构单元的伸长率 94
5.10.5中温回火产物伸长率的计算 95
5.11中温回火转变冲击功的计算 95
5.11.1含C、Mn结构单元冲击功的计算 95
5.11.2含Si、Ni结构单元冲击功的计算 96
5.11.3α-Fe-M结构单元冲击功的计算 96
5.11.4σN对α-Fe-M结构单元冲击功的影响 97
5.11.5含Cr结构单元冲击功的计算 97
5.11.6中温回火产物冲击功的计算 98
5.12 45钢中温回火产物的力学性能 98
6马氏体高温回火产物的电子结构及力学性能的理论计算 99
6.1高温回火相变及权重的计算 99
6.1.1含C、Mn结构单元的相变及权重计算 99
6.1.2含Si、Ni结构单元的相变及权重计算 100
6.1.3含Cr结构单元的相变及权重 103
6.2高温回火的强化机制 104
6.3高温回火强度计算 105
6.3.1含C、Mn结构单元强度的计算 105
6.3.2含Si、Ni结构单元强度的计算 106
6.3.3含Cr结构单元强度改变量的计算 107
6.3.4α-Fe-M结构单元强度的计算 108
6.3.5高温回火产物强度计算 108
6.4高温回火伸长率的计算 109
6.4.1含C、Mn结构单元伸长率的计算 109
6.4.2含Si、Ni结构单元伸长率的计算 110
6.4.3含Cr结构单元伸长率的计算 111
6.4.4α-Fe-M结构单元伸长率的计算 112
6.4.5高温回火伸长率的计算 113
6.5高温回火冲击功的计算 113
6.5.1含C、Mn结构单元冲击功的计算 113
6.5.2含Si、Ni结构单元冲击功的计算 114
6.5.3含Cr结构单元冲击功的计算 115
6.5.4α-Fe-M结构单元冲击功的计算 115
6.5.5σN值对α-Fe-M单元冲击功的影响 116
6.5.6高温回火产物冲击功的计算 116
6.6 45钢高温回火后的力学性能 117
7微观组织特征相的电子结构与疲劳性能 118
7.1表征疲劳性能的电子结构参数 118
7.1.1特征相的电子结构参数 118
7.1.2特征相界面的电子结构参数 118
7.2特征相nmaxA和nminA的计算 119
7.3特征相界面Δρmax和Δρmin的计算 120
7.4疲劳曲线上第二类中断的电子理论分析 122
7.4.1第二类中断 122
7.4.2低碳钢微观组织特征相的电子结构参数与第二类中断的关系 123
7.5微观组织的电子结构对疲劳裂纹形成及扩展的影响 124
7.5.1n'A和Δρ’与微观组织疲劳裂纹形成的关系 124
7.5.2nmaxA和minA值与微观组织特征相疲劳裂纹萌生和扩展的关系 125
7.5.3Δρmin和Δρmax与微观组织特征相界面疲劳裂纹萌生和扩展的关系 126
7.6特征相及相界面的电子结构参数与疲劳裂纹扩展不同阶段的关系 126
7.6.1lgda/dN-lg△K曲线 126
7.6.2A区的特征与特征相电子结构的关系 127
7.6.3B区的特征与特征相界面电子结构的关系 128
7.6.4C区的特征与特征相界面电子结构关系 130
7.7不扩展裂纹与特征相及相界面电子结构的关系 131
7.7.1软钢中的不扩展裂纹 131
7.7.2不扩展裂纹对应的特征相和相界面及其电子结构 132
7.7.3特征相及相界面的电子结构对不扩展裂纹的影响 132
7.8微观组织的电子结构对疲劳裂纹扩展阈值△Kth的影响 133
7.9淬火回火微观组织的电子结构及其疲劳性能预测 135
7.9.1淬火、不同温度回火微观组织的电子结构 135
7.9.2淬火、不同温度回火微观组织的疲劳性能预测 137
7.9.3预测结果印证 138
7.10 45钢调质微观组织疲劳性能理论预测 139
7.10.1 45钢调质微观组织的电子结构 139
7.10.2 45钢调质微观组织特征强度的计算 139
7.10.3 45钢调质微观组织疲劳性能预测 140
7.10.4 预测结果印证 140
参考文献 142