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1金属固态相变的一般规律1

1.1金属系统及相变的复杂性1

1.1.1金属及合金是复杂系统2

1.1.2金属及合金是整合系统3

1.1.3固态相变的自组织5

1.2固态相变的分类6

1.2.1按平衡状态分类6

1.2.2按原子迁移特征分类9

1.2.3按热力学分类10

1.3铁的多型性及临界点11

1.3.1铁的多型性转变11

1.3.2体心立方铁的热力学特征12

1.3.3铁的临界点A3 、 A4的形成13

1.4固态相变中原子的迁移14

1.4.1原子迁移的热力学分析14

1.4.2实际金属中的扩散15

1.4.3过冷奥氏体相变过程中原子的迁移方式17

1.4.4成分不变原子非协同热激活跃迁17

1.5相变的驱动力和阻力18

1.5.1相变驱动力18

1.5.2相变阻力19

1.6形核22

1.6.1均匀形核22

1.6.2非均匀形核23

1.7新相晶核的长大规律28

1.7.1成分不变协同型位移长大28

1.7.2成分不变非协同型位移长大29

1.7.3成分改变的非协同型位移长大29

1.7.4应用举例——钢中奥氏体的晶核长大31

1.8相变动力学和过冷奥氏体转变贯序33

1.8.1形核率33

1.8.2相变动力学方程34

1.8.3动力学曲线和等温转变图36

1.8.4过冷奥氏体转变贯序36

1.9析出相的聚集和组织的粗化39

1.9.1弥散析出相的聚集长大39

1.9.2条片状组织的粗化39

1.9.3片状珠光体的粗化——球化40

1.9.4晶粒粗化及防止粗化的措施41

1.9.5粗化应用实例——退火软化机理43

复习思考题45

参考文献46

2奥氏体及其形成47

2.1奥氏体48

2.1.1奥氏体的组织形貌48

2.1.2奥氏体的晶体结构49

2.1.3奥氏体中的亚结构49

2.1.4奥氏体成分的不均匀性51

2.1.5奥氏体的性能51

2.2奥氏体形成机理52

2.2.1奥氏体形成的热力学条件52

2.2.2奥氏体的形核52

2.2.3奥氏体晶核的长大54

2.2.4渗碳体的溶解和奥氏体成分的相对均匀化56

2.2.5针形奥氏体和球形奥氏体的形成57

2.2.6亚共析钢的奥氏体化58

2.2.7过共析钢奥氏体的形成58

2.3奥氏体等温形成动力学59

2.3.1共析碳素钢奥氏体等温形成动力学59

2.3.2亚共析碳素钢的等温TTA曲线60

2.3.3连续加热时奥氏体形成的TTA曲线61

2.3.4奥氏体的形核率和长大速度61

2.3.5影响奥氏体形成速度的因素63

2.4连续加热时奥氏体的形成特征64

2.4.1相变在一个温度范围内完成64

2.4.2奥氏体成分不均匀性随加热速度增大而增大65

2.4.3奥氏体起始晶粒随着加热速度增大而细化66

2.5奥氏体晶粒长大66

2.5.1奥氏体晶粒长大现象66

2.5.2奥氏体晶粒长大机理68

2.5.3硬相微粒对奥氏体晶界的钉扎作用68

2.5.4影响奥氏体晶粒长大的因素70

2.6粗大奥氏体晶粒的遗传性及防止措施70

2.6.1影响钢组织遗传的因素71

2.6.2控制粗大奥氏体晶粒遗传72

复习思考题72

参考文献73

3珠光体与共析分解74

3.1珠光体的定义和组织形貌74

3.1.1珠光体的定义74

3.1.2珠光体的组织形貌75

3.1.3珠光体的片间距78

3.1.4珠光体表面浮凸79

3.1.5珠光体组织形貌的多样性与复杂性80

3.2珠光体转变机理81

3.2.1共析分解热力学81

3.2.2珠光体转变机理82

3.2.3珠光体转变中的位向关系84

3.2.4珠光体晶核的长大85

3.3钢中粒状珠光体的形成86

3.3.1特定条件下过冷奥氏体的分解86

3.3.2片状珠光体的低温退火87

3.4珠光体转变动力学88

3.4.1珠光体形核率及长大速度88

3.4.2过冷奥氏体等温转变C-曲线89

3.4.3退火用TTT图90

3.4.4连续冷却转变动力学——CCT图92

3.4.5退火用TTT图、CCT图在退火软化中的作用93

3.5影响过冷奥氏体共析分解的内在机制94

3.5.1奥氏体状态94

3.5.2奥氏体固溶碳量的影响94

3.5.3合金元素的影响94

3.5.4合金奥氏体系统的整合作用97

3.6共析分解的特殊形式——“相间沉淀”100

3.6.1“相间沉淀”的热力学条件100

3.6.2“相间沉淀”产物的形态101

3.6.3“相间沉淀”机制102

复习思考题104

参考文献104

4马氏体相变与马氏体106

4.1马氏体相变的特征和定义107

4.1.1马氏体相变的基本特征107

4.1.2马氏体的定义110

4.2马氏体相变的分类及动力学特征111

4.2.1按相变驱动力分类111

4.2.2按马氏体相变动力学特征分类111

4.3马氏体相变热力学115

4.3.1 Fe-C合金马氏体相变热力学条件115

4.3.2相变驱动力的计算116

4.3.3钢中的马氏体点117

4.4马氏体的组织形态及物理本质119

4.4.1钢中马氏体的物理本质119

4.4.2低碳体心立方马氏体（小于0.2% C）120

4.4.3体心正方马氏体（大于0.2% ～1.9%C）120

4.4.4 Fe-M系合金马氏体123

4.4.5有色合金马氏体125

4.4.6表面马氏体128

4.5马氏体表面浮凸129

4.5.1马氏体表面浮凸的试验观察129

4.5.2马氏体表面浮凸形成机理131

4.6马氏体相变的形核133

4.6.1马氏体相变的形核模型134

4.6.2马氏体形核的试验观察135

4.6.3关于马氏体相变的形核机制138

4.7马氏体相变晶体学的经典模型139

4.7.1马氏体相变的K-S切变模型139

4.7.2西山切变模型142

4.7.3马氏体相变的G-T模型143

4.7.4对马氏体相变切变机制的评价144

复习思考题146

参考文献147

5贝氏体相变与贝氏体148

5.1贝氏体的组织形貌及亚结构148

5.1.1超低碳贝氏体的组织形貌148

5.1.2上贝氏体组织形貌149

5.1.3下贝氏体组织形貌151

5.1.4贝氏体组织的复杂性和多样性153

5.1.5魏氏组织155

5.1.6贝氏体铁素体的亚结构156

5.1.7有色合金中的贝氏体160

5.2贝氏体表面浮凸161

5.2.1贝氏体表面浮雕形貌161

5.2.2贝氏体表面浮凸形貌及尺度162

5.3贝氏体相变的过渡性165

5.3.1中温转变是过冷奥氏体转变的中间过渡环节165

5.3.2上贝氏体转变和珠光体分解的联系与区别165

5.3.3下贝氏体转变和马氏体相变的联系与区别167

5.3.4贝氏体组织形貌的过渡性168

5.4贝氏体相变热力学169

5.4.1相变驱动力的计算模型169

5.4.2相变驱动力的计算结果170

5.4.3切变学派计算的相变驱动力172

5.5贝氏体相变动力学173

5.5.1两派的争议173

5.5.2贝氏体长大速率174

5.5.3贝氏体转变TTT图与共析分解TTT图的比较175

5.6贝氏体相变理论研究进展和学术论争176

5.6.1各派对贝氏体相变特征的共识176

5.6.2贝氏体相变论争的焦点177

5.6.3停止论争，实现整合180

5.7块状相变180

5.7.1金属的块状相变181

5.7.2块状相变机制182

5.7.3块状转变与贝氏体相变的亲缘关系183

5.8贝氏体相变机制184

5.8.1各类贝氏体相变学说184

5.8.2贝氏体相变的非协同热激活跃迁机制185

复习思考题191

参考文献192

6马氏体的回火转变194

6.1 Fe-C马氏体的回火195

6.1.1新鲜马氏体在低温回火时性能的变化195

6.1.2碳原子的偏聚197

6.1.3 6-Fe3 C的过渡相198

6.1.4平衡相6-Fe3 C200

6.2回火时α相和残留奥氏体的变化201

6.2.1马氏体两相式分解的学说应当摒弃201

6.2.2α相物理状态的变化202

6.2.3残余奥氏体的转变205

6.2.4马氏体的回火产物206

6.3合金马氏体的回火207

6.3.1 Fe-M-C马氏体脱溶时的平衡相207

6.3.2 Fe-M-C马氏体脱溶时的（温度、时间）贯序208

6.4合金钢马氏体的回火二次硬化210

6.4.1回火二次硬化现象210

6.4.2二次硬化机理210

复习思考题213

参考文献214

7合金的脱溶215

7.1概述215

7.1.1固溶和脱溶215

7.1.2脱溶的分类216

7.2有色合金中的脱溶216

7.2.1 Al-Cu合金的脱溶217

7.2.2晶体缺陷对时效的影响221

7.2.3合金时效后的性能222

7.3 Fe-Cu合金的脱溶224

7.3.1含铜钢的时效224

7.3.2 Fe-Cu合金的沉淀产物224

复习思考题228

参考文献228

8相变产物的力学性能230

8.1珠光体的力学性能231

8.1.1珠光体的力学性能231

8.1.2铁素体-珠光体的力学性能232

8.2马氏体的力学性能233

8.2.1马氏体的强度和硬度233

8.2.2马氏体的韧性234

8.2.3马氏体相变超塑性235

8.3钢中贝氏体的力学性能236

8.3.1贝氏体的强度和硬度236

8.3.2贝氏体的塑性和韧性237

8.3.3粒状贝氏体的力学性能238

8.3.4超低碳贝氏体的性能238

8.4淬火钢回火后的力学性能239

8.4.1回火规程对力学性能的影响239

8.4.2马氏体回火转变产物的性能特点241

8.4.3回火脆性241

复习思考题242

参考文献243

附录244