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第1章 金属固态相变概论1

1.1 固态相变的主要类型1

1.1.1 按平衡状态分类1

1.1.2 按热力学分类3

1.1.3 按原子迁移情况分类4

1.1.4 按相变方式分类5

1.2 固态相变的一般特征5

1.2.1 相界面6

1.2.2 惯习面8

1.2.3 应变能8

1.2.4 晶体缺陷的影响9

1.2.5 溶质原子的扩散9

1.2.6 过渡相9

1.3 固态相变热力学10

1.3.1 固态相变的热力学条件10

1.3.2 固态相变的形核11

1.3.3 晶核长大13

1.4 固态相变动力学15

第2章 奥氏体相变18

2.1 奥氏体形成概述18

2.1.1 Fe-Fe3C相图18

2.1.2 奥氏体形成的热力学条件19

2.1.3 奥氏体的组织、结构和性能20

2.2 奥氏体的形成21

2.2.1 奥氏体的形核22

2.2.2 奥氏体的长大22

2.2.3 残余渗碳体溶解24

2.2.4 奥氏体成分均匀化24

2.3 奥氏体等温形成动力学24

2.3.1 形核率25

2.3.2 长大速度25

2.3.3 奥氏体等温动力学曲线26

2.4 影响奥氏体等温形成速度的因素28

2.4.1 加热温度的影响28

2.4.2 碳含量的影响29

2.4.3 原始组织的影响29

2.4.4 合金元素的影响30

2.5 钢在连续加热时珠光体向奥氏体的相变31

2.5.1 相变在一个温度范围内进行31

2.5.2 临界点随加热速率的增大而升高32

2.5.3 相变速率随加热速率的增大而增大32

2.5.4 奥氏体成分不均匀性随加热速率的增大而增大32

2.5.5 奥氏体起始晶粒度大小随加热速率的增大而细化33

2.6 奥氏体晶粒长大及控制33

2.6.1 奥氏体晶粒度34

2.6.2 晶粒度的表征35

2.6.3 奥氏体晶粒长大原理36

2.6.4 影响奥氏体晶粒长大的因素38

第3章 钢的过冷奥氏体转变图41

3.1 过冷奥氏体等温转变冷却图42

3.1.1 过冷奥氏体等温转变图的建立42

3.1.2 过冷奥氏体等温转变的组织44

3.1.3 过冷奥氏体等温转变图的类型45

3.1.4 影响过冷奥氏体等温转变图的因素47

3.2 过冷奥氏体连续转变冷却图50

3.2.1 过冷奥氏体连续转变图的建立50

3.2.2 连续冷却转变图分析51

3.2.3 连续冷却转变图与等温转变图比较53

3.3 钢的临界冷却速率53

第4章 珠光体相变55

4.1 珠光体的组织形态与晶体结构55

4.1.1 珠光体的组织形态55

4.1.2 珠光体分类56

4.1.3 珠光体的晶体结构57

4.1.4 珠光体的层片间距58

4.2 珠光体的形成机制59

4.2.1 珠光体形成的热力学条件59

4.2.2 片状珠光体的形成机制60

4.2.3 粒状珠光体的形成机制63

4.3 非共析钢的珠光体相变和组织形态64

4.3.1 先析相的转变及形态64

4.3.2 伪共析组织65

4.3.3 魏氏组织66

4.4 珠光体相变动力学67

4.4.1 珠光体的形核率和长大速度67

4.4.2 珠光体等温相变的动力学图68

4.4.3 影响珠光体相变动力学的因素68

4.5 珠光体的力学性能70

4.5.1 共析成分珠光体的力学性能71

4.5.2 铁素体加珠光体的力学性能72

4.5.3 形变珠光体的力学性能73

4.6 钢中碳化物的相间沉淀74

4.6.1 相间沉淀条件74

4.6.2 相间沉淀机理75

4.6.3 相间沉淀产物的形态与性能77

第5章 马氏体相变79

5.1 钢中马氏体的晶体结构79

5.1.1 马氏体的点阵常数与碳含量的关系79

5.1.2 新生成马氏体的异常正方度80

5.1.3 碳原子在马氏体点阵中的位置及分布81

5.2 马氏体相变的主要特征82

5.2.1 切变共格和表面浮凸现象82

5.2.2 马氏体相变的无扩散性83

5.2.3 具有一定的位向关系和惯习面83

5.2.4 马氏体相变是在一个温度范围内进行的85

5.2.5 马氏体相变的可逆性85

5.3 钢中马氏体的主要形态86

5.3.1 板条状马氏体86

5.3.2 片状马氏体87

5.3.3 其他形态马氏体89

5.3.4 马氏体形态及亚结构与成分的关系91

5.3.5 Fe-C合金片状马氏体显微裂纹的形成91

5.4 马氏体相变的热力学92

5.4.1 相变的驱动力92

5.4.2 Ms点定义92

5.4.3 Md点定义93

5.4.4 影响Ms点的主要因素94

5.5 马氏体相变的动力学99

5.5.1 马氏体的降温形成99

5.5.2 爆发式相变101

5.5.3 等温相变101

5.5.4 表面相变104

5.6 马氏体相变机理104

5.6.1 马氏体形核104

5.6.2 马氏体的切变模型106

5.7 马氏体的力学性能109

5.7.1 马氏体的硬度和强度109

5.7.2 马氏体的韧性112

5.7.3 马氏体的相变塑性113

5.8 奥氏体的稳定化114

5.8.1 奥氏体的热稳定化115

5.8.2 奥氏体的机械稳定化117

第6章 贝氏体相变119

6.1 贝氏体相变的基本特征120

6.2 钢中贝氏体的组织形态120

6.2.1 上贝氏体120

6.2.2 下贝氏体121

6.2.3 其他贝氏体122

6.3 贝氏体相变的热力学条件及相变过程124

6.3.1 贝氏体相变的热力学条件124

6.3.2 贝氏体的形成过程125

6.3.3 贝氏体铁素体长大机制126

6.4 贝氏体相变动力学及影响因素127

6.4.1 贝氏体相变的动力学特点127

6.4.2 贝氏体等温转变图128

6.4.3 影响贝氏体相变动力学的因素129

6.5 钢中贝氏体的力学性能132

6.5.1 影响贝氏体力学性能的基本因素132

6.5.2 非贝氏体组织对力学性能的影响133

6.5.3 贝氏体的韧性134

第7章 淬火钢的回火转变136

7.1 淬火钢回火的组织转变概述136

7.2 淬火钢的回火转变137

7.2.1 马氏体中碳的偏聚（回火前期阶段）137

7.2.2 马氏体分解（回火第一阶段）138

7.2.3 残余奥氏体转变（回火第二阶段）140

7.2.4 碳化物转变（回火第三阶段）140

7.2.5 α相状态的变化及碳化物聚集长大143

7.3 合金元素对回火转变的影响145

7.3.1 马氏体分解的影响145

7.3.2 残余奥氏体转变的影响146

7.3.3 碳化物转变的影响146

7.3.4 回火时的二次硬化与二次淬火149

7.3.5 合金元素对α相回复和再结晶的影响151

7.4 淬火钢回火时力学性能的变化152

7.4.1 硬度152

7.4.2 强度和韧性152

7.4.3 钢的回火脆性153

7.4.4 非马氏体组织的回火159

第8章 合金的脱溶与时效161

8.1 脱溶过程和脱溶物的结构162

8.1.1 G.P.区的形成及其结构162

8.1.2 过渡相的形成与结构164

8.1.3 平衡相的形成165

8.2 脱溶热力学和动力学166

8.2.1 脱溶热力学分析166

8.2.2 脱溶动力学167

8.2.3 影响脱溶动力学的因素168

8.3 脱溶后的组织169

8.3.1 连续脱溶及显微组织169

8.3.2 非连续脱溶及显微组织170

8.4 合金时效过程中的性能变化173

8.4.1 硬度变化173

8.4.2 屈服强度的变化174

8.4.3 回归现象175

8.5 铁基合金的脱溶与时效176

8.5.1 马氏体时效钢的脱溶及性能变化176

8.5.2 铁基合金的淬火时效178

8.5.3 应变时效178

8.6 合金的调幅分解179

8.6.1 调幅分解的热力学条件179

8.6.2 调幅分解过程180

8.6.3 结构、显微组织和性能181

参考文献183