金属固态相变教程 [郭英奎 编著]
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资料介绍
金属固态相变教程
出版时间：2017年版
内容简介
本书介绍金属固态相变的基本原理，全书共分八章，即金属固态相变概论、奥氏体相变、钢的过冷奥氏体转变图、珠光体相变、马氏体相变、贝氏体相变、淬火钢的回火转变、合金的脱溶与时效。 本书可以作为金属材料工程专业本科教材，也可供从事金属材料研究和生产的科技人员参考。
目录
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
2.1.1Fe-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/ 70
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
5.3.5Fe-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
5.4.2Ms点定义/ 92
5.4.3Md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
7.2.5α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
8.1.1G.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
出版时间：2017年版
内容简介
本书介绍金属固态相变的基本原理，全书共分八章，即金属固态相变概论、奥氏体相变、钢的过冷奥氏体转变图、珠光体相变、马氏体相变、贝氏体相变、淬火钢的回火转变、合金的脱溶与时效。 本书可以作为金属材料工程专业本科教材，也可供从事金属材料研究和生产的科技人员参考。
目录
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
2.1.1Fe-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/ 70
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
5.3.5Fe-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
5.4.2Ms点定义/ 92
5.4.3Md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
7.2.5α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
8.1.1G.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