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第1章 固态相变引论 1

1.1 相变及其分类 1

1.1.1 相与相变 1

1.1.2 相变分类 2

1.2 固态相变特点 5

1.2.1 相变问题的要点 5

1.2.2 固态相变的特点 6

第2章 钢中奥氏体的形成 10

2.1 奥氏体 10

2.1.1 奥氏体的组织结构 10

2.1.2 奥氏体成分的不均匀性 11

2.1.3 奥氏体的性能 12

2.2 奥氏体的形成机制 12

2.2.1 奥氏体形成的热力学条件 12

2.2.2 奥氏体晶核的形成 13

2.2.3 奥氏体晶核的长大 14

2.2.4 剩余碳化物的溶解 16

2.2.5 奥氏体成分的相对均匀化 16

2.2.6 非共析钢平衡组织的奥氏体化 16

2.2.7 非平衡组织的奥氏体化 17

2.3 奥氏体形成动力学 17

2.3.1 奥氏体的形核率和长大速度 17

2.3.2 奥氏体等温形成动力学曲线（TTA曲线） 19

2.3.3 连续加热时奥氏体形成的TTA曲线 20

2.3.4 影响奥氏体形成速度的因素 21

2.4 奥氏体晶粒的长大 23

2.4.1 奥氏体晶粒长大现象 23

2.4.2 奥氏体晶粒长大机理 23

2.4.3 影响奥氏体晶粒长大的因素 24

第3章 珠光体转变 26

3.1 珠光体的组织特征 26

3.2 珠光体转变机制 28

3.2.1 珠光体转变时的领先相 28

3.2.2 珠光体的形成过程 29

3.2.3 亚（过）共析钢的珠光体转变 31

3.3 珠光体转变动力学 33

3.3.1 珠光体的形核率I和长大速度G 33

3.3.2 珠光体转变动力学图 34

3.3.3 先共析相的长大动力学 34

3.3.4 影响珠光体转变动力学的因素 35

3.4 珠光体转变产物的机械性能 36

3.4.1 珠光体的机械性能 36

3.4.2 铁素体加珠光体的机械性能 37

3.4.3 形变珠光体的机械性能 38

第4章 马氏体相变 40

4.1 马氏体相变的主要特征 40

4.1.1 切变共格和表面浮凸 40

4.1.2 无扩散性 40

4.1.3 特定位向关系和惯习面 41

4.1.4 在一个温度范围内完成相变 41

4.1.5 可逆性 42

4.2 马氏体相变热力学 42

4.2.1 马氏体相变热力学条件 42

4.2.2 影响钢中Ms点的主要因素 43

4.3 马氏体相变晶体学的经典模型 44

4.3.1 马氏体相变的形核理论 44

4.3.2 马氏体相变的切变模型 45

4.4 马氏体相变的动力学 46

4.4.1 降温瞬时形核、瞬时长大 46

4.4.2 等温形核、瞬时长大 47

4.4.3 自触发形核、瞬时长大 47

4.4.4 表面马氏体相变 47

4.5 钢中马氏体的晶体结构 48

4.5.1 马氏体点阵常数和碳含量的关系 48

4.5.2 马氏体的点阵结构及其畸变 48

4.6 钢及铁合金中马氏体的组织形态 48

4.6.1 板条状马氏体 48

4.6.2 片状马氏体 50

4.6.3 其他马氏体形态 50

4.6.4 影响马氏体形态及内部亚结构的因素 51

4.7 奥氏体的稳定化 52

4.7.1 奥氏体的热稳定化 52

4.7.2 马氏体的机械稳定化 53

4.8 马氏体的机械性能 54

4.8.1 马氏体的强度和硬度 54

4.8.2 马氏体的韧性 55

4.8.3 马氏体的相变诱发塑性 55

4.9 有色金属和陶瓷材料中的马氏体相变 56

4.9.1 有色金属合金中马氏体相变特点 56

4.9.2 陶瓷材料中的马氏体相变 57

第5章 贝氏体相变 58

5.1 简介 58

5.1.1 贝氏体的定义 59

5.1.2 贝氏体的分类 60

5.2 贝氏体的组织形态 61

5.2.1 上贝氏体 61

5.2.2 下贝氏体 62

5.2.3 其他类型贝氏体 64

5.3 贝氏体相变机理 66

5.3.1 切变机理 66

5.3.2 台阶机制 68

5.4 贝氏体相变动力学及其影响因素 69

5.4.1 贝氏体等温相变动力学 69

5.4.2 贝氏体相变时碳的扩散 70

5.4.3 影响贝氏体相变动力学的因素 70

第6章 淬火钢的回火转变 72

6.1 铁-碳马氏体的回火 72

6.1.1 新鲜马氏体在低温回火时性能的变化 73

6.1.2 碳原子的偏聚 74

6.1.3 θ-FeC的过渡相 75

6.1.4 θ-FeC的形成 77

6.2 合金马氏体中碳化物析出 78

6.2.1 Fe-M-C马氏体脱溶时析出的碳化物的平衡相 78

6.2.2 Fe-M-C马氏体的脱溶贯序 79

6.3 合金马氏体的回火二次硬化 81

6.3.1 回火二次硬化现象 81

6.3.2 二次硬化机制 82

6.4 回火时α相和残留奥氏体的变化 84

6.4.1 α相的变化和碳化物的聚集长大 84

6.4.2 残留奥氏体的转变 85

第7章 脱溶与时效 88

7.1 脱溶沉淀过程 89

7.1.1 G.P.区的形成及其结构 89

7.1.2 过渡相的形成及其结构 90

7.1.3 平衡相的形成及其结构 90

7.2 脱溶后的显微组织 91

7.2.1 连续脱溶及其显微组织 91

7.2.2 非连续脱溶及其显微组织 92

7.2.3 脱溶过程中显微组织的变化序列 92

7.3 脱溶热力学与动力学 93

7.3.1 脱溶热力学 93

7.3.2 脱溶动力学及其影响因素 94

7.4 固溶和时效处理后合金的性能 95

7.4.1 固溶处理后合金的性能 95

7.4.2 时效处理后合金的性能变化 96

7.5 固溶和时效处理工艺规范 99

7.5.1 固溶处理工艺规范 99

7.5.2 时效处理工艺规范 99

7.6 调幅分解 100

7.6.1 调幅分解的热力学条件 100

7.6.2 调幅分解过程 101

7.6.3 调幅分解的组织结构和性能 102

7.7 第二相强化的应用 103

7.7.1 有色合金 103

7.7.2 铁基合金 103

第8章 常用的相变研究方法 105

8.1 物相类型分析 105

8.1.1 物相种类分析的原理 105

8.1.2 X射线衍射分析方法 107

8.1.3 电子衍射方法 109

8.2 微观组织分析 115

8.2.1 光学显微镜（OM） 116

8.2.2 扫描电子显微镜（SEM） 117

8.2.3 透射电子显微镜（TEM） 121

8.3 相变过程的分析方法 123

8.3.1 热分析方法 124

8.3.2 电阻分析法 125

8.3.3 磁性分析法 126

8.3.4 原位金相观察 127

第9章 外场对固态相变的影响 128

9.1 温度-时间-力对相变的综合作用 128

9.1.1 形变热处理 128

9.1.2 微合金化与控轧（锻）控冷一体化技术 130

9.1.3 超低温下应力诱发相变 132

9.2 辐照条件下的相变 133

9.2.1 辐照作用下的缺陷 133

9.2.2 辐照作用下的相变 135

9.3 磁场下的固态相变与转变 137

9.3.1 概述 137

9.3.2 磁场下的马氏体转变 137

9.3.3 磁场下的扩散型相变 141

9.4 激光作用下的相变 143

9.4.1 激光冲击奥氏体不锈钢表面的亚结构变化 144

9.4.2 奥氏体不锈钢表面激光冲击组织超细化 144

9.4.3 激光冲击材料宏微观力学效应 145

9.5 冲击作用下的相变 148

9.5.1 冲击相变概述 148

9.5.2 相变塑性和剪力影响 148

9.5.3 相变后行为的研究 150

9.5.4 冲击相变的理论和本构模型 152

9.5.5 相变机理和微观瞬态测量 153

第10章 新型功能材料中的固态相变及应用 155

10.1 概述 155

10.2 热驱动马氏体相变与新型高温形状记忆合金 155

10.3 宽相变滞后与高阻尼形状记忆合金 157

10.4 磁性转变与磁致伸缩材料 160

10.5 马氏体相变增韧与热障涂层材料 162

10.6 其他功能材料中的相变 165

参考文献 166