固态相变原理及应用 第2版pdf电子书版本下载

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第一部分 固态相变理论基础 1

1固态相变概论 1

1.1 相变的共性 2

1.1.1 相变的必要条件 2

1.1.2 相变的内因与外因 2

1.1.3 孕育期 2

1.1.4 驱动力与阻力 2

1.1.5 相变的结果 3

1.2 固态相变的特性 3

1.2.1 相界面 3

1.2.2 弹性应变能 4

1.2.3 位向关系与惯习面 5

1.2.4 亚稳定过渡相 5

1.2.5 原子迁移率 5

1.3 固态相变的类型 6

1.3.1 按热力学分类 6

1.3.2 按相变方式分类 7

1.3.3 按原子迁移特点分类 7

1.3.4 按平衡状态分类 8

复习思考题 10

2固态相变的热力学原理 11

2.1 固态相变的热力学条件 11

2.2 相变势垒 12

2.3 形核 12

2.3.1 均匀形核 13

2.3.2 非均匀形核 14

复习思考题 18

3固态相变的动力学原理 19

3.1 形核率 19

3.1.1 形核率的热力学定义 19

3.1.2 临界核胚体积分数C＊的统计计算 20

3.1.3 临界核胚变成晶核的频率f的统计计算 20

3.1.4 均匀形核率 20

3.2 晶核长大 21

3.2.1 晶核长大机制 21

3.2.2 晶核长大速度 23

3.3 相变宏观动力学方程 25

3.4 相变动力学曲线 26

复习思考题 27

第二部分 金属固态相变 30

4扩散型相变（I）——奥氏体化 30

4.1 奥氏体及其组织结构 30

4.1.1 奥氏体 30

4.1.2 奥氏体的组织结构 30

4.2 奥氏体形成机理 31

4.2.1 共析钢平衡组织的奥氏体化 32

4.2.2 非共析钢平衡组织的奥氏体化 34

4.2.3 非平衡组织的奥氏体化 35

4.2.4 合金钢的奥氏体化 35

4.3 奥氏体形成动力学 35

4.3.1 奥氏体等温形成动力学 35

4.3.2 连续加热时奥氏体的形成 39

4.3.3 影响奥氏体形成速度的因素 40

4.4 奥氏体晶粒度及其控制 41

4.4.1 奥氏体晶粒度 41

4.4.2 影响奥氏体晶粒尺寸的因素 43

4.5 奥氏体的性能特点与奥氏体钢 44

4.5.1 奥氏体的性能特点 44

4.5.2 典型的奥氏体钢＊ 44

复习思考题 46

5扩散型相变（Ⅱ）——珠光体转变 47

5.1 珠光体的组织结构 47

5.1.1 片状珠光体 48

5.1.2 粒状珠光体 48

5.2 珠光体转变热力学条件与转变机理 49

5.2.1 珠光体转变的热力学条件 49

5.2.2 珠光体转变机制 50

5.2.3 具有先共析相析出的珠光体转变和伪共析转变 52

5.3 珠光体转变动力学 54

5.3.1 珠光体的形核率N和长大速度G 54

5.3.2 珠光体转变动力学图 56

5.3.3 影响珠光体转变速度的因素 56

5.4 相间析出＊ 58

5.4.1 组织形态 58

5.4.2 相间沉淀的机理 59

5.4.3 相间沉淀钢的应用 59

5.5 珠光体的力学性能 60

5.5.1 片状珠光体的力学性能 60

5.5.2 粒状珠光体的力学性能 60

5.5.3 非共析钢的力学性能 61

5.5.4 形变珠光体的力学性能 61

5.6 珠光体钢＊ 62

5.6.1 钢轨钢 62

5.6.2 冷拔高强度钢丝用钢 62

5.6.3 珠光体耐热钢 62

复习思考题 64

6扩散型相变（Ⅲ）——脱溶沉淀 65

6.1 脱溶沉淀过程 66

6.1.1 G.P.区的形成及其结构 66

6.1.2 过渡相的形成及其结构 67

6.1.3 平衡相的形成及其结构 68

6.2 脱溶后的显微组织 68

6.2.1 连续脱溶及其显微组织 69

6.2.2 非连续脱溶及其显微组织 69

6.2.3 脱溶过程中显微组织的变化序列 71

6.3 脱溶热力学与动力学 72

6.3.1 脱溶热力学 72

6.3.2 脱溶动力学及其影响因素 72

6.4 固溶和时效处理后的性能 74

6.4.1 固溶处理后合金的性能 74

6.4.2 时效处理后合金的性能变化 74

6.5 固溶和时效处理工艺规范 78

6.5.1 固溶处理工艺规范 78

6.5.2 时效处理工艺规范 79

6.6 调幅分解 79

6.6.1 调幅分解的热力学条件 79

6.6.2 调幅分解过程 80

6.6.3 调幅分解的组织结构和性能 82

6.7 第二相强化的应用 82

6.7.1 有色合金 83

6.7.2 铁基合金 83

复习思考题 84

7非扩散型相变——马氏体相变 85

7.1 马氏体相变的主要特征 85

7.1.1 非扩散性 85

7.1.2 切变共格和表面浮凸 85

7.1.3 位向关系和惯习面 86

7.1.4 马氏体相变的不彻底性 87

7.1.5 马氏体相变的可逆性 88

7.2 马氏体的晶体结构与组织形态 88

7.2.1 马氏体的晶体结构 88

7.2.2 马氏体的组织形态 89

7.2.3 影响马氏体形态及亚结构的因素 92

7.3 马氏体相变热力学 93

7.3.1 马氏体相变热力学条件 93

7.3.2 Ms点的物理意义及其影响因素 94

7.3.3 马氏体相变形核理论＊ 97

7.4 马氏体相变动力学 98

7.4.1 变温马氏体相变 98

7.4.2 等温马氏体相变 98

7.4.3 爆发型马氏体相变 98

7.4.4 表面马氏体相变 99

7.4.5 热弹性马氏体＊ 99

7.4.6 奥氏体稳定化 100

7.5 马氏体相变晶体学 102

7.5.1 K-S切变模型 102

7.5.2 G-T切变模型 103

7.6 马氏体的力学性能 104

7.6.1 马氏体的物理性能 104

7.6.2 马氏体的强度与硬度 104

7.6.3 马氏体的韧性 106

7.7 马氏体钢＊ 106

7.7.1 马氏体不锈钢 107

7.7.2 马氏体耐热钢 107

7.7.3 马氏体沉淀硬化不锈钢 107

7.7.4 马氏体时效钢 107

7.7.5 相变诱发马氏体钢 107

7.7.6 形状记忆合金 108

复习思考题 110

8半扩散型相变——贝氏体相变 111

8.1 贝氏体相变的基本特征 111

8.1.1 贝氏体相变的温度范围 111

8.1.2 贝氏体相变的产物 111

8.1.3 贝氏体相变动力学 112

8.1.4 贝氏体相变的半扩散性 112

8.1.5 贝氏体相变的晶体学特征 112

8.2 贝氏体的组织形态 112

8.2.1 上贝氏体 112

8.2.2 下贝氏体 113

8.2.3 无碳化物贝氏体 114

8.2.4 粒状贝氏体 115

8.2.5 其他类型的贝氏体 115

8.3 贝氏体相变机理 115

8.3.1 贝氏体相变争论的焦点 115

8.3.2 经典的贝氏体相变假说 116

8.3.3 贝氏体形态与碳脱溶的关系 118

8.4 贝氏体相变动力学 119

8.4.1 贝氏体等温相变动力学 119

8.4.2 贝氏体相变速度与碳的扩散 119

8.4.3 影响贝氏体相变动力学的因素 120

8.5 有色金属及陶瓷中的贝氏体相变＊ 121

8.5.1 有色金属中的贝氏体相变 121

8.5.2 陶瓷中的贝氏体相变 122

8.6 贝氏体的力学性能 122

8.6.1 贝氏体的强度和硬度 122

8.6.2 贝氏体的塑性和韧性 122

8.6.3 其他相对贝氏体性能的影响 123

8.7 贝氏体钢及其应用＊ 123

8.7.1 低碳贝氏体钢 124

8.7.2 中碳贝氏体钢 124

8.7.3 高碳贝氏体钢 124

8.7.4 奥贝球铁 124

复习思考题 125

第三部分 固态相变的应用 127

9制定热处理工艺的依据 127

9.1 过冷奥氏体等温转变动力学曲线的基本形式 128

9.2 测定TTT图的基本原理和方法 129

9.2.1 测定TIT图的基本原理 129

9.2.2 测定TIT图的基本方法 129

9.2.3 C曲线的基本类型及其影响因素 130

9.3 过冷奥氏体连续转变动力学图 133

9.3.1 过冷奥氏体连续转变动力学图的测定 133

9.3.2 过冷奥氏体连续转变动力学图的基本形式 133

9.4 临界冷却速度 135

复习思考题 135

10退火与正火 136

10.1 退火 136

10.1.1 退火的目的及分类 136

10.1.2 退火工艺 136

10.2 正火目的与工艺 141

10.3 正火与退火的选用原则 141

复习思考题 142

11淬火 143

11.1 钢的淬火目的与分类 143

11.2 淬火加热温度与保温时间 143

11.2.1 淬火加热温度的确定依据 143

11.2.2 淬火加热时间的确定方法 144

11.2.3 加热介质的选择原则 145

11.3 淬火冷却介质 145

11.3.1 气态淬火介质 146

11.3.2 水及水溶液 146

11.3.3 淬火油 146

11.3.4 高分子聚合物淬火介质 146

11.3.5 盐浴 146

11.3.6 流态床 147

11.4 淬火工艺 147

11.4.1 单液淬火 147

11.4.2 双液淬火 147

11.4.3 分级淬火 148

11.4.4 等温淬火 148

11.4.5 其他淬火工艺 148

11.5 钢的淬透性和淬硬性 149

11.5.1 钢的淬透性 149

11.5.2 钢的淬硬性 149

11.6 冷处理 150

复习思考题 150

12回火 151

12.1 碳钢回火时的组织演变过程 151

12.1.1 马氏体中碳原子的偏聚 151

12.1.2 马氏体的分解 153

12.1.3 残余奥氏体的转变 154

12.1.4 渗碳体的形成 155

12.1.5 α相状态变化及碳化物聚集长大 156

12.2 合金钢回火时的组织转变特点 157

12.2.1 合金元素对马氏体分解的影响 157

12.2.2 合金元素对残余奥氏体转变的影响 157

12.2.3 合金元素对碳化物转变的影响 157

12.2.4 合金元素对α相回复和再结晶的影响 158

12.3 回火时性能的变化 158

12.3.1 硬度和强度的变化 158

12.3.2 塑性和韧性的变化 160

12.3.3 回火脆性 161

12.4 回火工艺 163

12.4.1 回火的目的 163

12.4.2 回火温度的确定 164

12.4.3 回火保温时间的确定 165

复习思考题 165

13表面强化技术 167

13.1 表面淬火 167

13.1.1 表面淬火适用范围及热处理工艺规范 167

13.1.2 表面淬火类型 168

13.2 化学热处理 169

13.2.1 化学热处理基本原理 169

13.2.2 渗碳 169

13.2.3 渗氮 170

复习思考题 171

参考文献 172