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目录 1

第1章 概论 1

1.1 显微结构的稳定性 1

1.1.1 组织稳定性 1

1.1.2 扩散概念 3

1.1.3 界面控制与扩散控制 8

1.2 相变分类 10

1.2.1 按结构学分类 10

1.2.2 按热力学分类 10

1.2.3 按动力学分类 12

1.3 固态相变特点 13

1.3.1 相变问题的要点 13

1.3.2 固态相变的特点 14

第2章 Fick定律及应用 18

2.1 Fick第一定律及应用 18

2.1.1 稳态扩散 19

2.1.2 反应扩散性相变 21

2.2 Fick第二定律及应用 25

2.2.1 无规行走扩散统计规律的应用 25

2.2.2 Fick第二定律的解 27

2.2.3 高斯解 28

2.2.4 误差函数解 29

2.2.5 瓦格纳（Wagner）解法 31

2.2.6 正弦解 34

2.3 Fick第二定律在相变中的应用 37

2.3.1 脱溶沉淀相抛物线长大规律 37

2.3.2 应用实例 39

3.1 Fe-M-C三元系中的扩散 42

3.1.1 合金元素对合金钢扩散的作用 42

第3章 多元合金系中扩散与相变 42

3.1.2 Fe-M-C系中扩散问题的处理 44

3.1.3 Fe-M-C系合金的均匀化扩散 45

3.2 合金钢中扩散性相变的质量平衡 46

3.2.1 碳扩散的近似处理 46

3.2.2 碳活度的计算 48

3.2.3 扩散性相变的质量平衡 50

3.3 微量元素偏析及对扩散的影响 50

3.3.1 微量元素偏析与晶界扩散 50

3.3.2 微量元素对表面扩散的影响 52

3.4 应用实例 53

4.1 相变形核 57

4.1.1 均匀形核 57

4.1.2 非均匀形核 57

第4章 固态相变的形核与长大 57

4.2 相变动力学 60

4.2.1 相界面迁移机制 60

4.2.2 新相生长速率 61

4.2.3 相变宏观动力学 62

4.2.4 热激活速率方程式 63

4.3.1 相变过程竞择性的普遍现象 64

4.3 相变过程的竞择性 64

4.3.2 相变过程竞择性的几个例子 66

第5章 扩散型相变 70

5.1 脱溶相的长大 70

5.1.1 晶界相的形成长大 70

5.1.2 针状（或片状）析出物的晶内长大 72

5.1.3 析出物粒子的Ostwald粗化 74

5.1.4 GP区形成及动力学 77

5.1.5 含氮奥氏体钢的Cr2N析出 78

5.2.1 不连续脱溶沉淀的特征 80

5.2 不连续脱溶沉淀 80

5.2.2 不连续脱溶沉淀的理论模型 81

5.3 Spinodal分解 82

5.4 合金的有序化转变 84

5.4.1 有序化概念 84

5.4.2 有序畴长大动力学 85

5.5 块型转变 86

5.6 第二相的溶解 86

5.7.1 γ／（γ＋δ）相界温度的计算模型 87

5.7 奥氏体钢的高温δ相变 87

5.7.2 温度对形成δ相量的影响 88

5.8 贝氏体转变 89

5.8.1 在相变过程中奥氏体碳浓度的变化 89

5.8.2 贝氏体转变机理 90

第6章 钢中马氏体相变 91

6.1 概述 91

6.1.1 几个概念 91

6.1.2 马氏体相变的定义及特征 92

6.2 马氏体相变形核 93

6.2.1 均匀形核 93

6.1.3 准马氏体相变 93

6.2.2 非均匀形核 94

6.2.3 马氏体相变形态学 95

6.3 ε马氏体相变 97

6.3.1 层错能概念 97

6.3.2 合金层错能的计算模型 98

6.3.3 奥氏体层错能与马氏体相变 101

6.3.4 奥氏体相变结构参数 102

6.4.1 ε马氏体相变晶体学 104

6.4 ε马氏体相变与形状记忆效应 104

6.4.2 ε马氏体形态 105

6.4.3 ε马氏体相变机理 106

6.4.4 γ？ε相变的形状记忆效应 107

6.4.5 γ→ε相变的阻尼效应 108

第7章 其他材料马氏体相变 110

7.1 概述 110

7.1.1 有色金属合金中马氏体相变特点及分类 110

7.1.2 无机非金属材料的马氏体相变 112

7.2.1 铜合金中的马氏体 113

7.2 铜合金中的马氏体相变 113

7.2.2 铜合金中马氏体相变 116

7.3 其他有色金属马氏体相变 117

7.3.1 钛和锆合金 117

7.3.2 镍-钛基合金的马氏体相变 118

7.4 非金属材料的马氏体相变 119

7.4.1 陶瓷材料马氏体相变的应用 119

7.4.2 ZrO2陶瓷马氏体相变 122

7.4.3 其他无机非金属材料的马氏体相变 125

7.4.4 高分子材料的马氏体相变 127

8.1.1 热弹性马氏体相变 128

第8章 弹性马氏体和形状记忆效应 128

8.1 基本概念 128

8.1.2 形状记忆效应的晶体学 130

8.1.3 应力诱发马氏体与超弹性 131

8.2 热弹性马氏体相变能量学 132

8.3 形状记忆合金本构关系模型 133

8.3.1 形状记忆合金的热滞回线 133

8.3.2 形状记忆合金本构关系模型 133

8.4 形状记忆材料及应用 136

8.4.1 形状记忆合金 136

8.4.2 形状记忆陶瓷 138

8.4.3 形状记忆聚合物 140

第9章 外能量场对相变的影响 144

9.1 温度-时间-力对相变的综合作用 144

9.1.1 形变热处理 144

9.1.2 微合金化与控轧（锻）控冷一体化技术 146

9.1.3 超低温下应力诱发相变 147

9.2 辐照条件下的相变 148

9.2.1 辐照作用下的缺陷 148

9.2.2 辐照作用下的相变 151

9.3 磁场条件下的相变 152

9.4 激光作用下的相变 153

9.4.1 激光冲击奥氏体不锈钢表面的亚结构变化 153

9.4.2 奥氏体不锈钢表面激光冲击组织超细化 155

9.4.3 激光冲击材料宏微观力学效应 156

第10章 纳米材料的相变 159

10.1 纳米材料的马氏体相变 159

10.1.1 纳米材料的特殊效应 159

10.1.2 纳米材料的晶体结构 160

10.1.3 纳米材料的马氏体相变 161

10.2 纳米材料的扩散型相变 163

10.3 纳米金属材料相变的理论模型 164

10.3.1 晶界对纳米材料相变的作用 164

10.3.2 纳米金属相变的理论模型 165

10.3.3 纳米晶体马氏体相变的形核能垒 167

第11章 薄膜的生长 169

11.1 薄膜生长方式及形态 169

11.1.1 薄膜生长方式 169

11.1.2 薄膜生长初期形态 170

11.2.2 薄膜生长动力学 171

11.2.1 薄膜形成热力学 171

11.2 薄膜形成的热力学与动力学 171

11.2.3 应变层的稳定性 172

11.2.4 薄膜生长的影响因素 173

11.3 薄膜结构与界面 173

11.3.1 外延界面的结构 173

11.3.2 薄膜界面与结合力 174

11.4 薄膜的应用 176

附录 179

习题与思考题 186

参考文献 193