本書是材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程教材，按照材料科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)大綱編寫。其內(nèi)容分為金屬固態(tài)相變基礎(chǔ)、鋼中奧氏體的形成、珠光體轉(zhuǎn)變、馬氏體相變、貝氏體相變、鋼中的回火轉(zhuǎn)變和合金的脫溶沉淀與時效等部分，著重講述金屬材料在熱處理過程中的基本原理和理論知識。
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目錄
第一章 金屬固態(tài)相變基礎(chǔ) 1
1.1 金屬固態(tài)相變概論 1
1.1.1 金屬固態(tài)相變的主要分類 1
1.1.2 金屬固態(tài)相變的主要特點(diǎn) 7
1.2 金屬固態(tài)相變熱力學(xué) 11
1.2.1 金屬固態(tài)相變的熱力學(xué)條件 11
1.2.2 金屬固態(tài)相變的形核 14
1.2.3 金屬固態(tài)相變的晶核長大 20
1.3 金屬固態(tài)相變動力學(xué) 25
1.3.1金屬固態(tài)相變的速率 25
1.3.2 鋼中過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué) 28
第二章 鋼中奧氏體的形成 37
2.1 奧氏體的組織特征 37
2.1.1 奧氏體形成的溫度范圍 37
2.1.2 奧氏體的組織和結(jié)構(gòu) 38
2.1.3 奧氏體的性能 39
2.2 奧氏體的形成機(jī)制 40
2.2.1 奧氏體形核 40
2.2.2 奧氏體晶核長大 41
2. 2.3 剩余碳化物溶解 42
2.2.4 奧氏體均勻化 42
2.3 奧氏體形成動力學(xué) 43
2.3.1 奧氏體等溫形成動力學(xué) 43
2.3.2 連續(xù)加熱時奧氏體的形成 48
2.4 奧氏體晶粒長大及其控制 50
2.4.1 奧氏體晶粒度 51
2.4.2 奧氏體晶粒長大原理 52
2.4.3 影響奧氏體晶粒長大的因素 55
第三章 珠光體轉(zhuǎn)變 58
3.1 珠光體的組織特征 58
3.2 珠光體轉(zhuǎn)變機(jī)制 61
3.2.1 珠光體轉(zhuǎn)變時的領(lǐng)先相 61
3.2.2 珠光體的形成過程 62
3.2.3 亞（過）共析鋼的珠光體轉(zhuǎn)變 65
3.3 珠光體轉(zhuǎn)變動力學(xué) 67
3.3.1 珠光體的形核率，和長大速度G 67
3.3.2 珠光體轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖 69
3.3.3 先共析相的長大動力學(xué) 69
3.3.4 影響珠光體轉(zhuǎn)變動力學(xué)的因素 70
3.4 珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能 72
3.4.1 珠光體的機(jī)械性能 72
3.4.2 鐵素體加珠光體的機(jī)械性能 73
3.4.3 形變珠光體的機(jī)械性能 75
第四章 馬氏體相變 76
4.1 馬氏體相變的主要特征 76
4.1.1 切變共格和表面浮突現(xiàn)象 76
4.1.2 無擴(kuò)散性 77
4.1.3 具有特定的位向關(guān)系和慣習(xí)面 77
4.1.4 在一個溫度范圍內(nèi)完成相變 79
4.1.5 可逆性 80
4.2 馬氏體相變熱力學(xué) 80
4.2.1 馬氏體相變熱力學(xué)條件 80
4.2.2 影響鋼中M。點(diǎn)的主要因素 82
4.3 馬氏體相變晶體學(xué)的經(jīng)典模型 86
4.3.1 馬氏體相變的形核理論 86
4.3.2 烏氏體相變的切變模型 87
4.4 馬氏體相變動力學(xué) 89
4.4.1 降溫瞬時形核、瞬時長大 89
4.4.2 等溫形核、瞬時長大 90
4.4.3 自觸發(fā)形核、瞬時長大 90
4.4.4 表面馬氏體相變 91
4.5 鋼中馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) 91
4.5.1 馬氏體點(diǎn)陣常數(shù)和碳含量的關(guān)系 91
4.5.2 馬氏體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)及其畸變 92
4.6 鋼及鐵合金中馬氏體的組織形態(tài) 93
4.6.1 板條狀馬氏體 93
4.6.2 片狀馬氏體 94
4.6.3 其他馬氏體形態(tài) 95
4.6.4 影響馬氏體形態(tài)及其內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)的因素 96
4.7 奧氏體的穩(wěn)定化 99
4.7.1 奧氏體的熱穩(wěn)定化 99
4.7.2 奧氏體的機(jī)械穩(wěn)定化 101
4.8 馬氏體的機(jī)械性能 102
4.8.1 馬氏體的硬度和強(qiáng)度 102
4.8.2 馬氏體的韌性 106
4.8.3 馬氏體的相變誘發(fā)塑性 106
第五章 貝氏體相變 109
5.1 貝氏體相變的基本特征和組織形態(tài) 109
5.1.1 貝氏體相變的基本特征 109
5.1.2 鋼中貝氏體的組織形態(tài) 110
5.2 貝氏體相變機(jī)制 114
5.2.1 恩金貝氏體相變假說 114
5.2.2 柯俊貝氏體相變假說 115
5.2.3 貝氏體的形成過程 117
5.3 貝氏體相變動力學(xué)及其影響因素 119
5.3.1 貝氏體等溫相變動力學(xué) 119
5.3.2 貝氏體相變時碳的擴(kuò)散 120
5.3.3 影響貝氏體相變動力學(xué)的因素 121
5.4 鋼中貝氏體的機(jī)械性能 123
5.4.1 影響貝氏體機(jī)械性能的主要因素 123
5.4.2 貝氏體的強(qiáng)度和硬度 124
5.4.3 貝氏體的韌性 124
第六章 鋼中的回火轉(zhuǎn)變 126
6.1 淬火碳鋼回火時的組織轉(zhuǎn)變 126
6.1.1 馬氏體中碳原子偏聚 126
6.1.2 馬氏體分解 127
6.1.3 殘余奧氏體轉(zhuǎn)變 130
6.1.4 碳化物析出與轉(zhuǎn)變 132
6.1.5 α相狀態(tài)變化及碳化物聚集長大 134
6.2 合金元素對回火轉(zhuǎn)變的影響 136
6.2.1 合金元素對馬氏體分解的影響 136
6.2.2 合金元素對殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 137
6.2.3 合金元素對碳化物轉(zhuǎn)變的影響 137
6.2.4 回火時的二次硬化現(xiàn)象 138
6.2.5 合金元素對d相回復(fù)和再結(jié)晶的影響 139
6.3 回火時機(jī)械性能的變化 140
6.3.1 硬度和強(qiáng)度的變化 140
6.3.2 塑性和韌性的變化 141
6.3.3 鋼的回火脆性 141
第七章 合金的脫溶沉淀與時效 146
7.1 脫溶過程和脫溶物的結(jié)構(gòu) 147
7.1.1 GP區(qū)的形成及其結(jié)構(gòu) 147
7.1.2 過渡相的形成及其結(jié)構(gòu) 148
7.1.3 平衡相的形成及其結(jié)構(gòu) 149
7.2 脫溶熱力學(xué)和動力學(xué) 150
7.2.1 脫溶的熱力學(xué)分析 150
7.2.2 脫溶動力學(xué)及其影響因素 151
7.3 脫溶后的顯微組織 153
7.3.1 連續(xù)脫溶及其顯微組織 153
7.3.2 非連續(xù)脫溶及其顯微組織 154
7.3.3 脫溶過程中的顯微組織變化 156
7.4 脫溶時效時的性能變化 157
7.4.1 冷時效和溫時效 157
7.4.2 時效硬化機(jī)制 159
7.4.3 回歸現(xiàn)象 161
7.5 鐵基合金的脫溶與時效 162
7.5.1 馬氏體時效鋼的脫溶 162
7.5.2 鐵基合金的淬火時效 164
7.5.3 應(yīng)變時效 165
7.6 合金的調(diào)幅分解 165
7.6.1 調(diào)幅分解的熱力學(xué)條件 166
7.6.2 調(diào)幅分解過程 168
7.6.3 調(diào)幅分解的結(jié)構(gòu)、組織和性能 169
參考文獻(xiàn) 171
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