金屬固態相變教程(第3版)（簡體書）

金屬固態相變理論是金屬材料工程專業的核心課程。本書論述了金屬固態相變的理論、組織與性能的關係，闡述了21世紀的新理論。共7章，包括相變熱力學、動力學、晶體學、組織學及性能學等。從科學技術哲學的角度闡述了奧氏體、珠光體、貝氏體、馬氏體以及回火轉變、脫溶等轉變的機理，闡述了組織與性能的關係。本書注重理論與實踐相結合，注重理論向技術的轉化，推動技術創新。本書可作為金屬材料工程專業的教材，也可供冶金、鑄鍛焊、熱處理等行業的技術工作者參考。

計雲萍，女，1972年生，內蒙古科技大學材料與冶金學院教授。從事金屬材料工程專業教學及相關科研工作。曾榮獲內蒙古自治區教學成果一等獎1項；內蒙古自治區教育廳優秀研究成果一等獎1項；內蒙古自治區科技進步一等獎1項；中國體視學會科學技術二等獎1項；包頭市科技進步一等獎1項。

1金屬固態相變的一般規律111固態相變的分類1111按平衡狀態分類1112按原子遷移特徵分類4113按熱力學分類512固態相變的驅動力和阻力7121固態相變的驅動力7122固態相變的阻力713固態相變的形核10131均勻形核10132非均勻形核1214新相晶核的長大規律16141成分不變協同型位移長大16142成分不變非協同型位移長大17143成分改變的非協同型位移長大1815相變動力學和過冷奧氏體轉變貫序20151形核率20152相變動力學方程22153動力學曲線和等溫轉變圖23154過冷奧氏體轉變貫序2416析出相的聚集和組織的粗化26161彌散析出相的聚集長大26162條片狀組織的粗化27163片狀珠光體的粗化――球化27164晶粒粗化及防止粗化措施29165粗化應用實例――退火軟化機理30複習思考題332奧氏體及其形成3421奧氏體及其特點34211奧氏體的定義及組織形貌34212奧氏體的晶體結構35213奧氏體中的亞結構35214奧氏體成分的不均勻性36

215奧氏體的性能3822奧氏體形成機理38221奧氏體形成的熱力學條件38222奧氏體的形核39223奧氏體晶核的長大41224滲碳體的溶解和奧氏體成分的相對均勻化44225亞共析鋼的奧氏體化44226過共析鋼奧氏體的形成4523奧氏體等溫形成動力學46231共析碳素鋼奧氏體等溫形成動力學46232亞共析碳素鋼的等溫TTA曲線47233連續加熱時奧氏體形成的TTA曲線48234奧氏體的形核率和長大速度49235影響奧氏體形成速度的因素5024連續加熱時奧氏體的形成特徵52241相變在一個溫度範圍內完成52242奧氏體成分不均勻性隨加熱速度增大而增大53243奧氏體起始晶粒隨著加熱速度增大而細化5325奧氏體晶粒長大54251奧氏體晶粒長大現象54252奧氏體晶粒長大機理56253硬相微粒對奧氏體晶界的釘紮作用56254影響奧氏體晶粒長大的因素5826非平衡組織加熱及組織遺傳59261非平衡組織加熱時奧氏體的形成59262粗大奧氏體晶粒的遺傳性59263控制粗大奧氏體組織遺傳的方法61

複習思考題613珠光體與共析分解6231珠光體的定義和組織形貌62311珠光體的定義62312珠光體的組織形貌63313珠光體表面浮凸65314珠光體組織形貌的多樣性與複雜性6732珠光體轉變機理68321珠光體轉變熱力學68322珠光體的形核69323珠光體轉變中的位向關係72324珠光體晶核的長大72325魏氏組織的本質及形成機理7433鋼中粒狀珠光體的形成75331特定條件下過冷奧氏體的分解76332片狀珠光體的低溫退火7634珠光體轉變動力學77341珠光體形核率及長大速度78342過冷奧氏體等溫轉變動力學圖78343退火用TTT圖80344連續冷卻轉變動力學圖――CCT圖83345退火用TTT圖、CCT圖在退火軟化中的作用8335影響過冷奧氏體共析分解的內在機制84351奧氏體狀態84352奧氏體中固溶碳量的影響84353合金元素的影響84354合金奧氏體系統的整合作用8736共析分解的特殊形式――“相間沉澱”89361“相間沉澱”的熱力學條件89362“相間沉澱”產物的形態90

363“相間沉澱”機制9137珠光體的力學性能93371珠光體的力學性能93372鐵素體珠光體的力學性能95複習思考題954馬氏體相變與馬氏體9641馬氏體相變的特徵和定義96411馬氏體相變的基本特徵96412馬氏體和馬氏體相變的定義9942馬氏體相變的分類及動力學特徵100421按相變驅動力分類100422按馬氏體相變動力學特徵分類10043馬氏體相變熱力學104431FeC合金馬氏體相變熱力學條件105432鋼中的馬氏體點10544馬氏體的組織形貌及物理本質108441鋼中馬氏體的物理本質108442體心立方的低碳馬氏體(小於02%C)108443體心正方馬氏體(02%～19%C)110444FeM系合金馬氏體114445有色合金馬氏體116446表面馬氏體11945馬氏體表面浮凸120451馬氏體表面浮凸的試驗觀察120452馬氏體表面浮凸形成機理12146馬氏體相變的形核123461馬氏體相變的形核模型123462馬氏體相變形核的新觀察123463關於馬氏體形核機制127

47馬氏體相變機制及晶核長大128471馬氏體相變切變機制的誤區128472純鐵γ→α馬氏體相變機制132473FeC合金馬氏體相變機制136474馬氏體晶核的長大13848馬氏體的力學性能141481馬氏體的強度和硬度141482馬氏體的韌性144483馬氏體相變超塑性145複習思考題1465貝氏體相變與貝氏體14751貝氏體的定義和分類147511貝氏體和貝氏體相變的定義147512貝氏體組織的分類14852貝氏體的組織形貌及亞結構149521超低碳貝氏體的組織形貌149522上貝氏體組織形貌150523下貝氏體組織形貌153524貝氏體組織的複雜性和多樣性155525貝氏體鐵素體的亞結構157526貝氏體碳化物162527有色合金中的貝氏體16453貝氏體相變的過渡性特徵165531貝氏體相變的過渡性165532貝氏體相變的其他特徵17054貝氏體相變熱力學173541相變驅動力的計算模型173542相變驅動力的計算結果174543切變學派計算的相變驅動力176

55貝氏體相變動力學177551貝氏體鐵素體長大速度177552貝氏體相變動力學圖的特徵179553影響貝氏體轉變動力學的因素18256塊狀相變184561金屬的塊狀相變184562塊狀相變機制186563塊狀轉變與貝氏體相變的親緣關係18757貝氏體相變機制188571貝氏體相變的切變學說和擴散學說簡介188572貝氏體相變的非協同熱激活躍遷機制18958鋼中貝氏體的力學性能195581鋼中貝氏體的強度195582鋼中貝氏體組織的韌性198583多相貝氏體組織的力學性能200584低碳貝氏體鋼的組織與性能200複習思考題2016淬火鋼的回火轉變20261FeC馬氏體的脫溶202611新鮮馬氏體在低溫回火時性能的變化202612碳原子的偏聚204613θFe3C的過渡相205614平衡相θFe3C20762回火時α相和殘留奧氏體的變化208621馬氏體兩相式分解的學說應當摒棄208622α相物理狀態的變化210623殘留奧氏體的轉變21263合金馬氏體的回火214631FeMC馬氏體脫溶時的平衡相214

632FeMC馬氏體脫溶時的(溫度、時間)貫序215633合金鋼馬氏體的回火二次硬化21664淬火鋼回火後的力學性能217641回火規程對力學性能的影響217642回火脆性219643馬氏體回火轉變產物及其力學性能特點220複習思考題2237合金的脫溶22471概述224711固溶和脫溶224712脫溶的分類22572有色合金中的脫溶226721AlCu合金的脫溶226722晶體缺陷對時效的影響230723合金時效後的性能23373FeCu合金的脫溶234731含銅鋼的時效234732FeCu合金的沉澱產物234複習思考題238參考文獻239