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1 引论1

1.1 相及结构1

1.1.1 相1

1.1.2 组织与结构1

1.1.3 相与结构2

1.1.4 成分与结构2

1.1.5 广义的相及相变2

1.1.6 运动态与结构3

1.1.7 小结4

1.2 相变及结构变化4

1.2.1 共性问题4

1.2.2 分类5

1.3 本书体系9

2 能量学10

2.1 热力学定律及定义10

2.1.1 第一定律10

2.1.2 焓11

2.1.3 第二定律及熵12

2.1.4 自由能及自由焓13

2.2 关闭系统热力学关系式15

2.2.1 重要关系式15

2.2.2 应用举例18

2.3 化学热力学20

2.3.1 化学位21

2.3.2 平衡条件和反应方向23

2.3.3 逸度及活度26

2.3.4 偏摩尔函数29

2.3.5 平衡常数34

2.4 能量的计算37

2.4.1 熵38

2.4.2 焓48

3 合金相及相图83

3.1 引论88

3.1.1 合金相的分类88

3.1.3 合金相问题的基本参量89

3.1.2 相的稳定性89

3.1.4 相图91

3.2 单元系91

3.2.1 恒压下的相平衡93

3.2.2 T-P曲线93

3.2.3 晶体结构94

3.3 二元系94

3.3.1 相图概论94

3.3.2 液相型线及固相型线98

3.3.3 溶解度线100

3.4 合金相107

3.4.1 固溶体107

3.4.2 有序固溶体114

3.4.3 金属化合物121

3.5 亚稳相129

4 形核131

4.1 均匀形核131

4.1.1 形核功131

4.1.2 形核速度134

4.2 非均匀形核136

4.2.1 界面形核136

4.2.2 晶界形核138

4.2.3 其它晶体缺陷的作用139

4.2.4 非均匀形核速度140

5.1 菲克定律142

5 扩散142

5.2 扩散方程的解144

5.2.1 稳态扩散144

5.2.2 非稳态扩散145

5.3 扩散的微观理论154

5.3.1 随机行走154

5.3.2 扩散的微观机构154

5.3.3 原子迁移和扩散系数156

5.3.4 随机行走的统计理论159

5.3.5 相关效应162

5.4 扩散参数的实验测定和理论估算162

5.4.1 扩散激活能162

5.4.2 热膨胀法163

5.4.3 淬火试验164

5.4.4 甄纳的半经验方法——求△Ｓm165

5.5 稀置换型合金中的扩散166

5.5.1 稀置换型杂质在纯金属中的自扩散166

5.5.2 低浓度置换型二元合金中的自扩散167

5.6 浓置换型合金中的扩散168

5.6.1 克根达尔(Kirkendall)效应169

5.6.2 达肯(Darken)公式169

5.7 扩散的热力学理论172

5.8 复杂条件下的扩散177

5.8.1 三元系中组元的扩散177

5.8.2 多相二元合金中的扩散177

5.8.3 快速扩散通道178

5.8.4 广义力引起的扩散182

5.9 影响扩散系数的因素——总结186

5.9.1 晶体结构186

5.9.2 化学成分188

5.9.3 外界条件190

6 凝固191

6.1 形核191

6.1.1 临界晶核尺寸及形核功191

6.1.2 熔化形核192

6.2 纯固体的长大193

6.2.1 散热方式193

6.2.2 界面特性195

6.3 单相合金的凝固197

6.3.1 液态完全混合、固态无扩散199

6.3.2 液态通过扩散混合、固态无扩散200

6.3.3 成分过冷200

6.3.4 区域熔炼203

6.4 复相合金的凝固205

6.4.1 共晶凝固205

6.4.2 亚共晶合金的凝固207

6.4.3 包晶凝固209

6.5 铸造组织210

6.5.1 晶粒结构211

6.5.2 成分偏析212

6.5.3 气体和夹杂213

6.5.4 奥氏体不锈钢的焊接裂纹215

6.5.5 动态凝固216

6.5.6 金属玻璃218

7 扩散型固态相变——脱溶沉淀220

7.1 绪论220

7.1.1 相图及热处理220

7.1.2 性能的变化222

7.1.3 特征及分类224

7.2 形核226

7.2.1 化学自由焓变化226

7.2.2 相界面能228

7.2.3 应变能233

7.2.4 共格相的稳定性235

7.2.5 非均匀形核236

7.3 长大239

7.3.1 非共格平界面239

7.3.2 针状或片状沉淀的伸长242

7.3.3 片状沉淀的增厚243

7.3.4 沉淀相粒子的粗化244

7.3.5 GP区形成动力学247

7.3.6 基体的贫化249

7.3.7 总的转变动力学250

7.4.1 Al-Cu合金252

7.4 结构变化252

7.4.2 Fe-C马氏体255

7.5 连续沉淀262

7.5.1 概述262

7.5.2 长大理论263

7.6 调幅分解266

7.6.1 概述266

7.6.2 经典扩散方程269

7.6.3 经典扩散方程的改进——界面能271

7.6.4 共格应变能272

7.6.5 Hilliart-Cahn扩散方程的解273

7.6.6 调幅分解的早期现象274

8.1.1 概貌278

8.1 先共析转变278

8 其它扩散型固态相变278

8.1.2 形核-长大279

8.1.3 成分影响和淬透性281

8.2 共析转变282

8.2.1 概述282

8.2.2 形核长大283

8.2.3 能量关系与扩散控制287

8.2.4 淬透性292

8.3 钢的相变产物及转变曲线294

8.3.1 成对生长294

8.3.2 相间沉淀及纤维状沉淀294

8.4.1 概貌295

8.4 贝茵体转变295

8.4.2 机理298

8.4.3 贝茵体的淬透性和贝茵体钢300

8.5 其他扩散型相变301

8.5.1 块型转变301

8.5.2 有序化转变303

8.6 奥氏体的形成307

8.6.1 概貌307

8.6.2 合金元素的影响308

8.6.3 晶粒长大308

8.6.4 晶界吸附311

9.1.1 无扩散性315

9.1 基本特征315

9 马氏体转变315

9.1.2 晶体结构316

9.1.3 金相组织317

9.1.4 切变型相变319

9.1.5 小结322

9.2 晶体学理论323

9.2.1 切变机理323

9.2.2 滑移和孪生326

9.3 形核326

9.3.1 能量估算326

9.3.2 均匀形核330

9.3.3 马氏体形貌332

9.3.4 马氏体片的长大334

9.3.5 非均匀形核336

9.4 长大339

9.4.1 概述339

9.4.2 转变曲线339

9.4.3 陈化稳定341

9.4.4 外界因素343

9.5 实际问题344

9.5.1 Ms点344

9.5.2 淬裂性346

9.5.3 形状记忆合金349

参考文献353