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第1章 固态相变引论1

1.1 相变及其分类1

1.1.1 相与相变1

1.1.2 相变分类2

1.2 固态相变特点5

1.2.1 相变问题的要点5

1.2.2 固态相变的特点6

第2章 钢中奥氏体的形成10

2.1 奥氏体10

2.1.1 奥氏体的组织结构10

2.1.2 奥氏体成分的不均匀性11

2.1.3 奥氏体的性能12

2.2 奥氏体的形成机制12

2.2.1 奥氏体形成的热力学条件12

2.2.2 奥氏体晶核的形成13

2.2.3 奥氏体晶核的长大14

2.2.4 剩余碳化物的溶解16

2.2.5 奥氏体成分的相对均匀化16

2.2.6 非共析钢平衡组织的奥氏体化16

2.2.7 非平衡组织的奥氏体化17

2.3 奥氏体形成动力学17

2.3.1 奥氏体的形核率和长大速度17

2.3.2 奥氏体等温形成动力学曲线（TTA曲线）19

2.3.3 连续加热时奥氏体形成的TTA曲线20

2.3.4 影响奥氏体形成速度的因素21

2.4 奥氏体晶粒的长大23

2.4.1 奥氏体晶粒长大现象23

2.4.2 奥氏体晶粒长大机理23

2.4.3 影响奥氏体晶粒长大的因素24

第3章 珠光体转变26

3.1 珠光体的组织特征26

3.2 珠光体转变机制28

3.2.1 珠光体转变时的领先相28

3.2.2 珠光体的形成过程29

3.2.3 亚（过）共析钢的珠光体转变31

3.3 珠光体转变动力学33

3.3.1 珠光体的形核率I和长大速度G33

3.3.2 珠光体转变动力学图34

3.3.3 先共析相的长大动力学34

3.3.4 影响珠光体转变动力学的因素35

3.4 珠光体转变产物的机械性能36

3.4.1 珠光体的机械性能36

3.4.2 铁素体加珠光体的机械性能37

3.4.3 形变珠光体的机械性能38

第4章 马氏体相变40

4.1 马氏体相变的主要特征40

4.1.1 切变共格和表面浮凸40

4.1.2 无扩散性40

4.1.3 特定位向关系和惯习面41

4.1.4 在一个温度范围内完成相变41

4.1.5 可逆性42

4.2 马氏体相变热力学42

4.2.1 马氏体相变热力学条件42

4.2.2 影响钢中Ms点的主要因素43

4.3 马氏体相变晶体学的经典模型44

4.3.1 马氏体相变的形核理论44

4.3.2 马氏体相变的切变模型45

4.4 马氏体相变的动力学46

4.4.1 降温瞬时形核、瞬时长大46

4.4.2 等温形核、瞬时长大47

4.4.3 自触发形核、瞬时长大47

4.4.4 表面马氏体相变47

4.5 钢中马氏体的晶体结构48

4.5.1 马氏体点阵常数和碳含量的关系48

4.5.2 马氏体的点阵结构及其畸变48

4.6 钢及铁合金中马氏体的组织形态48

4.6.1 板条状马氏体48

4.6.2 片状马氏体50

4.6.3 其他马氏体形态50

4.6.4 影响马氏体形态及内部亚结构的因素51

4.7 奥氏体的稳定化52

4.7.1 奥氏体的热稳定化52

4.7.2 马氏体的机械稳定化53

4.8 马氏体的机械性能54

4.8.1 马氏体的强度和硬度54

4.8.2 马氏体的韧性55

4.8.3 马氏体的相变诱发塑性55

4.9 有色金属和陶瓷材料中的马氏体相变56

4.9.1 有色金属合金中马氏体相变特点56

4.9.2 陶瓷材料中的马氏体相变57

第5章 贝氏体相变58

5.1 简介58

5.1.1 贝氏体的定义59

5.1.2 贝氏体的分类60

5.2 贝氏体的组织形态61

5.2.1 上贝氏体61

5.2.2 下贝氏体62

5.2.3 其他类型贝氏体64

5.3 贝氏体相变机理66

5.3.1 切变机理66

5.3.2 台阶机制68

5.4 贝氏体相变动力学及其影响因素69

5.4.1 贝氏体等温相变动力学69

5.4.2 贝氏体相变时碳的扩散70

5.4.3 影响贝氏体相变动力学的因素70

第6章 淬火钢的回火转变72

6.1 铁-碳马氏体的回火72

6.1.1 新鲜马氏体在低温回火时性能的变化73

6.1.2 碳原子的偏聚74

6.1.3 θ-FeC的过渡相75

6.1.4 θ-FeC的形成77

6.2 合金马氏体中碳化物析出78

6.2.1 Fe-M-C马氏体脱溶时析出的碳化物的平衡相78

6.2.2 Fe-M-C马氏体的脱溶贯序79

6.3 合金马氏体的回火二次硬化81

6.3.1 回火二次硬化现象81

6.3.2 二次硬化机制82

6.4 回火时α相和残留奥氏体的变化84

6.4.1 α相的变化和碳化物的聚集长大84

6.4.2 残留奥氏体的转变85

第7章 脱溶与时效88

7.1 脱溶沉淀过程89

7.1.1 G.P.区的形成及其结构89

7.1.2 过渡相的形成及其结构90

7.1.3 平衡相的形成及其结构90

7.2 脱溶后的显微组织91

7.2.1 连续脱溶及其显微组织91

7.2.2 非连续脱溶及其显微组织92

7.2.3 脱溶过程中显微组织的变化序列92

7.3 脱溶热力学与动力学93

7.3.1 脱溶热力学93

7.3.2 脱溶动力学及其影响因素94

7.4 固溶和时效处理后合金的性能95

7.4.1 固溶处理后合金的性能95

7.4.2 时效处理后合金的性能变化96

7.5 固溶和时效处理工艺规范99

7.5.1 固溶处理工艺规范99

7.5.2 时效处理工艺规范99

7.6 调幅分解100

7.6.1 调幅分解的热力学条件100

7.6.2 调幅分解过程101

7.6.3 调幅分解的组织结构和性能102

7.7 第二相强化的应用103

7.7.1 有色合金103

7.7.2 铁基合金103

第8章 常用的相变研究方法105

8.1 物相类型分析105

8.1.1 物相种类分析的原理105

8.1.2 X射线衍射分析方法107

8.1.3 电子衍射方法109

8.2 微观组织分析115

8.2.1 光学显微镜（OM）116

8.2.2 扫描电子显微镜（SEM）117

8.2.3 透射电子显微镜（TEM）121

8.3 相变过程的分析方法123

8.3.1 热分析方法124

8.3.2 电阻分析法125

8.3.3 磁性分析法126

8.3.4 原位金相观察127

第9章 外场对固态相变的影响128

9.1 温度-时间-力对相变的综合作用128

9.1.1 形变热处理128

9.1.2 微合金化与控轧（锻）控冷一体化技术130

9.1.3 超低温下应力诱发相变132

9.2 辐照条件下的相变133

9.2.1 辐照作用下的缺陷133

9.2.2 辐照作用下的相变135

9.3 磁场下的固态相变与转变137

9.3.1 概述137

9.3.2 磁场下的马氏体转变137

9.3.3 磁场下的扩散型相变141

9.4 激光作用下的相变143

9.4.1 激光冲击奥氏体不锈钢表面的亚结构变化144

9.4.2 奥氏体不锈钢表面激光冲击组织超细化144

9.4.3 激光冲击材料宏微观力学效应145

9.5 冲击作用下的相变148

9.5.1 冲击相变概述148

9.5.2 相变塑性和剪力影响148

9.5.3 相变后行为的研究150

9.5.4 冲击相变的理论和本构模型152

9.5.5 相变机理和微观瞬态测量153

第10章 新型功能材料中的固态相变及应用155

10.1 概述155

10.2 热驱动马氏体相变与新型高温形状记忆合金155

10.3 宽相变滞后与高阻尼形状记忆合金157

10.4 磁性转变与磁致伸缩材料160

10.5 马氏体相变增韧与热障涂层材料162

10.6 其他功能材料中的相变165

参考文献166