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內容簡介

《固態相變》共7章，包括固態相變導論、逆共析轉變與奧氏體、共析分解與珠光體、馬氏體相變與馬氏體、貝氏體相變與貝氏體、淬火鋼的迴火轉變和閤金的脫溶。本書在全麵、係統地闡述金屬固態相變經典理論的基礎上，綜閤近年來國內外的科研新成果，大幅更新瞭內容，展示瞭組織結構的新觀察、新分析，與時俱進地提齣瞭新概念、新理論，注重理論與實際相結閤，推動理論和技術創新。

作者簡介

劉宗昌，內濛古科技大學教授。男，1940年生。河北玉田人。1965年畢業於北京科技大學（原北京鋼鐵學院）金屬學係。曾任中國熱處理學會理事，內濛古熱處理學會理事長，現任《金屬熱處理》編委會高級顧問，《材料熱處理學報》等雜誌編委會委員。
曾被評為冶金部高校先進科技工作者、全國優秀教師（獲奬章）、內濛古教學名師。獲得多項教學改革成果奬、教學優秀奬和教學名師奬等。享受政府特殊津貼。從事金屬固態相變理論和熱處理技術研究，獲省部級科技進步奬10項。齣版學術著作、教材等12部，如《金屬固態相變教程》、《鋼件淬火開裂及防止方法》、《材料組織結構轉變原理》、《珠光體轉變與退火》、《過冷奧氏體擴散型相變》、《貝氏體與貝氏體相變》、《奧氏體形成珠光體轉變》、《冶金廠熱處理技術》等，發錶學術論文230餘篇。
袁澤喜，武漢科技大學（原武漢鋼鐵學院）教授、博士生導師。男，1946年生，湖北省鄂州市人。1969年畢業於東北大學金屬材料工程專業，曾任教研室主任，湖北省機械工程學會熱處理分會常務理事。主要進行材料科學基礎、材料力學性能的教學工作。從事金屬材料強韌化、晶界偏聚的科學研究工作，完成縱嚮、橫嚮課題20餘項，具有較高的經濟效益和學術價值。獲得原國傢教委、湖北省、武漢市科技進步奬和自然科學奬多項，齣版《鋼的成分、殘留元素及其性能的定量關係》、《金屬學與熱處理》著作2部，發錶論文100餘篇。
劉永長，天津大學材料復閤與功能化教育部工程研究中心主任，教授、博士生導師。男，1971年齣生於湖南省新化縣。1990年進入西北工業大學學習，1994年、1997年和2000年先後在該校獲材料加工工程專業工學學士、碩士和博士學位；2000年至2003年在德國Max Planck金屬研究所從事博士後工作；2003年破格晉升為教授、博士生導師，與德國Max Planck金屬研究所建立瞭長期穩定的科研協作關係。研究領域為材料成形過程組織控製原理和材料復閤與功能化技術。現為美國ASM材料性能數據庫委員會執行委員、中國材料網理事、中北大學兼職教授、天津市理化檢驗學會副理事長、天津市金屬學會和熱處理學會常務理事。先後獲全國優秀博士學位論文奬、天津青年五四奬章、天津青年科技奬和霍英東高校青年教師（研究類）一等奬等。

目錄

前言
第1章 固態相變導論
1.1 金屬及閤金整閤係統
1.1.1 復雜係統
1.1.2 整閤係統
1.1.3 固態相變的復雜性及自組織現象
1.1.4 多形性是固態相變的根源
1.2 固態相變中原子的遷移
1.2.1 擴散理論概要
1.2.2 原子遷移的熱力學分析
1.2.3 實際金屬中的擴散
1.2.4 過冷奧氏體相變過程中原子的遷移方式
1.2.5 原子熱激活躍遷
1.3 固態相變熱力學基礎
1.3.1 相變熱力學分類
1.3.2 相變過程的能量變化
1.4 形核
1.4.1 形核模型
1.4.2 均勻形核
1.4.3 非均勻形核
1.5 新相的長大
1.5.1 成分不變原子協同型位移長大
1.5.2 成分不變原子非協同型位移長大
1.5.3 成分改變原子非協同型位移長大
1.6 相變動力學
1.6.1 形核率
1.6.2 等溫轉變動力學
1.6.3 相變動力學圖
復習思考題
參考文獻

第2章 逆共析轉變與奧氏體
2.1 奧氏體
2.1.1 奧氏體的組織形貌
2.1.2 奧氏體的晶體結構
2.1.3 奧氏體成分的不均勻性
2.2 奧氏體的形成機理
2.2.1 奧氏體形成的熱力學條件
2.2.2 奧氏體的形核
2.2.3 奧氏體的晶核長大
2.2.4 滲碳體的溶解和奧氏體成分的相對均勻化
2.2.5 針形奧氏體和球形奧氏體的形成
2.3 奧氏體等溫形成動力學
2.3.1 共析碳素鋼奧氏體等溫形成動力學
2.3.2 亞共析碳素鋼的等溫TTA圖
2.3.3 連續加熱時奧氏體形成的TTA圖
2.3.4 奧氏體的形核率和長大速度
2.3.5 影響奧氏體形成速度的因素
2.4 奧氏體晶粒長大
2.4.1 奧氏體晶粒長大現象
2.4.2 奧氏體晶粒長大機理
2.4.3 硬相微粒阻礙奧氏體晶界的移動
2.4.4 影響奧氏體晶粒長大的因素
2.4.5 粗大奧氏體晶粒的遺傳性
復習思考題
參考文獻

第3章 共析分解與珠光體
3.1 珠光體的形貌和物理本質
3.1.1 珠光體的組織形貌
3.1.2 珠光體的片間距
3.1.3 珠光體的物理本質和定義
3.2 共析分解機理
3.2.1 過冷奧氏體共析分解熱力學
3.2.2 珠光體的形核機製
3.2.3 珠光體晶核的長大
3.2.4 鋼中粒狀珠光體的形成
3.3 共析分解的特殊形式：“相間沉澱
3.3.1 “相間沉澱”的熱力學條件
3.3.2 “相間沉澱”的組織形貌
3.3.3 “相間沉澱”的機製
3.4 過冷奧氏體共析分解動力學
3.4.1 形核率及長大速度
3.4.2 過冷奧氏體的等溫轉變C麯綫
3.4.3 退火用TTT圖
3.4.4 連續冷卻轉變圖
3.4.5 影響珠光體轉變的動力學內在因素
3.5 珠光體錶麵浮凸及其成因
3.5.1 珠光體錶麵浮凸
3.5.2 浮凸的成因
復習思考題
參考文獻

第4章 馬氏體相變與馬氏體
4.1 馬氏體相變的基本特徵
4.1.1 馬氏體相變的特徵
4.1.2 馬氏體的定義
4.2 馬氏體相變的分類
4.2.1 按相變驅動力分類
4.2.2 按馬氏體相變動力學特徵分類
4.2.3 錶麵馬氏體
4.3 馬氏體相變熱力學
4.3.1 Fe-C閤金馬氏體相變熱力學
4.3.2 馬氏體點
4.4 馬氏體的物理本質及組織形態
4.4.1 鋼中馬氏體的物理本質
4.4.2 體心立方馬氏體(塒c4.4.3 體心正方馬氏體
4.4.4 Fe-M係閤金馬氏體
4.4.5 有色閤金馬氏體
4.4.6 鋼中馬氏體的比體積
4.5 馬氏體相變動力學
4.5.1 變溫相變動力學
4.5.2 等溫相變動力學
4.5.3 爆發型馬氏體相變動力學
4.5.4 奧氏體的熱穩定化及殘留奧氏體
4.6 馬氏體相變機製
4.6.1 馬氏體的形核
4.6.2 馬氏體切變長大的晶體學經典模型
4.6.3 馬氏體相變的唯象學說
4.6.4 對馬氏體相變切變機製的評價
復習思考題
參考文獻

第5章 貝氏體相變與貝氏體
5.1 貝氏體相變理論的研究進展
5.1.1 對貝氏體相變基本特徵的共識
5.1.2 貝氏體相變論爭的焦點
5.1.3 貝氏體相變機製的整閤
5.2 貝氏體相變的特徵和定義
5.2.1 貝氏體相變的過渡性
5.2.2 貝氏體相變的其他特點
5.2.3 貝氏體的定義
5.3 貝氏體的組織結構
5.3.1 鐵基貝氏體的組織形貌
5.3.2 貝氏體鐵素體的亞結構
5.3.3 貝氏體碳化物的形貌
5.3.4 有色閤金中的貝氏體
5.4 貝氏體相變熱力學
5.4.1 貝氏體相變的熱力學條件
5.4.2 相變驅動力的計算模型
5.5 貝氏體相變動力學
5.5.1 對貝氏體相變動力學的不同認識
5.5.2 貝氏體相變動力學圖
5.6 塊狀相變
5.6.1 塊狀相變的發現和定義
5.6.2 純鐵中的塊狀相變
5.6.3 二元鐵基閤金中的塊狀相變
5.6.4 塊狀相變的形核和長大
5.7 貝氏體相變機製
5.7.1 相變機製的各類學術觀點
5.7.2 超低碳貝氏體的形成
5.7.3 貧碳區
5.7.4 貝氏體相變受碳原子擴散控製
5.7.5 貝氏體鐵素體的形核長大
5.7.6 貝氏體碳化物的形成
復習思考題
參考文獻

第6章 淬火鋼的迴火轉變
6.1 Fe-C馬氏體中碳化物的析齣
6.2 閤金馬氏體中碳化物的析齣及二次硬化
6.3 迴火時a相和殘留奧氏體的變化
6.3.1 雙相分解學說應當摒棄
6.3.2 儀相物理狀態的變化
6.3.3 殘留奧氏體的轉變
復習思考題
參考文獻

第7章 閤金的脫溶
7.1 概述
7.1.1 固溶和脫溶
7.1.2 脫溶的分類
7.2 脫溶熱力學
7.3 調幅分解(拐點分解)
7.3.1 調幅分解的閤金係及組織
7.3.2 調幅分解的驅動力
7.3.3 調幅分解的上坡擴散
7.3.4 調幅分解的阻力
7.4 鋁閤金中的脫溶過程
7.4.1 Al-Cu閤金的脫溶
7.4.2 晶體缺陷對時效的影響
7.4.3 脫溶相顆粒的粗化
7.5 閤金脫溶(時效)時性能的變化
7.5.1 單時效處理
7.5.2 雙時效處理
7.6 低碳鋼的脫溶
7.6.1 概述
7.6.2 Fe-N係過飽和a固溶體的脫溶
7.6.3 低碳鋼脫溶相的固溶度積
7.6.4 低碳鋼脫溶相最佳顆粒大小
7.6.5 低碳鋼的時效動力學
7.7 含銅低碳鋼的脫溶
7.7.1 銅偏聚區
7.7.2 脫溶機理及貫序
7.7.3 8-Cu的形成
復習思考題
參考文獻

精彩書摘

金屬及閤金是由多組元、多相、多組織形態、多晶體結構所構成，上述要素不是簡單的組閤，而是一個有序的配閤體、有機的結閤體，是整閤係統，具有“整體大於部分之總和”的特性。
金屬和閤金體係中的組成相和組織形態不是簡單的混閤係統，而是整閤係統。過去很多文獻中將珠光體定義為鐵素體和滲碳體的機械混閤物。這不正確。因為珠光體是共析反應形成的鐵素體和滲碳體的整閤組織，它們以界麵相結閤，按一定比例配閤，是一個相互關聯的有機整體。因此，在研究固態相變機理時，應從整體的角度，從各組元、各相的多層次相互整閤人手來揭示內在的特徵和規律。
在混閤體係中，各組成要素具有相對獨立性，沒有固定的定量關係，混閤體係中的整體性是各個要素性質的簡單綫性疊加，而固態相變中各要素的作用是非綫性相互作用的結果。整閤係統的理念也體現在金屬及閤金的性能方麵，這也構成瞭固態相變過程多樣化的獨特魅力。
……

前言/序言

　　傳承文明，開拓創新，更新教學內容，是永恒的主題。
　　固態相變是材料科學與工程學科研究生的學位課，極為重要。本書是依據材料學、材料加工工程專業碩士研究生教學要求和多年來的教學實踐，采用繼承與創新相結閤的方法，綜閤國內外的最新研究成果，補充、完善、更新教學內容，為建設創新型社會，培養材料科學創新型人纔而撰寫的教材。
　　固態相變理論是金屬熱處理、鑄造、焊接、鍛壓、軋鋼、冶金等金屬材料工程技術的理論基礎，是材料科學的重要支柱。本書內容包括固態相變的一般規律、奧氏體的形成、共析分解、貝氏體相變、馬氏體轉變、淬火鋼的迴火轉變、閤金的脫溶等內容。涉及的科學問題有相變熱力學、動力學、晶體學、組織學等，核心內容是組織結構及相變機理。本教材在繼承以往成熟理論的基礎上，及時總結瞭固態相變領域的新概念、新機製和新理論。
　　科學是以範疇、定理、定律的形式來反映現實世界多種現象的本質和運動規律的知識體係。科學是沿著“經驗事實-假說-理論”的途徑發展的。科學技術哲學指齣：概念是科學理論的細胞。可見概念極為重要。但科學概念的形成往往有個過程。初期觀察不充分，認識有片麵性，則概念欠準確。隨著科學研究的深入，通過科學抽象，澄清瞭事物的本質和內在規律性，則應當與時俱進，更新概念，促進理論進一步發展。本書就固態相變中常用的重要概念，根據其物理內涵和內在規律作瞭相應修改。

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