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内容大纲
《合金固态相变》为教育部高等学校材料类专业教学指导委员会规划建设立项教材，国家级一流本科课程配套教材，根据教育部高等学校材料类专业教学指导委员会关于规划教材的编写要求编写。
合金固态相变是金属材料及相关专业本科生的必修内容，对学生理解并掌握金属材料成分—工艺—组织—性能四要素之间的相互关系极为重要，是学生未来从事材料科学研究和工程应用开发的基础。全书共分十二章，以固态相变晶体学、热力学、动力学、转变机理的“三学一理”为主线，论述了合金固态相变的一般规律和特点。重点介绍了钢的奥氏体转变、冷却过程中的珠光体转变、贝氏体相变、马氏体相变，以及钢在回火过程中的转变，并针对目前有色金属和合金应用领域不断扩大的发展趋势，对这些典型合金的时效和脱溶沉淀进行了介绍。同时，对强磁场和应力场下金属固态相变的最新研究成果进行概要介绍。为了使学生更好地全面了解固态相变的相关知识，本书还介绍了实现固态相变的热处理工艺和研究固态相变的方法手段，并在本书最后增加了合金相变理论及热处理应用实例章节。通过本书的学习，读者可了解合金固态相变的一般规律，学会运用基本理论和专业知识进行合金固态相变研究、分析及应用的基本思路和方法。
本书可作为材料科学与工程、金属材料工程、材料成型及控制工程等相关专业本科生、研究生的教材，也可供材料、冶金、机械等领域的工程技术人员参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 引语
1.2 固态相变发展简介和研究内容
1.2.1 热处理相变研究的发展
1.2.2 应力场对相变影响的研究
1.2.3 磁场对相变影响的研究
1.2.4 固态相变理论研究发展
1.2.5 固态相变的研究对象
1.3 固态相变的分类
1.3.1 按热力学平衡条件分类
1.3.2 按热力学参数分类
1.3.3 按原子迁移方式分类
1.3.4 按相变方式分类
1.4 固态相变的一般特征
1.4.1 固态相变的驱动力和阻力
1.4.2 相界面
1.4.3 新相的形状
1.4.4 新相与母相的位向关系和惯习面
1.4.5 固态相变的其它特点
1.5 固态相变的形核和长大
1.5.1 均匀形核
1.5.2 非均匀形核
1.5.3 晶核的长大
习题
参考文献
第2章 合金固态相变的常用研究方法
2.1 物相种类分析
2.1.1 物相种类分析的原理
2.1.2 X射线衍射分析方法
2.1.3 电子衍射分析方法
2.2 微观组织分析
2.2.1 光学显微镜
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 透射电子显微镜
2.3 相变过程的分析方法
2.3.1 热分析法
2.3.2 电阻分析法
2.3.3 磁性分析法
2.3.4 原位金相观察
2.3.5 原位X射线衍射分析技术
2.3.6 原位透射电子显微镜技术
习题
思考题
参考文献
第3章 钢的加热和冷却转变及热处理概述
3.1 钢的热处理基础知识
3.1.1 Fe-Fe3C相图和钢的热处理
3.1.2 加热和冷却对相变临界点的影响
3.1.3 平衡相变和非平衡相变
3.2 钢的加热转变——奥氏体化
3.2.1 奥氏体的定义
3.2.2 奥氏体的形貌及晶体结构
3.2.3 奥氏体的性能
3.2.4 奥氏体的形成
3.3 钢的冷却转变
3.3.1 过冷奥氏体及过冷奥氏体转变
3.3.2 过冷奥氏体转变类型
3.3.3 等温转变动力学图
3.3.4 连续转变动力学图
3.4 常规热处理方法
3.4.1 退火
3.4.2 正火
3.4.3 淬火
3.4.4 回火
习题
思考题
辅助阅读材料
参考文献
第4章 钢的奥世体转变
4.1 钢的奥氏体等温转变
4.1.1 奥氏体转变热力学
4.1.2 奥氏体转变机制
4.1.3 奥氏体转变动力学
4.1.4 奥氏体转变的影响因素
4.2 钢中奥氏体的连续加热转变
4.2.1 连续加热转变动力学图
4.2.2 连续加热转变特点
4.3 奥氏体晶粒长大及控制
4.3.1 奥氏体晶粒度
4.3.2 奥氏体晶粒长大与控制
4.4 非平衡组织加热时的奥氏体转变
4.4.1 针状奥氏体与颗粒状奥氏体
4.4.2 非平衡组织加热转变的影响因素
4.4.3 组织遗传现象及控制
习题
思考题
辅助阅读材料
参考文献
第5章 珠光体转变
5.1 珠光体组织
5.1.1 珠光体的组织形态
5.1.2 珠光体晶体学
5.2 珠光体转变过程
5.2.1 珠光体转变热力学
5.2.2 片状珠光体的形成机制
5.2.3 粒状珠光体的形成机制
5.2.4 亚（过）共析钢珠光体转变
5.3 珠光体转变动力学
5.3.1 珠光体的形核率及长大速度
5.3.2 珠光体等温转变的动力学图
5.3.3 连续冷却转变的动力学图——CCT曲线及在退火中的作用
5.3.4 珠光体转变的影响因素
5.4 珠光体的力学性能
5.4.1 共析成分珠光体的力学性能
5.4.2 亚、过共析钢的珠光体转变产物的力学性能
5.4.3 派登处理
5.5 相间析出
5.5.1 相间析出物的形态
5.5.2 相间析出的条件
5.5.3 相间析出机理
习题
思考题
参考文献
第6章 马氏体相变
6.1 马氏体的晶体学
6.1.1 马氏体的晶体结构
6.1.2 马氏体的位向关系和惯习面
6.2 马氏体的类型及组织形态
6.2.1 板条状马氏体
6.2.2 针状（透镜片状）马氏体
6.2.3 蝶状马氏体
6.2.4 薄板状马氏体
6.2.5 密排六方马氏体
6.3 马氏体相变的主要特点
6.3.1 表面浮凸与界面共格
6.3.2 马氏体相变的无扩散性
6.3.3 非恒温转变与转变的不完全性
6.3.4 马氏体相变的可逆性
6.4 马氏体相变机理
6.4.1 马氏体相变热力学
6.4.2 马氏体相变动力学特点
6.4.3 马氏体的形核与长大
6.5 淬火时的奥氏体稳定化
6.5.1 热稳定化
6.5.2 机械稳定化
6.5.3 化学稳定化
6.5.4 相致稳定化
6.5.5 奥氏体稳定化的应用
6.6 马氏体性能及其应用
6.6.1 马氏体的硬度、强度与钢的强化
6.6.2 马氏体的塑性、韧性和钢的韧化
6.6.3 马氏体中的显微裂纹
6.6.4 超弹性与形状记忆效应
6.6.5 马氏体的物理性能与功能应用
习题
思考题
辅助阅读材料
参考文献
第7章 贝氏体相变
7.1 贝氏体相变的基本特征
7.1.1 贝氏体相变的基本共识
7.1.2 贝氏体的定义
7.1.3 贝氏体组织的分类
7.2 贝氏体组织形态
7.2.1 上贝氏体
7.2.2 下贝氏体
7.2.3 其它各类贝氏体
7.3 贝氏体相变的晶体学
7.3.1 贝氏体铁素体晶体学关系
7.3.2 碳化物的位向关系
7.4 有色合金中的贝氏体
7.4.1 Cu-Zn合金的贝氏体
7.4.2 Ag-Zn合金的贝氏体
7.4.3 Ag-Cd合金的贝氏体
7.5 贝氏体铁素体的精细结构
7.5.1 贝氏体铁素体中的亚单元
7.5.2 位错密度
7.5.3 中脊
7.5.4 表面浮凸
7.6 贝氏体相变机理
7.6.1 切变机制
7.6.2 台阶-扩散机制
7.7 贝氏体中的碳化物
7.7.1 碳的再分配
7.7.2 贝氏体中碳化物分布与形成温度的相关性
7.7.3 碳化物的形成与析出机制
7.8 贝氏体相变的热力学
7.8.1 贝氏体相变的驱动力
7.8.2 Bs点及其与钢成分的关系
7.9 贝氏体相变动力学
7.9.1 贝氏体等温相变动力学的特点
7.9.2 影响贝氏体相变动力学的因素
7.9.3 连续冷却转变图
7.10 贝氏体的力学性能
7.10.1 贝氏体的强度和硬度
7.10.2 贝氏体的塑性和韧性
7.11 贝氏体钢及最新研究进展
习题
思考题
辅助阅读材料
参考文献
第8章 钢的回火转变
8.1 回火的定义及目的
8.2 淬火碳钢回火过程的组织变化
8.2.1 马氏体中碳原子偏聚和聚集
8.2.2 马氏体分解
8.2.3 残余奥氏体转变
8.2.4 碳化物类型变化
8.2.5 碳化物聚集长大
8.2.6 基体α相状态的变化
8.3 合金元素对回火转变的影响
8.3.1 合金元素对马氏体分解的影响
8.3.2 合金元素对残余奥氏体转变的影响
8.3.3 合金元素对碳化物类型变化的影响
8.3.4 合金元素对碳化物聚集长大的影响
8.3.5 合金元素对α相状态变化的影响
8.4 淬火钢回火时的力学性能变化
8.4.1 硬度和强度的变化
8.4.2 塑性和韧性的变化
8.4.3 钢的回火脆性
8.5 非马氏体组织的回火
8.6 回火产物与奥氏体直接分解产物的性能比较
8.7 回火工艺的制订及应用举例
8.7.1 回火工艺的制订
8.7.2 应用举例
习题
思考题
辅助阅读材料
参考文献
第9章 合金脱溶沉淀与时效
9.1 合金的时效过程
9.1.1 时效过程
9.1.2 脱溶相的粗化
9.2 合金时效热力学及动力学
9.2.1 合金时效过程热力学
9.2.2 合金时效过程等温动力学
9.2.3 影响合金时效动力学的因素
9.3 时效后的微观组织
9.3.1 时效过程中脱溶类型及其微观组织
9.3.2 时效过程中微观组织的变化
9.4 合金时效过程中性能的变化
9.4.1 时效硬化曲线及影响时效硬化的因素
9.4.2 时效硬化机理
9.4.3 时效回归现象
9.5 合金的调幅分解
9.5.1 调幅分解的热力学条件和过程
9.5.2 调幅分解的组织和性能
9.6 典型合金的时效相变
9.6.1 铝合金时效相变
9.6.2 马氏体时效钢的时效相变
9.6.3 镁合金的时效相变
9.6.4 钛合金中的时效相变
9.6.5 铜合金中的相变
习题
思考题
辅助阅读材料
参考文献
第10章 强磁场作用下的固态相变
10.1 强磁场对材料的主要作用方式
10.1.1 强磁场介绍
10.1.2 强磁场对材料的主要作用方式
10.2 强磁场作用下原子固态扩散行为
10.2.1 强磁场作用下Cu Ni固溶扩散行为及柯肯达尔效应
10.2.2 强磁场作用下Al Mg固态反应扩散行为
10.2.3 强磁场作用下合金热处理过程中溶质迁移行为（溶质偏析）
10.3 强磁场作用下钢中的固态相变
10.3.1 强磁场作用下的马氏体相变
10.3.2 强磁场作用下的铁素体相变
10.3.3 强磁场作用下其它固态相变
习题
思考题
辅助阅读材料
参考文献
第11章 应力场作用下的相变
11.1 应力场作用下的相变概述及基本原理
11.1.1 应力的分类
11.1.2 应力对相变热力学的影响
11.1.3 应力对相变动力学的影响
11.2 应力作用下钢的铁素体和珠光体转变
11.2.1 弹性应力下的铁素体和珠光体转变
11.2.2 塑性应力下的铁素体和珠光体转变
11.3 应力场作用下的马氏体相变
11.3.1 弹性应力对马氏体相变的影响
11.3.2 相变前预应变对马氏体形核的影响
11.3.3 相变塑性及TRIP钢
11.4 应力场作用下的贝氏体相变
11.4.1 弹性应力对贝氏体相变的影响
11.4.2 塑性应力下的贝氏体相变
11.5 形变热处理
11.5.1 形变热处理的分类和应用
11.5.2 形变热处理强韧化的机理
11.5.3 影响形变热处理强化效果的工艺因素
习题
思考题
辅助阅读材料
参考文献
第12章 合金固态相变热处理应用实例
12.1 珠光体钢热处理实例
12.2 贝氏体钢热处理实例
12.3 马氏体时效不锈钢热处理实例
12.4 增材制造起落架用超高强度钢热处理实例
12.5 高铁车轴钢的热处理实例
12.6 铁路钢轨用钢模拟热处理应用实例
12.7 铁路桥梁钢CCT曲线测定及控轧控冷工艺实例
12.8 汽车车身用钢淬火配分热处理实例
12.9 核电用钢热处理及新一代钢研发进展实例
12.10 风电轴承钢等温淬火相变实例
12.11 铝合金固溶时效热处理实例
思考题
辅助阅读材料
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