《固态金属中的扩散与相变》求取 ⇩

前言2

常用符号名称对照表2

第一章 金属中的扩散2

第一节 扩散的宏观规律2

一、Fick第一定律与稳态扩散2

(一)在一维空间扩散的表达式3

(二)在薄壁管柱对称时的二维扩散3

(三)在球对称体中的三维扩散5

二、Fick第一定律在固态相变研究中的应用6

(一)测定碳在奥氏体中的扩散系数6

(二)分析扩散型相变中扩散组元流量7

(三)分析扩散型相变中新相相界移动长大速度12

(四)过饱和固溶体析出沉淀相时，固溶体贫化动力学18

三、Fick第二定律及非稳态扩散22

四、广义力作用下的扩散方程23

(一)连续合金系中K组元的扩散通量方程24

(二)质量保存定律25

(三)电场作用下的扩散方程26

(四)广义力作用下的扩散方程27

第二节 扩散方程解29

一、薄壁源扩散的解29

二、半无限长对焊金属棒扩散偶的解34

(一)叠加法求解34

(二)拉氏变换(Loplace transform)求解37

三、有界体系解39

四、扩散系数与晶体结构和浓度有关时的扩散方程解42

(一)在各向异性介质中的扩散方程及扩散方程解42

(二)扩散系数与浓度有关时的方程解46

五、扩散方程的数值解49

第三节 扩散机制及微观理论56

一、扩散机制56

(一)间隙机制56

(二)换位机制57

(三)空位机制58

二、原子热运动与扩散系数61

(一)理想溶液中原子的跃迁与扩散系数61

(二)原子扩散的统计分析65

(三)相关系数68

第四节 二元合金中的扩散及扩散热力学70

一、稀二元合金中的扩散70

二、浓二元合金中的扩散与Darken方程72

三、合金中扩散过程的热力学74

第五节 快速通道扩散80

一、表面扩散81

二、晶界扩散89

(一)唯象公式及数学解析89

(二)影响晶界扩散系数Db的因素98

(三)晶界扩散机制102

三、沿位错中心扩散103

一、三元系中的扩散106

第六节 复杂条件下的扩散106

二、反应扩散113

(一)反应扩散时扩散系数的确定114

(二)反应扩散时新相的长大118

三、多元系中的扩散121

(一)唯象公式121

(二)多组元扩散时扩散层形成特点122

四、塑性变形时金属中的扩散124

参考文献126

第二章 固态相变的形核、长大与粗化130

第一节 概述130

一、按热力学分类130

三、按相变方式分类132

二、按原子迁移特征分类132

第二节 固态相变的形核133

一、扩散形核133

(一)均匀形核134

(二)形核率I138

(三)不均匀形核140

二、无扩散形核151

(一)均匀形核151

(二)不均匀形核152

(三)核胚冻结理论153

(四)应变形核153

(五)弹性波位移形核及软模154

第三节 固态相变的长大157

一、固态相变长大类型157

二、成分不变协同型转变158

三、成分不变非协同型转变160

(一)界面容纳因子160

(二)连续长大162

(三)台阶机制长大164

四、成分改变的协同型协变165

五、成分改变的非协同型转变166

(一)转变控制因素166

(二)扩散控制长大167

(三)界面控制长大178

(四)混合控制胞状长大181

六、界面溶质原子与异相的影响183

(一)溶质拖曳184

(二)异相粒子的钉扎186

第四节 转变动力学188

一、Johnson-Mehl方程189

二、Avrami方程191

三、TTT图193

第五节 固态相变的粗化196

一、弥散析出相的粗化197

二、纤维状及片状组织的粗化201

(一)纤维状组织的粗化201

(二)片状组织的粗化203

三、晶粒粗化204

(一)驱动力P204

(二)晶界曲率半径R206

(三)晶粒的正常长大209

参考文献211

第三章 无扩散型相变215

第一节 马氏低相变热力学215

一、Fe-C合金马氏体相变热力学216

二、β(γ)→ε＇马氏体相变热力学218

三、弹性马氏体相变热力学220

第二节 马氏体相变的形核221

一、马氏体共格核胚的形成222

二、位错在马氏体形核过程中的作用224

(一)Zener模型224

(二)Venables模型和极轴机制226

三、应变形核230

第三节 马氏体的长大233

一、马氏体长大概况233

二、板条马氏体的生长234

三、片状马氏体的生长236

四、应力和形变对马氏体形核和长大的影响240

第四节 马氏体相变晶体学--表象理论242

一、表象学理论的实验基础243

二、不变平面应变的性质246

三、马氏体相变表象理论的基本原理256

第五节 马氏体相变的矩阵代数分析267

一、马氏体相变的极射赤平投影分析268

二、Bowles-Mackenie(BM)分析法277

三、Wechsler-Lieberman-Read(WLR)分析法280

四、各向同性畸变界面的可能性287

五、计算示例288

(一)BM方法288

(二)WLR方法294

六、讨论298

(一)理论与实验的比较298

(二)滑移分析与孪生分析的比较302

(三)解的简并303

第六节 马氏体预相变和ω相的形成305

一、马氏体预相变305

二、马氏体预相变机制311

三、β-ω相变313

参考文献317

第四章 扩散型相变322

第一节 沉淀322

一、相变热力学324

(一)相变驱动力324

(二)长大驱动力326

三、铝-铜合金系中的沉淀330

(一)沉淀序列330

二、相变动力学330

(二)沉淀强化机制331

(三)等温沉淀动力学特点及其影响因素333

四、常见的不连续沉淀合金系339

五、Fe-C合金系中的沉淀341

(一)Ti、Nb、V的碳化物与氮化物在奥氏体中的溶解规律341

(二)相间沉淀343

第二节 Spinodal(调幅)分解349

一、Spinodal分解热力学350

(一)Spinodal分解的理论边界条件--化学拐点界线350

(二)Spinodal分解的修正边界条件--共格拐点界线351

(一)Spinodal分解机制352

二、Spinodal分解机制与动力学352

(二)Spinodal分解动力学353

三、Spinodal分解与形核 长大型沉淀的区别355

四、组织与性能特点356

第三节 共析分解357

一、共析分解热力学357

二、珠光体相变360

(一)相变机制360

(二)相变动力学364

三、贝氏体相变370

(一)贝氏体的形态及晶体学370

(二)转变机制375

(三)贝氏体相变热力学--KRC模型378

(四)贝氏体相变动力学381

(五)贝氏体相变的若干争议问题382

第四节 有序-无序相变385

一、有序-无序相变热力学385

(一)具有有序-无序相变合金系相图的特点385

(二)固溶体自由焓的统计理论386

二、超结构392

三、有序度参量394

(一)短程有序度394

(二)长程有序度395

(三)ω与σ间关系396

(一)长程有序397

四、有序化机制397

(二)短程有序399

(三)有序化过程机制小结400

五、有序化动力学401

(一)均匀有序化401

(二)有序畴的长大402

(三)有序畴的Ostwald粗化403

六、有序化对合金性质的影响403

(一)热容403

(二)电阻率405

(三)磁学性质406

(四)力学性能407

参考文献409