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第一章 金属固态相变概论1

1-1 金属固态相变的主要类型1

一、平衡转变1

二、不平衡转变2

1-2 金属固态相变的主要特点3

一、相界面3

二、两相问的晶体学关系 (取向关系与惯习面)4

三、应变能5

四、晶体缺陷的作用5

五、形成过渡相5

1-3 固态相变时的形核6

一、均匀形核6

二、非均匀形核7

1-4 固态相变时的晶核长大7

一、新相长大机理7

二、新相长大速度9

1-5 固态相变动力学11

复习思考题12

参考文献12

第二章 钢的加热转变13

2-1 奥氏体的形成13

一、奥氏体的性能13

二、奥氏体形成的条件14

2-2 奥氏体形成的机理15

一、珠光体类组织向奥氏体的转变15

二、马氏体向奥氏体的转变20

2-3 奥氏体形成的动力学21

一、奥氏体等温形成动力学21

二、连续加热时奥氏体形成动力学23

三、奥氏体形成动力学的理论处理24

四、影响奥氏体形成速度的因素26

2-4 奥氏体晶粒的长大及其控制28

一、研究奥氏体晶粒长大的必要性28

二、晶粒度的概念28

三、奥氏体晶粒长大的特点30

四、影响奥氏体晶粒长大的因素30

五、奥氏体晶粒大小的控制及其在生产中的应用36

六、粗大奥氏体晶粒的遗传及其阻断37

复习思考题38

参考文献39

第三章 珠光体转变与钢的退火和正火40

3-1 钢的冷却转变概述40

一、IT图40

二、CT图42

3-2 珠光体的组织和性能42

一、珠光体的组织形态和晶体学42

二、珠光体的机械性能46

3-3 珠光体转变机理47

一、一般概述47

二、珠光体转变的领先相48

三、珠光体的长大方式49

3-4 珠光体转变的动力学51

一、珠光体转变动力学的特点51

二、珠光体转变动力学研究51

三、影响珠光体转变动力学的其它因素55

3-5 先共析转变58

一、发生先共析转变的条件58

二、先共析相的形态59

3-6 合金钢中其它类型的奥氏体高温分解转变61

一、特殊碳化物珠光体61

二、纤维状碳化物与铁素体的聚合体61

三、相间沉淀组织62

四、合金元素对特殊碳化物形态的影响64

五、高温区直接转变产物的机械性能66

3-7 钢的退火和正火66

一、钢的退火66

二、钢的正火70

三、小结71

复习思考题72

参考文献73

第四章 马氏体转变75

4-1 马氏体的晶体结构和转变特点75

一、马氏体的晶体结构75

二、马氏体转变的特点77

4-2 马氏体转变的切变模型82

一、Bain模型82

二、K-S模型83

三、G-T模型83

四、K(kelly)-N(Nutting)-V(Venables)模型86

4-3 马氏体的组织形态86

一、马氏体的形态86

二、影响马氏体形态和内部亚结构的因素92

4-4 马氏体转变的热力学分析93

一、马氏体转变的驱动力93

二、Ms点的物理意义93

三、影响Ms点的因素94

4-5 马氏体转变的动力学97

一、马氏体转变的形核97

二、马氏体转变动力学的类型98

4-6 马氏体的机械性能101

一、马氏体的硬度和强度101

二、马氏体的塑性和韧性103

三、马氏体的相变诱发塑性105

4-7 奥氏体的稳定化106

一、奥氏体的稳定化现象106

二、奥氏体的热稳定化106

三、奥氏体的机械稳定化108

四、奥氏体稳定化规律在生产中的应用109

4-8 热弹性马氏体与形状记忆效应110

一、热弹性马氏体110

二、热弹性马氏体的伪弹性行为111

三、形状记忆效应111

复习思考题114

参考文献114

第五章 贝氏体转变116

5-1 贝氏体的组织形态和亚结构116

一、上贝氏体116

二、下贝氏体118

三、其它各类贝氏体120

5-2 贝氏体转变的特点和晶体学123

一、贝氏体转变的特点123

二、贝氏体转变的晶体学123

5-3 贝氏体转变过程及其热力学分析124

一、贝氏体转变过程124

二、贝氏体转变的热力学分析126

5-4 贝氏体转变机理概述127

一、切变机理127

二、台阶机理130

5-5 贝氏体转变的动力学131

一、贝氏体转变动力学的特点131

二、贝氏体等温转变动力学图132

三、影响贝氏体转变动力学的因素134

5-6 贝氏体的机械性能137

一、贝氏体的强度137

二、贝氏体的韧性139

5-7 魏氏组织142

一、魏氏组织的形态和基本特征142

二、魏氏铁素体的形成条件和转变机理143

三、魏氏铁素体对钢机械性能的影响144

复习思考题145

参考文献145

第六章 钢的过冷奥氏体转变图148

6-1 IT图148

一、IT图的建立148

二、影响IT图的因素149

三、IT图的基本类型153

6-2 CT图154

一、CT图的建立155

二、CT图的分析157

三、CT图的基本类型157

6-3 IT图与CT图的比较和应用159

一、IT图与CT图的比较159

二、IT图和CT图的应用160

复习思考题163

参考文献164

第七章 钢的淬火165

7-1 淬火方法及工艺参数的确定165

一、各种淬火方法165

二、淬火工艺参数的确定167

三、等温淬火工艺169

四、冷处理170

7-2 淬火介质171

一、淬火介质的分类171

二、有物态变化的淬火介质172

三、无物态变化的淬火介质175

四、其它新型淬火介质简介176

7-3 钢的淬透性177

一、淬透性的意义177

二、淬透性的确定方法179

三、淬透性曲线的应用181

7-4 淬火缺陷及其防止185

一、淬火内应力185

二、淬火变形187

三、淬火开裂191

四、减少淬火变形和防止淬火开裂的措施193

五、其它淬火缺陷及其防止194

7-5 淬火工艺的新发展195

一、奥氏体晶粒的超细化处理195

二、碳化物的超细化处理197

三、控制马氏体、贝氏体组织形态及其组成的淬火197

四、使钢中保留适当数量塑性第二相的淬火198

复习思考题200

参考文献200

第八章 回火转变与钢的回火202

8-1 淬火钢在回火时的组织变化202

一、碳原子的重新分布——时效阶段(100℃以下)202

二、过渡碳化物(ε/η或ε′)的析出——回火第一阶段(100～200℃)206

三、残余奥氏体的分解——回火第二阶段(200～300℃)207

四、过渡碳化物(ε/η或ε′)转变为Fe3C——回火第三阶段(200～350℃)210

五、Fe3C的粗化和球化，以及等轴铁素体晶粒的形成——回火第四阶段(350℃以上)211

8-2 淬火钢回火后机械性能的变化213

8-3 合金元素对回火的影响214

一、提高钢的回火抗力214

二、引起二次硬化217

8-4 回火脆化现象219

一、回火马氏体脆性(TME)220

二、回火脆性(TE)222

8-5 回火工艺227

一、回火温度的确定228

二、回火时间的确定229

复习思考题231

参考文献232

第九章 钢的化学热处理235

9-1 化学热处理概述235

9-2 钢的渗碳235

一、渗碳原理(以气体渗碳为例)236

二、气体渗碳工艺241

三、固体和液体渗碳简介242

四、渗碳后的热处理243

五、渗碳层深度的测量245

六、渗碳热处理的常见缺陷245

七、渗碳后钢的机械性能246

9-3 钢的氮化249

一、氮化的特点和分类249

二、铁-氮相图和纯铁氮化层的组织249

三、气体氮化原理250

四、氮化前的热处理254

五、气体氮化工艺255

六、氮化零件的检验和常见缺陷257

七、离子氮化259

八、软氮化262

9-4 钢的碳氮共渗264

一、概述264

二、高温碳氮共渗原理和工艺264

三、渗层的组织和性能266

9-5 钢的渗硼266

9-6 钢的渗铝270

一、渗铝后钢的性能特点及应用270

二、渗铝工艺原理271

三、渗层组织和性能271

复习思考题273

参考文献273

第十章 特种热处理275

10-1 表面热处理275

一、感应加热表面热处理275

二、激光热处理282

10-2 真空热处理284

一、关于真空的基本知识284

二、真空热处理的特异效果和伴生现象285

三、真空热处理的应用288

10-3 形变热处理292

一、形变热处理的分类和应用292

二、形变热处理强韧化的机理297

三、影响形变热处理强韧化效果的工艺因素298

10-4 钢的时效300

一、时效过程的一般原理300

二、影响时效的因素301

三、低碳钢的形变时效302

四、马氏体时效钢的时效303

复习思考题304

参考文献304

附录306

附录一 常用钢临界点、淬火加热温度及Ms点306

附录二 钢的硬度与强度换算表310

附录三 常用物理单位换算系数311