材料熱加工基礎

內容概要

　　《材料熱加工基礎》分為上下兩篇。上篇為熱處理部分，主要介紹了金屬或合金固態(tài)相變的一般規(guī)律以及其在加熱和冷卻過程中相變的類型、條件、速度、機制和產物的組織與性能，它既是材料熱加工(熱處理、鑄造、鍛壓和焊接)的理論基礎，也是發(fā)展新材料、新工藝的理論基礎。下篇為鑄造部分，主要分析了鑄件形成過程的基本規(guī)律及內在聯(lián)系，以及從液態(tài)到固態(tài)轉變過程中影響金屬性能和鑄件質量的一些基本因素?！　　恫牧蠠峒庸せA》既可作為金屬材料工程專業(yè)的熱處理和鑄造方向、材料成型與控制工程專業(yè)本科生的專業(yè)基礎課教材，也可作為從事冶金、機械等行業(yè)相關科研人員及工程技術人員的參考書。本書由西安工業(yè)大學楊覺明、上官曉峰和要玉宏主編。

書籍目錄

上篇 金屬熱處理第1章 金屬固態(tài)相變理論基礎1.1 金屬固態(tài)相變的基本類型1.1.1 平衡轉變1.1.2 不平衡轉變1.1.3 固態(tài)相變的其他分類1.2 固態(tài)相變的特征1.2.1 相界面1.2.2 彈性應變能1.2.3 位向關系和慣習面1.2.4 原子的擴散速度1.2.5 亞穩(wěn)過渡相1.2.6 晶體缺陷1.3 固態(tài)相變的熱力學1.4 固態(tài)相變時的形核和晶核長大1.4.1 固態(tài)相變時的形核1.4.2 固態(tài)相變時的晶核長大1.4.3 固態(tài)相變動力學方程復習思考題第2章 奧氏體的形成2.1 奧氏體的組織結構和性能2.2 奧氏體的形成2.2.1 奧氏體形成的熱力學條件2.2.2 奧氏體的形成機理2.3 奧氏體的等溫形成動力學2.3.1 成核率2.3.2 長大速度2.3.3 奧氏體等溫形成動力學曲線2.3.4 影響奧氏體形成速度的因素2.4 連續(xù)加熱時奧氏體的形成2.5 奧氏體晶粒長大及其控制2.5.1 奧氏體晶粒度2.5.2 奧氏體晶粒長大原理2.5.3 影響奧氏體晶粒長大的因素2.6 非平衡組織加熱時的奧氏體形成2.6.1 針形奧氏體的形成2.6.2 粗大奧氏體晶粒的遺傳性及其控制復習思考題第3章 珠光體轉變3.1 珠光體的組織形態(tài)與晶體結構3.1.1 珠光體的組織形態(tài)3.1.2 珠光體的晶體學3.1.3 珠光體的片層間距3.2 珠光體的形成過程3.2.1 珠光體形成的熱力學條件3.2.2 片狀珠光體的形成過程3.2.3 粒狀珠光體的形成機理3.3 亞（過）共析鋼的珠光體轉變3.3.1 亞（過）共析鋼先共析相的形態(tài)3.3.2 偽共析組織的形成3.3.3 鋼中的魏氏組織3.4 珠光體轉變的動力學3.4.1 珠光體的成核率和長大速度3.4.2 珠光體轉變動力學圖3.4.3 影響珠光體轉變動力學的因素3.4.4 珠光體轉變動力學估算3.5 合金元素對珠光體轉變的影響3.5.1 對A1點和共析碳濃度的影響3.5.2 對珠光體轉變動力學的影響3.5.3 對珠光體轉變過程的影響3.6 珠光體的力學性能3.6.1 珠光體的力學性能3.6.2 鐵素體珠光體鋼的力學性能3.6.3 形變珠光體的力學性能3.7 鋼中碳化物的相間沉淀3.7.1 相間沉淀條件3.7.2 相間沉淀機理3.7.3 相間沉淀產物的形態(tài)與性能復習思考題第4章 馬氏體轉變4.1 鋼中馬氏體的晶體結構4.1.1 馬氏體點陣常數和碳含量的關系4.1.2 新生馬氏體的異常正方度4.1.3 馬氏體的點陣結構及畸變4.1.4 C原子在馬氏體點陣中的分布4.2 馬氏體轉變的主要特點4.2.1 切變共格和表面浮凸現象4.2.2 馬氏體轉變的無擴散性4.2.3 具有一定的位向關系和慣習面4.2.4 馬氏體轉變非恒溫性和不完全性4.2.5 馬氏體轉變的可逆性4.3 馬氏體的組織形態(tài)4.3.1 馬氏體的形態(tài)4.3.2 影響馬氏體形態(tài)及內部亞結構的因素4.3.3 FeC合金片狀馬氏體顯微裂紋的形成4.4 馬氏體轉變的熱力學條件4.4.1 馬氏體轉變的驅動力4.4.2 Ms點的物理意義4.4.3 Md點的定義4.4.4 影響Ms點的主要因素4.5 馬氏體轉變動力學4.5.1 馬氏體轉變的形核4.5.2 馬氏體轉變的動力學類型4.6 馬氏體的切變模型4.6.1 Bain模型4.6.2 KS模型4.6.3 GT模型4.6.4 K(Kelly)N(Nutting)V(Venables)模型4.7 馬氏體的力學性能4.7.1 馬氏體的硬度和強度4.7.2 馬氏體的塑性和韌性4.7.3 馬氏體的相變塑性4.7.4 馬氏體的物理性能4.8 奧氏體的穩(wěn)定化4.8.1 奧氏體的熱穩(wěn)定化4.8.2 奧氏體的機械穩(wěn)定化4.8.3 奧氏體穩(wěn)定化規(guī)律在生產中的應用4.9 熱彈性馬氏體與形狀記憶效應4.9.1 馬氏體的逆轉變4.9.2 熱彈性馬氏體4.9.3 熱彈性馬氏體的偽彈性行為4.9.4 形狀記憶效應復習思考題第5章 貝氏體轉變5.1 貝氏體轉變的基本特征5.2 貝氏體的組織形態(tài)和亞結構5.2.1 上貝氏體5.2.2 下貝氏體5.2.3 無碳化物貝氏體5.2.4 粒狀貝氏體5.2.5 柱狀貝氏體5.2.6 反常貝氏體5.3 貝氏體轉變的熱力學條件及轉變過程5.3.1 貝氏體轉變的熱力學條件5.3.2 貝氏體形成過程5.3.3 貝氏體鐵素體長大機制5.4 貝氏體轉變的動力學5.4.1 貝氏體轉變的動力學特點5.4.2 貝氏體等溫轉變動力學圖5.4.3 影響貝氏體轉變動力學的因素5.5 鋼中貝氏體的力學性能5.5.1 貝氏體的強度5.5.2 貝氏體的韌性5.5.3 貝氏體的耐磨性5.5.4 非貝氏體組織對貝氏體混合組織力學性能的影響復習思考題第6章 鋼的過冷奧氏體轉變圖6.1 過冷奧氏體等溫轉變圖6.1.1 過冷奧氏體等溫轉變圖的建立6.1.2 過冷奧氏體等溫轉變圖的基本類型6.1.3 影響過冷奧氏體等溫轉變圖的因素6.2 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變圖（CCT圖）6.2.1 CCT圖的建立6.2.2 冷卻速度對轉變產物的影響6.2.3 CCT圖的基本類型6.3 TTT圖與CCT圖的比較和應用6.3.1 TTT圖與CCT圖的比較6.3.2 TTT圖和CCT圖的應用復習思考題第7章 淬火鋼回火時的轉變7.1 淬火鋼回火時的組織轉變7.1.1 淬火鋼回火時的組織轉變概況7.1.2 淬火碳鋼的回火轉變7.2 合金元素對回火轉變的影響7.2.1 合金元素對馬氏體分解的影響7.2.2 合金元素對殘余奧氏體轉變的影響7.2.3 合金元素對碳化物轉變的影響7.2.4 回火時的二次硬化和二次淬火7.2.5 合金元素對α相回復與再結晶的影響7.3 淬火鋼回火時力學性能的變化7.3.1 硬度7.3.2 強度和塑性7.3.3 韌性7.4 鋼的回火脆性復習思考題第8章 合金的脫溶沉淀與時效8.1 脫溶沉淀過程及其熱力學8.1.1 脫溶沉淀熱力學8.1.2 脫溶沉淀過程8.2 脫溶沉淀后的顯微組織8.2.1 局部脫溶及其顯微組織8.2.2 連續(xù)脫溶及其顯微組織8.2.3 不連續(xù)脫溶及其顯微組織8.2.4 脫溶過程中的顯微組織變化8.3 沉淀脫溶過程動力學8.3.1 脫溶沉淀等溫動力學圖8.3.2 等溫脫溶沉淀動力學圖的影響因素8.4 脫溶沉淀時合金性能的變化8.4.1 冷時效和溫時效8.4.2 時效硬化機制8.4.3 回歸現象8.5 調幅分解8.5.1 調幅分解的熱力學條件8.5.2 調幅分解過程8.5.3 調幅分解的組織與性能復習思考題參考文獻下篇 鑄造第9章 液態(tài)金屬的結構和性質9.1 金屬加熱過程中的膨脹與熔化9.1.1 晶體中的原子結合9.1.2 金屬原子的熱運動與金屬的加熱膨脹9.1.3 金屬的熔化9.2 液態(tài)金屬的結構9.2.1 液態(tài)金屬結構的熱力學分析9.2.2 液態(tài)金屬的X射線衍射分析9.2.3 液態(tài)金屬的結構9.2.4 實際液態(tài)金屬的結構9.3 液態(tài)金屬的性質9.3.1 液態(tài)金屬的黏滯性9.3.2 液態(tài)金屬的表面張力9.3.3 液體合金的其他性質9.4 例題復習思考題第10章 凝固過程中的傳輸現象10.1 凝固過程中的傳熱10.1.1 導熱微分方程10.1.2 大型平板鑄件的凝固傳熱10.1.3 凝固潛熱與鑄件鑄型界面的處理10.1.4 影響鑄件溫度場的因素10.1.5 鑄件的凝固方式10.1.6 凝固方式與鑄件質量的關系10.1.7 鑄件的凝固時間10.2 澆注和凝固過程中液態(tài)金屬的流動10.2.1 液態(tài)金屬的對流10.2.2 凝固過程中液態(tài)金屬的流動10.2.3 枝晶間液態(tài)金屬的流動10.3 凝固過程中的溶質再分配10.3.1 溶質再分配與平衡分配系數10.3.2 平衡凝固條件下的溶質再分配10.3.3 非平衡凝固條件下的溶質再分配10.4 例題復習思考題第11章 凝固過程中的結晶現象11.1 液態(tài)金屬結晶的基本原理11.1.1 液態(tài)金屬結晶的熱力學條件11.1.2 液態(tài)金屬的形核11.1.3 固液界面結構11.1.4 晶體生長11.1.5 晶體的生長表面11.2 純金屬的結晶11.3 單相合金的結晶11.3.1 凝固過程的成分過冷現象11.3.2 成分過冷對晶體生長的影響11.4 共晶合金的結晶11.4.1 共晶合金的結晶方式11.4.2 規(guī)則共晶合金的結晶11.4.3 不規(guī)則共晶合金的結晶11.5 例題復習思考題第12章 鑄態(tài)組織的控制12.1 宏觀鑄態(tài)組織12.1.1 晶粒的游離與增殖12.1.2 等軸晶組織的控制12.1.3 控制鑄態(tài)組織的一些特殊工藝方法12.2 定向凝固技術12.2.1 定向凝固技術概述12.2.2 定向凝固高溫合金12.2.3 定向凝固自生復合材料12.2.4 單晶生長復習思考題第13章 鑄造性能13.1 液態(tài)金屬的充型過程13.1.1 液態(tài)金屬的充型能力13.1.2 液態(tài)金屬充型過程的理論計算13.1.3 影響充型能力的因素及提高充型能力的措施13.2 鑄件的收縮13.2.1 收縮基本概念13.2.2 鑄鋼與鑄鐵的收縮13.2.3 鑄件的收縮13.3 例題復習思考題第14章 鑄造缺陷14.1 鑄件的偏析14.1.1 顯微偏析14.1.2 宏觀偏析14.2 鑄件的縮孔和縮松14.2.1 縮孔14.2.2 縮松14.2.3 灰鑄鐵和球墨鑄鐵鑄件的縮孔和縮松14.2.4 縮孔的影響因素與防止途徑14.3 鑄造應力及鑄件的變形和冷裂14.3.1 熱應力14.3.2 機械應力14.3.3 鑄件的變形及其防止14.3.4 鑄件的裂紋及防止14.4 鑄件的熱裂14.4.1 熱裂形成的溫度范圍14.4.2 熱裂的形成機理14.4.3 影響熱裂形成的因素與防止鑄件產生熱裂的途徑14.5 鑄件的氣孔14.5.1 氣體的溶解與析出14.5.2 析出性氣孔14.5.3 反應性氣孔14.6 其他鑄造缺陷14.6.1 冷隔14.6.2 披縫14.6.3 氧化物夾雜及夾渣14.6.4 澆不到14.7 例題復習思考題第15章 各種鑄造方法簡介15.1 砂型鑄造15.1.1 砂型鑄造的生產過程及其特點15.1.2 砂型鑄造工藝過程簡介15.2 特種鑄造15.2.1 熔模鑄造15.2.2 金屬型鑄造15.2.3 壓力鑄造（簡稱壓鑄）15.2.4 離心鑄造15.2.5 擠壓鑄造15.2.6 低壓鑄造15.2.7 實型鑄造15.2.8 連續(xù)鑄造參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：（1）同素異構轉變純金屬在一定的溫度和壓力下，由一種結構轉變?yōu)榱硪环N結構的現象稱為同素異構轉變。鐵、鈦、錳和鈷都具有同素異構轉變的特性。若在固溶體中發(fā)生這種結構的轉變，則稱為多形性轉變。如鋼在冷卻時由奧氏體中析出先共析鐵素體的過程就屬于多形性轉變。（2）共析轉變合金在冷卻時由一個固相分解為兩個不同固相的轉變稱為共析轉變，可以用反應式來表示。例如，鋼在冷卻過程中由奧氏體母相中同時析出鐵素體和滲碳體，得到珠光體組織的過程就是共析轉變。在加熱時，也可以發(fā)生的轉變。（3）包析轉變合金在冷卻時由一個固相與另一個固相相互作用而生成第三個新固相的過程，其反應式類似于包晶反應式。（4）平衡脫溶轉變在緩慢冷卻的條件下，由過飽和的固溶體析出過剩相的過程，稱為平衡脫溶沉淀。其特點是母相不消失，但隨著新相的析出，母相的成分和體積分數也不斷變化，且新相的成分和結構始終與母相的不同，有時新相的成分也有變化。如鋼在冷卻時，由奧氏體中析出二次滲碳體的過程就屬于平衡脫溶轉變，而前面提到的由奧氏體中析出先共析鐵素體的過程既是多形性轉變，也是平衡脫溶轉變。（5）調幅分解某些在高溫下具有均勻單相固溶體組織的合金，當冷卻到某一溫度范圍時可分解為兩種結構與母相相同、但成分有明顯差別的兩個微區(qū)的轉變稱為調幅分解?？梢杂梅磻奖硎?。調幅分解的特點是需要上坡擴散過程（即溶質由低濃度區(qū)向高濃度區(qū)擴散）。在轉變初期形成的兩個微區(qū)之間并沒有明顯的界面和成分突變，但通過上坡擴散，使均勻的固溶體變成兩相不均勻的固溶體。

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