合金固態(tài)相變

前言

本書為教育部高等學校材料科學與工程教學指導委員會規(guī)劃教材。根據(jù)教學指導委員會“教材要力求體現(xiàn)創(chuàng)新性、科學性、權威性、規(guī)范性”的要求，針對材料科學與工程專業(yè)金屬材料方向本科生的特點編寫了本教材。本書主要以合金中的固態(tài)相變?yōu)橹骶€，介紹了鋼在加熱過程中的相變（奧氏體轉變），冷卻過程中的高溫轉變（珠光體轉變）、中溫轉變（貝氏體轉變）、低溫轉變（馬氏體轉變）。為了使學生更好全面地了解固態(tài)相變的相關知識，本書還對實現(xiàn)固態(tài)相變的工藝和研究固態(tài)相變的方法進行了概要介紹。同時，針對目前有色金屬和合金的應用領域不斷擴大的發(fā)展趨勢，對這些典型合金的相變進行了概要介紹，使本科學生在掌握了物理化學、金屬學等先期課程的前提下，對合金中的固態(tài)相及其相變有一個較全面的了解；對固態(tài)相變與成分-工藝的關系及對性能的影響有一個深刻的認識，幫助學生建立成分-工藝-組織-性能相互關聯(lián)、相互影響的整體概念；了解鋼中相變的一般規(guī)律，特別是掌握運用基本理論和專業(yè)知識進行相變分析的思路和方法。本書分為9章。第1，8章由清華大學楊志剛教授編寫，第2章由天津大學杜希文教授編寫，第3章由天津大學師春生副教授編寫，第4章由吉林大學李月英教授編寫，第5章由河北理工大學馮運莉教授編寫，第6章由天津大學趙乃勤教授編寫，第7章由北京理工大學鄭秀華教授編寫，第9章由鄭州大學朱世杰和孫玉峰副教授編寫。全書由趙乃勤教授擔任主編，楊志剛教授和馮運莉教授擔任副主編。清華大學田民波教授對全書進行了審閱。本書力求保持固態(tài)相變研究基礎性、系統(tǒng)性的特征，并將最新的研究成果以簡單、明了，適合本科生特點的方式獻給讀者。但由于水平有限，書中未能盡善盡美之處，懇請讀者指正！

內容概要

　　合金固態(tài)相變是金屬材料及相關專業(yè)的必修內容，對于掌握金屬材料成分—工藝—組織—性能之間的相互關系極為重要。本書共分９章，從固態(tài)相變晶體學、熱力學、動力學及其影響因素等方面論述了合金固態(tài)相變的一般規(guī)律和特點。著重介紹了鋼在加熱過程中的相變（奧氏體轉變），冷卻過程中的高溫轉變（珠光體轉變）、中溫轉變（貝氏體轉變）、低溫轉變（馬氏體轉變），以及鋼在淬火后的回火轉變；同時，針對目前有色金屬和合金的應用領域不斷擴大的發(fā)展趨勢，對這些典型合金的時效和脫溶沉淀進行了概要介紹；為了使學生更好地全面地了解固態(tài)相變的相關知識，本書還介紹了實現(xiàn)固態(tài)相變的熱處理工藝和研究固態(tài)相變的方法手段。本書根據(jù)固態(tài)相變的最新研究進展，補充了新的研究成果。通過本書的學習，可了解合金固態(tài)相變的一般規(guī)律，學會運用基本理論和專業(yè)知識進行合金固態(tài)相變分析的基本思路和方法。 　　本書可作為材料科學與工程專業(yè)（金屬材料方向），材料加工專業(yè)本科生教材，也可供冶金、機械等行業(yè)的研究生和工程技術人員參考。

作者簡介

趙乃勤，天津大學材料科學與工程學院教授，博士生導師。天津市材料復合與功能化重點實驗室主任。1997年獲得天津大學材料物理博士學位，曾留學美國進行博士后研究。主要從事金屬材料、金屬基復合材料、納米材料的制備、組織結構、性能之間的關系研究。長期從事合金固態(tài)相變，合金熱力學、材料表面與界面等課程的教學工作，特別注重在教學中堅持理論與實踐相結合。編有教材（天津大學出版社，2003，副主編），（上海外語教育研究社，2006，副主編），合金固態(tài)相變（中南大學出版社，2008年，主編）。主持天津大學“材料科學與工程”示范專業(yè)建設，2009年獲得天津市教學成果第一獎（排名第一）。主持國家自然科學基金，教育部博士點基金，天津市自然基金和重點基金項目十余項，發(fā)表論文160余篇，其中SCI和EI收錄論文80余篇，獲得國家發(fā)明專利十余項。指導碩士研究生20余名，博士研究生8名。指導的博士生獲得第十屆全國挑戰(zhàn)杯賽一等獎，全國青少年科技創(chuàng)新獎，曾獲天津市優(yōu)秀教師獎，天津大學教學名師，天津大學三八紅旗手，本科生優(yōu)秀指導教師。兼任中國復合材料學會理事，天津X射線研究會副理事長，多個國內外學術期刊審稿人。

書籍目錄

第1章　緒論  1.1  引言  1.2　合金固態(tài)相變的相關概念    1.2.1　固態(tài)相變的基本概念    1.2.2　固態(tài)相變中的界面    1.2.3　與固態(tài)相變相關的范例  1.3　固態(tài)相變的分類    1.3.1　按熱力學分類    1.3.2　按動力學分類  1.4　固態(tài)相變的一般特征    1.4.1  固態(tài)相變的驅動力和阻力      1.4.2　固態(tài)相變的基本特點  1.5　固態(tài)相變的形核和長大    1.5.1　均勻形核和非均勻形核    1.5.2　形核率的計算    1.5.3　擴散型相變的長大速度第2章　合金固態(tài)相變的常用研究方法  2.1　物相種類分析    2.1.1　物相種類分析的原理    2.1.2　X射線衍射分析方法    2.1.3　電子衍射方法  2.2　微觀組織分析    2.2.1　光學顯微鏡（OM）    2.2.2　掃描電子顯微鏡（SEM）    2.2.3　透射電子顯微鏡（TEM）  2.3　相變過程的分析方法    2.3.1　熱分析方法    2.3.2　電阻分析法    2.3.3　磁性分析法    2.3.4　原位金相觀察第3章　奧氏體與鋼在加熱過程中的轉變  3.1　奧氏體及其特點    3.1.1　奧氏體定義    3.1.2　奧氏體晶體結構    3.1.3　奧氏體的性能  3.2　鋼的奧氏體等溫轉變    3.2.1　奧氏體轉變熱力學    3.2.2　奧氏體轉變機制    3.2.3　奧氏體的轉變動力學    3.2.4　奧氏體轉變的影響因素  3.3　鋼中奧氏體的連續(xù)加熱轉變    3.3.1　連續(xù)加熱轉變動力學圖    3.3.2　連續(xù)加熱轉變特點  3.4　奧氏體晶粒長大及控制    3.4.1　奧氏體晶粒度    3.4.2　奧氏體晶粒長大與控制　3.5　非平衡組織加熱的奧氏體轉變-    3.5.1　針狀奧氏體與顆粒狀奧氏體    3.5.2　非平衡組織加熱轉變的影響因素    3.5.3　組織遺傳現(xiàn)象及控制第4章　鋼的過冷奧氏體轉變及熱處理　4.1　過冷奧氏體轉變類型    4.1.1　珠光體轉變    4.1.2　貝氏體轉變    4.1.3　馬氏體轉變　4.2　過冷奧氏體等溫轉變    4.2.1　過冷奧氏體等溫轉變動力學圖    4.2.2　過冷奧氏體等溫轉變動力學圖的基本形式      4.2.3　影響過冷奧氏體等溫轉變的因素  4.3　過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變    4.3.1  過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變動力學圖的建立　……第5章　珠光體與鋼在冷卻時的高溫轉變第6章　馬氏體與鋼在冷卻時的低溫轉變第7章　貝氏體與鋼在冷卻時的中溫轉變第8章　鋼的回火轉變第9章　合金的脫溶沉淀與時效附錄　名詞術語

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 緒論1.2 合金固態(tài)相變的相關概念1.2.1 固態(tài)相變的基本概念要進行合金固態(tài)相變的學習和研究，首先需要了解幾個基本概念?！跋唷保╬hase）是所研究的合金微觀結構中的一個組成部分，這一部分表現(xiàn)出均勻一致的成分和性能（不發(fā)生突變），并且與系統(tǒng)的其他部分具有物理上的明顯差別和界面。注意這里指的“物理”是為了區(qū)別于“化學”。有一些情況下，不同的相化學成分可以完全一致，但其內部原子排列結構不同，所表現(xiàn)出來的物理性能也相差很大。例如鋼中的高溫奧氏體相，快速冷卻到室溫得到馬氏體相，兩者成分相同，但性能差別很大，前者很軟，后者很硬。相可以是由純元素組成，但在金屬中更常見的情況下是由多種元素組成。多種元素之間可以形成固溶體、金屬間化合物和非金屬化合物。例如Ni基高溫合金基體是含有Al的固溶體，稱為，相，而強化相是金屬間化合物Ni3Al，稱為y1相，兩者性能差別很大。組成相的元素或者化合物，稱為組元（component）。相是由各個組元之間按一定比例所組成的。對于固溶體而言，這個比例并不固定，可以在一定的范圍內變化。合金的微觀組織結構（microstructure），可以由所含有的各組成相的狀態(tài)來描述，例如各相的比例、分布、形狀等，例如鋼中的珠光體組織是由鐵素體和滲碳體（Fe3c）按層片狀排列組成的復相組織。

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《合金固態(tài)相變》由中南大學出版社出版。

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