第1章緒論
1.1引語(yǔ) 2
1.2固態(tài)相變發(fā)展簡(jiǎn)介和研究?jī)?nèi)容 3
1.2.1熱處理相變研究的發(fā)展 3
1.2.2應(yīng)力場(chǎng)對(duì)相變影響的研究 4
1.2.3磁場(chǎng)對(duì)相變影響的研究 5
1.2.4固態(tài)相變理論研究發(fā)展 6
1.2.5固態(tài)相變的研究對(duì)象 6
1.3固態(tài)相變的分類 7
1.3.1按熱力學(xué)平衡條件分類 7
1.3.2按熱力學(xué)參數(shù)分類 7
1.3.3按原子遷移方式分類 8
1.3.4按相變方式分類 9
1.4固態(tài)相變的一般特征 9
1.4.1固態(tài)相變的驅(qū)動(dòng)力和阻力 9
1.4.2相界面 10
1.4.3新相的形狀 12
1.4.4新相與母相的位向關(guān)系和慣習(xí)面 12
1.4.5固態(tài)相變的其它特點(diǎn) 13
1.5固態(tài)相變的形核和長(zhǎng)大 13
1.5.1均勻形核 14
1.5.2非均勻形核 14
1.5.3晶核的長(zhǎng)大 15
習(xí)題 17
參考文獻(xiàn) 17

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 19
2.1.1物相種類分析的原理 19
2.1.2X射線衍射分析方法 20
2.1.3電子衍射分析方法 21
2.2微觀組織分析 24
2.2.1光學(xué)顯微鏡 24
2.2.2掃描電子顯微鏡 25
2.2.3透射電子顯微鏡 27
2.3相變過(guò)程的分析方法 31
2.3.1熱分析法 31
2.3.2電阻分析法 33
2.3.3磁性分析法 34
2.3.4原位金相觀察 35
2.3.5原位X射線衍射分析技術(shù) 35
2.3.6原位透射電子顯微鏡技術(shù) 36
習(xí)題 37
思考題 38
參考文獻(xiàn) 38

第3章鋼的加熱和冷卻轉(zhuǎn)變及熱處理概述
3.1鋼的熱處理基礎(chǔ)知識(shí) 40
3.1.1Fe-Fe3C相圖和鋼的熱處理 40
3.1.2加熱和冷卻對(duì)相變臨界點(diǎn)的影響 41
3.1.3平衡相變和非平衡相變 41
3.2鋼的加熱轉(zhuǎn)變——奧氏體化 41
3.2.1奧氏體的定義 42
3.2.2奧氏體的形貌及晶體結(jié)構(gòu) 42
3.2.3奧氏體的性能 43
3.2.4奧氏體的形成 44
3.3鋼的冷卻轉(zhuǎn)變 44
3.3.1過(guò)冷奧氏體及過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變 44
3.3.2過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變類型 44
3.3.3等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)圖 45
3.3.4連續(xù)轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)圖 50
3.4常規(guī)熱處理方法 53
3.4.1退火 53
3.4.2正火 55
3.4.3淬火 56
3.4.4回火 59
習(xí)題 60
思考題 60
輔助閱讀材料 60
參考文獻(xiàn) 61

第4章鋼的奧世體轉(zhuǎn)變
4.1鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變 62
4.1.1奧氏體轉(zhuǎn)變熱力學(xué) 63
4.1.2奧氏體轉(zhuǎn)變機(jī)制 64
4.1.3奧氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué) 67
4.1.4奧氏體轉(zhuǎn)變的影響因素 70
4.2鋼中奧氏體的連續(xù)加熱轉(zhuǎn)變 72
4.2.1連續(xù)加熱轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)圖 72
4.2.2連續(xù)加熱轉(zhuǎn)變特點(diǎn) 72
4.3奧氏體晶粒長(zhǎng)大及控制 74
4.3.1奧氏體晶粒度 74
4.3.2奧氏體晶粒長(zhǎng)大與控制 75
4.4非平衡組織加熱時(shí)的奧氏體轉(zhuǎn)變 81
4.4.1針狀?yuàn)W氏體與顆粒狀?yuàn)W氏體 81
4.4.2非平衡組織加熱轉(zhuǎn)變的影響因素 82
4.4.3組織遺傳現(xiàn)象及控制 83
習(xí)題 85
思考題 85
輔助閱讀材料 86
參考文獻(xiàn) 86

第5章珠光體轉(zhuǎn)變
5.1珠光體組織 89
5.1.1珠光體的組織形態(tài) 89
5.1.2珠光體晶體學(xué) 92
5.2珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程 93
5.2.1珠光體轉(zhuǎn)變熱力學(xué) 93
5.2.2片狀珠光體的形成機(jī)制 94
5.2.3粒狀珠光體的形成機(jī)制 98
5.2.4亞（過(guò)）共析鋼珠光體轉(zhuǎn)變 101
5.3珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué) 104
5.3.1珠光體的形核率及長(zhǎng)大速度 104
5.3.2珠光體等溫轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)圖 105
5.3.3連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)圖——CCT曲線及在退火中的作用 108
5.3.4珠光體轉(zhuǎn)變的影響因素 109
5.4珠光體的力學(xué)性能 112
5.4.1共析成分珠光體的力學(xué)性能 112
5.4.2亞、過(guò)共析鋼的珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力學(xué)性能 114
5.4.3派登處理 114
5.5相間析出 115
5.5.1相間析出物的形態(tài) 115
5.5.2相間析出的條件 115
5.5.3相間析出機(jī)理 116
習(xí)題 116
思考題 117
參考文獻(xiàn) 117

第6章馬氏體相變
6.1馬氏體的晶體學(xué) 120
6.1.1馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) 120
6.1.2馬氏體的位向關(guān)系和慣習(xí)面 121
6.2馬氏體的類型及組織形態(tài) 123
6.2.1板條狀馬氏體 123
6.2.2針狀（透鏡片狀）馬氏體 123
6.2.3蝶狀馬氏體 125
6.2.4薄板狀馬氏體 125
6.2.5密排六方馬氏體 126
6.3馬氏體相變的主要特點(diǎn) 126
6.3.1表面浮凸與界面共格 127
6.3.2馬氏體相變的無(wú)擴(kuò)散性 128
6.3.3非恒溫轉(zhuǎn)變與轉(zhuǎn)變的不完全性 128
6.3.4馬氏體相變的可逆性 129
6.4馬氏體相變機(jī)理 130
6.4.1馬氏體相變熱力學(xué) 130
6.4.2馬氏體相變動(dòng)力學(xué)特點(diǎn) 136
6.4.3馬氏體的形核與長(zhǎng)大 142
6.5淬火時(shí)的奧氏體穩(wěn)定化 147
6.5.1熱穩(wěn)定化 147
6.5.2機(jī)械穩(wěn)定化 149
6.5.3化學(xué)穩(wěn)定化 149
6.5.4相致穩(wěn)定化 149
6.5.5奧氏體穩(wěn)定化的應(yīng)用 150
6.6馬氏體性能及其應(yīng)用 150
6.6.1馬氏體的硬度、強(qiáng)度與鋼的強(qiáng)化 150
6.6.2馬氏體的塑性、韌性和鋼的韌化 153
6.6.3馬氏體中的顯微裂紋 154
6.6.4超彈性與形狀記憶效應(yīng) 154
6.6.5馬氏體的物理性能與功能應(yīng)用 156
習(xí)題 156
思考題 157
輔助閱讀材料 157
參考文獻(xiàn) 157

第7章貝氏體相變
7.1貝氏體相變的基本特征 161
7.1.1貝氏體相變的基本共識(shí) 161
7.1.2貝氏體的定義 161
7.1.3貝氏體組織的分類 161
7.2貝氏體組織形態(tài) 162
7.2.1上貝氏體 162
7.2.2下貝氏體 163
7.2.3其它各類貝氏體 163
7.3貝氏體相變的晶體學(xué) 165
7.3.1貝氏體鐵素體晶體學(xué)關(guān)系 165
7.3.2碳化物的位向關(guān)系 166
7.4有色合金中的貝氏體 166
7.4.1Cu-Zn合金的貝氏體 167
7.4.2Ag-Zn合金的貝氏體 167
7.4.3Ag-Cd合金的貝氏體 167
7.5貝氏體鐵素體的精細(xì)結(jié)構(gòu) 168
7.5.1貝氏體鐵素體中的亞單元 168
7.5.2位錯(cuò)密度 169
7.5.3中脊 170
7.5.4表面浮凸 170
7.6貝氏體相變機(jī)理 171
7.6.1切變機(jī)制 171
7.6.2臺(tái)階-擴(kuò)散機(jī)制 173
7.7貝氏體中的碳化物 174
7.7.1碳的再分配 174
7.7.2貝氏體中碳化物分布與形成溫度的相關(guān)性 175
7.7.3碳化物的形成與析出機(jī)制 176
7.8貝氏體相變的熱力學(xué) 177
7.8.1貝氏體相變的驅(qū)動(dòng)力 177
7.8.2Bs點(diǎn)及其與鋼成分的關(guān)系 178
7.9貝氏體相變動(dòng)力學(xué) 179
7.9.1貝氏體等溫相變動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn) 179
7.9.2影響貝氏體相變動(dòng)力學(xué)的因素 180
7.9.3連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖 182
7.10貝氏體的力學(xué)性能 183
7.10.1貝氏體的強(qiáng)度和硬度 183
7.10.2貝氏體的塑性和韌性 185
7.11貝氏體鋼及最新研究進(jìn)展 186
習(xí)題 188
思考題 188
輔助閱讀材料 189
參考文獻(xiàn) 189

第8章鋼的回火轉(zhuǎn)變
8.1回火的定義及目的 192
8.2淬火碳鋼回火過(guò)程的組織變化 192
8.2.1馬氏體中碳原子偏聚和聚集 193
8.2.2馬氏體分解 193
8.2.3殘余奧氏體轉(zhuǎn)變 196
8.2.4碳化物類型變化 197
8.2.5碳化物聚集長(zhǎng)大 200
8.2.6基體α相狀態(tài)的變化 201
8.3合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響 202
8.3.1合金元素對(duì)馬氏體分解的影響 202
8.3.2合金元素對(duì)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 203
8.3.3合金元素對(duì)碳化物類型變化的影響 203
8.3.4合金元素對(duì)碳化物聚集長(zhǎng)大的影響 204
8.3.5合金元素對(duì)α相狀態(tài)變化的影響 205
8.4淬火鋼回火時(shí)的力學(xué)性能變化 206
8.4.1硬度和強(qiáng)度的變化 206
8.4.2塑性和韌性的變化 207
8.4.3鋼的回火脆性 208
8.5非馬氏體組織的回火 211
8.6回火產(chǎn)物與奧氏體直接分解產(chǎn)物的性能比較 212
8.7回火工藝的制訂及應(yīng)用舉例 213
8.7.1回火工藝的制訂 213
8.7.2應(yīng)用舉例 215
習(xí)題 217
思考題 217
輔助閱讀材料 218
參考文獻(xiàn) 218

第9章合金脫溶沉淀與時(shí)效
9.1合金的時(shí)效過(guò)程 221
9.1.1時(shí)效過(guò)程 221
9.1.2脫溶相的粗化 230
9.2合金時(shí)效熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué) 231
9.2.1合金時(shí)效過(guò)程熱力學(xué) 231
9.2.2合金時(shí)效過(guò)程等溫動(dòng)力學(xué) 232
9.2.3影響合金時(shí)效動(dòng)力學(xué)的因素 233
9.3時(shí)效后的微觀組織 235
9.3.1時(shí)效過(guò)程中脫溶類型及其微觀組織 235
9.3.2時(shí)效過(guò)程中微觀組織的變化 239
9.4合金時(shí)效過(guò)程中性能的變化 240
9.4.1時(shí)效硬化曲線及影響時(shí)效硬化的因素 240
9.4.2時(shí)效硬化機(jī)理 244
9.4.3時(shí)效回歸現(xiàn)象 248
9.5合金的調(diào)幅分解 249
9.5.1調(diào)幅分解的熱力學(xué)條件和過(guò)程 249
9.5.2調(diào)幅分解的組織和性能 252
9.6典型合金的時(shí)效相變 252
9.6.1鋁合金時(shí)效相變 252
9.6.2馬氏體時(shí)效鋼的時(shí)效相變 256
9.6.3鎂合金的時(shí)效相變 259
9.6.4鈦合金中的時(shí)效相變 261
9.6.5銅合金中的相變 264
習(xí)題 266
思考題 267
輔助閱讀材料 267
參考文獻(xiàn) 267

第10章強(qiáng)磁場(chǎng)作用下的固態(tài)相變
10.1強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)材料的主要作用方式 271
10.1.1強(qiáng)磁場(chǎng)介紹 271
10.1.2強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)材料的主要作用方式 272
10.2強(qiáng)磁場(chǎng)作用下原子固態(tài)擴(kuò)散行為 273
10.2.1強(qiáng)磁場(chǎng)作用下Cu Ni固溶擴(kuò)散行為及柯肯達(dá)爾效應(yīng) 274
10.2.2強(qiáng)磁場(chǎng)作用下Al Mg固態(tài)反應(yīng)擴(kuò)散行為 279
10.2.3強(qiáng)磁場(chǎng)作用下合金熱處理過(guò)程中溶質(zhì)遷移行為（溶質(zhì)偏析） 281
10.3強(qiáng)磁場(chǎng)作用下鋼中的固態(tài)相變 283
10.3.1強(qiáng)磁場(chǎng)作用下的馬氏體相變 284
10.3.2強(qiáng)磁場(chǎng)作用下的鐵素體相變 286
10.3.3強(qiáng)磁場(chǎng)作用下其它固態(tài)相變 289
習(xí)題 293
思考題 293
輔助閱讀材料 293
參考文獻(xiàn) 293

第11章應(yīng)力場(chǎng)作用下的相變
11.1應(yīng)力場(chǎng)作用下的相變概述及基本原理 297
11.1.1應(yīng)力的分類 297
11.1.2應(yīng)力對(duì)相變熱力學(xué)的影響 297
11.1.3應(yīng)力對(duì)相變動(dòng)力學(xué)的影響 298
11.2應(yīng)力作用下鋼的鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變 299
11.2.1彈性應(yīng)力下的鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變 299
11.2.2塑性應(yīng)力下的鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變 301
11.3應(yīng)力場(chǎng)作用下的馬氏體相變 303
11.3.1彈性應(yīng)力對(duì)馬氏體相變的影響 303
11.3.2相變前預(yù)應(yīng)變對(duì)馬氏體形核的影響 304
11.3.3相變塑性及TRIP鋼 305
11.4應(yīng)力場(chǎng)作用下的貝氏體相變 307
11.4.1彈性應(yīng)力對(duì)貝氏體相變的影響 307
11.4.2塑性應(yīng)力下的貝氏體相變 309
11.5形變熱處理 311
11.5.1形變熱處理的分類和應(yīng)用 311
11.5.2形變熱處理強(qiáng)韌化的機(jī)理 315
11.5.3影響形變熱處理強(qiáng)化效果的工藝因素 317
習(xí)題 318
思考題 319
輔助閱讀材料 319
參考文獻(xiàn) 319

第12章合金固態(tài)相變熱處理應(yīng)用實(shí)例
12.1珠光體鋼熱處理實(shí)例 322
12.2貝氏體鋼熱處理實(shí)例 324
12.3馬氏體時(shí)效不銹鋼熱處理實(shí)例 327
12.4增材制造起落架用超高強(qiáng)度鋼熱處理實(shí)例 329
12.5高鐵車軸鋼的熱處理實(shí)例 331
12.6鐵路鋼軌用鋼模擬熱處理應(yīng)用實(shí)例 333
12.7鐵路橋梁鋼CCT曲線測(cè)定及控軋控冷工藝實(shí)例 335
12.8汽車車身用鋼淬火配分熱處理實(shí)例 337
12.9核電用鋼熱處理及新一代鋼研發(fā)進(jìn)展實(shí)例 339
12.10風(fēng)電軸承鋼等溫淬火相變實(shí)例 343
12.11鋁合金固溶時(shí)效熱處理實(shí)例 344
思考題 346
輔助閱讀材料 347
參考文獻(xiàn) 347