第1 章 固态相变类型及相的稳定性
1. 1 相变 1
1. 2 相变的分类 1
1. 2. 1 按热力学分类 2
1. 2. 2 按相变方式分类 4
1. 2. 3 按原子迁移方式分类 6
1. 2. 4 金属及合金中的一级相变 7
1. 3 相的稳定性 7
1. 4 稳定性的热力学判据 9
1. 5 成分起伏及失稳 11
1. 6 亚稳相 13
参考文献 15
第2 章 相变驱动力
2. 1 相变驱动力的含义 16
2. 2 脱溶分解的驱动力 17
2. 3 Spinodal 分解的驱动力 18
2. 4 马氏体相变的驱动力 20
2. 5 二级相变的驱动力 22
2. 5. 1 二级相变中的自由能变化 22
2. 5. 2 Landau 理论 23
参考文献 25
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第3 章 金属与合金中的扩散
3. 1 固体中扩散的一般规律 26
3. 1. 1 连续介质中的扩散定律 26
3. 1. 2 随机行走模型 29
3. 1. 3 扩散机制 32
3. 1. 4 互扩散及本征扩散 35
3. 2 金属与合金中的扩散 41
3. 2. 1 晶态金属中的扩散 41
3. 2. 2 非晶合金中的扩散 44
3. 3 复杂条件下的扩散 47
3. 3. 1 多相扩散 47
3. 3. 2 广义外力作用下的扩散 48
3. 3. 3 多组元扩散 50
3. 4 短路扩散 52
3. 4. 1 短路扩散的特征 52
3. 4. 2 表面扩散 52
3. 4. 3 晶界扩散 59
3. 4. 4 位错扩散 65
参考文献 67
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第4 章 相变形核
4. 1 晶胚与晶核 70
4. 2 均匀形核 71
4. 3 非均匀形核 74
4. 3. 1 晶界上的形核 74
4. 3. 2 位错上的形核 78
4. 3. 3 空位辅助形核 80
4. 3. 4 堆垛层错形核 82
4. 4 无扩散形核 83
4. 4. 1 经典形核理论 83
4. 4. 2 预先存在晶胚的理论 84
4. 4. 3 软模相变理论 84
参考文献 86
第5 章 界面与应变能
5. 1 晶界的结构与界面能 87
5. 1. 1 小角度晶界 87
5. 1. 2 大角度晶界 89
5. 1. 3 晶界模型 90
5. 2 相界面结构与界面能 93
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5. 2. 1 相界面种类及特点 93
5. 2. 2 错配度及界面能 97
5. 2. 3 相界面的台阶 101
5. 3 界面迁移中的作用力 103
5. 3. 1 毛细作用力 103
5. 3. 2 化学作用力 104
5. 3. 3 机械作用力 105
5. 3. 4 溶质拖曳力 106
5. 3. 5 第二相的钉扎力 108
5. 4 体积应变能 111
5. 4. 1 体积应变能的一般情况 112
5. 4. 2 共格沉淀相的体积应变能 112
5. 4. 3 非共格沉淀相的体积应变能 113
参考文献 114
第6 章 长大过程与相变动力学
6. 1 无成分变化的长大过程 115
6. 1. 1 无成分变化的相变 115
6. 1. 2 界面迁移速率模型 116
6. 2 具有长程扩散的相变 117
6. 3 台阶界面的迁移 120
6. 4 长大过程的界面失稳 122
6. 4. 1 失稳判据 122
6. 4. 2 线性长大模型 124
6. 5 双相稳态协同生长 125
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6. 6 Johnson -Mehl -Avrami 方程 129
6. 7 变温的影响 132
参考文献 133
第7 章 组织粗化
7. 1 弥散沉淀相的粗化 135
7. 1. 1 沉淀相粗化自由能变化 135
7. 1. 2 Greenwood 粗化模型 136
7. 1. 3 LSW 粗化方程 138
7. 1. 4 界面控制的粗化过程 141
7. 1. 5 结构缺陷处的组织粗化 142
7. 2 层片状和纤维状组织的粗化 144
7. 2. 1 棒状或纤维状组织的粗化 144
7. 2. 2 层片状组织的粗化 145
7. 3 晶粒的粗化 147
7. 3. 1 概述 147
7. 3. 2 晶界迁移动力学模型 150
7. 3. 3 晶界迁移率 M 与晶粒长大指数 n 152
7. 4 阻碍晶界迁移的因素 155
7. 4. 1 弥散第二相对晶界迁移的影响 156
7. 4. 2 自由表面对晶粒长大的影响 160
7. 4. 3 杂质原子与晶粒取向差 162
7. 5 晶粒的异常长大 165
7. 5. 1 现象与机理 165
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7. 5. 2 第二相颗粒的作用 167
7. 5. 3 其他因素的作用 168
参考文献 169
第8 章 相变晶体学与显微组织
8. 1 相变过程中的点阵重构 171
8. 1. 1 点阵重构形变 171
8. 1. 2 晶面的变化 173
8. 2 惯习面及位向关系 174
8. 3 不变平面应变 176
8. 4 晶体学唯象理论 178
8. 5 显微组织形态及演化 180
8. 5. 1 显微组织形态学 180
8. 5. 2 单相组织形态 182
8. 5. 3 多相组织形态 182
8. 5. 4 亚结构的形态 184
8. 5. 5 显微组织的分形 185
8. 5. 6 显微组织的演化 186
参考文献 187
第9 章 连续析出与Spinodal 分解
9. 1 析出相变的一般特征 189
9. 2 析出相的形核 190
9. 2. 1 析出过程中的热力学 190
9. 2. 2 析出驱动力 191
9. 2. 3 弹性能阻力 193
9. 2. 4 应变场中的形核 195
9. 3 析出相的形态及演化 196
9. 3. 1 析出相形态及其影响因素 196
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9. 3. 2 Johnson - Cahn 模型 200
9. 4 过渡相序列 203
9. 5 析出相的长大与粗化 206
9. 5. 1 共格向非共格界面的转变 206
9. 5. 2 析出相的长大向粗化的过渡 209
9. 5. 3 析出相的粗化动力学 210
9. 6 无析出区 212
9. 7 Spinodal 分解特征 215
9. 7. 1 热力学条件 215
9. 7. 2 成分变化 215
9. 7. 3 显微组织 216
9. 8 Spinodal 理论模型 218
参考文献 219
第10 章 非连续型相变
10. 1 非连续型相变特征 221
10. 2 珠光体相变热力学 222
10. 2. 1 珠光体生长前沿的浓度场 222
10. 2. 2 珠光体形成自由能变化 223
10. 3 珠光体相变动力学 225
10. 3. 1 层片状珠光体的形核与长大 225
10. 3. 2 珠光体形核率 228
10. 3. 3 扩散控制的长大 230
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10. 3. 4 JMA 方程的应用 234
10. 4 珠光体显微结构 235
10. 4. 1 珠光体精细结构 235
10. 4. 2 珠光体相变的晶体学位向关系 236
10. 5 珠光体层片间距 238
10. 5. 1 最大长大速度判据 239
10. 5. 2 最大熵产生率判据 240
10. 5. 3 长大前沿形态判据 240
10. 6 合金元素对非连续相变的影响 241
10. 6. 1 合金元素的作用 241
10. 6. 2 合金元素在珠光体中的分配 243
10. 7 相间析出 245
10. 8 非连续析出相变 248
参考文献 249
第11 章 马氏体相变
11. 1 概述 251
11. 2 马氏体的组织结构特征 255
11. 2. 1 马氏体的典型形貌 255
11. 2. 2 中脊 256
11. 2. 3 惯习面与位向关系 258
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11. 2. 4 表面浮凸 260
11. 3 马氏体相变热力学 261
11. 4 马氏体相变动力学 263
11. 4. 1 马氏体形成速度 263
11. 4. 2 变温马氏体相变 265
11. 4. 3 等温马氏体相变 267
11. 4. 4 爆发马氏体相变 271
11. 4. 5 表面马氏体相变 272
11. 5 马氏体的形核与长大 273
11. 5. 1 马氏体形核理论 273
11. 5. 2 马氏体的长大 276
11. 6 应力与形变对马氏体相变的影响 279
11. 6. 1 概述 279
11. 6. 2 应力对马氏体相变的作用 279
11. 6. 3 形变诱发马氏体相变 281
11. 7 相变滞后及马氏体热弹性 283
11. 8 马氏体相变的表象理论 286
11. 8. 1 基本原理 286
11. 8. 2 不均匀切变 289
11. 8. 3 WLR 理论的验证 290
参考文献 292
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第12 章 贝氏体相变与块状转变
12. 1 对贝氏体的早期研究及争论 295
12. 2 贝氏体中的铁素体 299
12. 2. 1 形态及精细结构 299
12. 2. 2 化学成分及原子扩散 301
12. 2. 3 形成机制与晶体学特征 302
12. 3 贝氏体中的碳化物 305
12. 3. 1 碳化物的来源 305
12. 3. 2 碳化物种类与晶体学特征 307
12. 4 块状转变 310
12. 4. 1 相变类型 310
12. 4. 2 相变特征 312
12. 4. 3 形核率与长大速率 315
参考文献 318
第13 章 强磁场中的相变
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13. 1 材料电磁过程与强磁场 320
13. 1. 1 材料电磁过程 320
13. 1. 2 强磁场的种类 321
13. 2 磁场对材料的作用 322
13. 2. 1 概述 322
13. 2. 2 Lorentz 力及 MHD 效应 323
13. 2. 3 磁热力学效应 325
13. 2. 4 磁化力的作用 326
13. 2. 5 磁转矩及磁取向 326
13. 2. 6 量子效应 327
13. 3 强磁场对相稳定性的影响 328
13. 4 强磁场对固态扩散的影响 331
13. 5 强磁场对组织结构的影响 333
13. 5. 1 组织排列 333
13. 5. 2 对织构化的影响 335
13. 5. 3 显微组织形态 337
参考文献 338