金属组织控制原理(戴起勋)
分類: 图书,工业技术,金属学与金属工艺,
作者: 戴起勋 主编
出 版 社:
出版时间: 2009-1-1字数: 383000版次: 1页数: 233印刷时间: 2009/01/01开本: 16开印次: 1纸张: 胶版纸I S B N : 9787122036469包装: 平装内容简介
本书是材料类本科专业主干课程的教材。
本书内容分为9章,主要包括金属固态组织演化概述、铁合金奥氏体化与奥氏体、共析分解与珠光体、控轧控冷过程的组织演化、马氏体相变与马氏体、贝氏体相变与贝氏体、钢的回火转变、非铁合金的固溶(淬火)与分解、台金的时效与脱溶等内容。
根据学科专业的内涵,在内容编写上尽可能地凸现材料组织演化规律及其性能特点的课程主线,最小能量原理和自组织理论的课程“思想”,材料组织演化热力学、动力学和结构学的课程核心。
本书既可以作为材料类本科专业的教材,也可以供研究生和从事材料科学与工程技术人员参考。
目录
1 金属固态组织演化概述
1.1固态组织演化的辩证观与自组织
1.1.1 金属材料系统组织演化的复杂性
1.1.2固态组织演化的辩证观
1.1.3固态组织演化过程的自组织
1.2组织演化过程的基本原理
1.2.1演化过程的方向
1.2.2演化过程的途径
1.2.3演化过程的结果
1.3固态相变的分类
1.3.1按结构学分类
1.3.2按热力学分类
1.3.3按动力学分类
1.3.4按相变方式分类
1.4固态相变的特点
1.4.1相界面及界面能
1.4.2位向关系和惯习面
1.4.3应变能
1.4.4过渡相
1.4.5共格相的稳定性
1.5固态相变的形核与长大
1.5.1均匀形核
1.5.2非均匀形核
1.5.3晶核的长大
1.5.4相变宏观动力学
1.6第二相颗粒的粗化
本章小结
思考题与习题
2铁合金奥氏体化与奥氏体
2.1奥氏体组织与性能
2.2奥氏体形成机理
2.2.1奥氏体晶核的形成和长大
2.2.2残留碳化物的溶解与奥氏体均匀化
2.3奥氏体形成动力学
2.3.1奥氏体等温形成动力学
2.3.2连续加热时奥氏体形成特点
2.3.3非平衡组织加热时奥氏体形成特点
2.4奥氏体晶粒长大及控制
2.4.1奥氏体晶粒长大现象
2.4.2奥氏体晶粒长大机理
2.4.3第二相颗粒对奥氏体晶粒长大的影响
2.4.4消除粗大组织的措施
本章小结
思考题与习题
3共析分解与珠光体
3.1珠光体组织形态与性质
3.1.1珠光体组织形态
3.1.2珠光体组织的晶体结构与层间距离
3.1.3珠光体组织的力学性能
3.2珠光体组织形成机制
3.2.1珠光体组织形成热力学
3.2.2片状珠光体组织形成机理
3.2.3粒状珠光体组织形成机理
3.2.4亚(过)共析钢的珠光体转变
3.3珠光体转变动力学
3.3.1珠光体形核率和长大速度
3.3.2珠光体等温转变动力学
3.3.3影响珠光体转变动力学的因素
3.4过冷奥氏体转变动力学图
3.4.1过冷奥氏体等温转变动力学图
3.4.2过冷奥氏体连续转变动力学图
3.4.3过冷奥氏体TTT图与CCT图的关系
3.5非铁合金中的共析分解
3.5.1铜合金中的共析转变
3.5.2锌合金中的共析转变
3.5.3钛合金中的共析转变
本章小结
思考题与习题
4控轧控冷过程的组织演化
4.1概述
4.1.1控轧控冷工艺的基本过程
4.1.2微合金元素对强韧化的贡献
4.1.3获得最佳强韧化的工艺和组织
……
5马氏体相变与马氏体
6贝氏体相变与贝氏体
7钢的回火转变
8非铁合金的固溶(淬)与分解
9合金的时效与脱溶
参考文献
书摘插图
1 金属固态组织演化概述(Introduction to Solid—state Structure Evolution in Alloy)
在一般情况下,金属合金是一种具有晶体结构的材料,它是由各种不同相所组成的系统。金属合金材料在温度、压力等外界环境条件发生改变时,往往会发生晶体结构的转变和组织状态的变化,也就是常说的相变或组织演化。材料的组织演化进行的类型和程度,决定了最终的产物,即组织状态。而材料的性能是取决于组织状态的。为了使材料得到所希望的性能,我们必须在加工、制备等过程中控制材料的宏观与微观组织状态。因此,必须理解和掌握材料在不同环境条件下发生的相变或组织演化过程的规律及其产物特性。
1.1 固态组织演化的辩证观与自组织
1.1.1 金属材料系统组织演化的复杂性
1.1.1.1一般概念的内涵与外延
(1)系统与要素 材料是一个开放的复杂系统。钱学森从控制论角度,强调了系统的功能:“系统是由相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体”。特定功能类似于材料的性能,组成部分就是材料的组织结构或组成相。材料系统所具有的主要特性描述如下。
①目的性 材料是作为某些性能为人类服务的。因此研究材料系统,就是希望能获得一定的性能或功能。
②结构性 由于材料系统的组元之间是相互联系和相互作用的,因此系统内部是由各组元构成的有机整体。
③环境性材料是开放的系统。在材料的制备、加工和使用等流程中,系统与环境之间都有输入与输出的关系,因此必须重视环境对材料系统的影响,从而达到控制材料组织和性能的目的。
④整体性对于系统的功能,特别是系统的最优化功能,必须从系统的整体来考虑问题和进行研究。有些系统中的每个组元并不是很完善,但由于组织结构较好,可以综合成为具有良好功能的系统。反之,系统中的组元虽然都很好,但因为组织结构欠佳,系统的整体功能仍是不好的。这就是材料组织控制的重要性。
组织控制的最优化目的,就是通过一定的方法与途径,合理安排材料中合金元素的存在形式与分布,获得所期望的组织结构及其状态,使材料的潜力得到充分的发挥。
在一般情况下,材料在制备、加工和使用过程中都会涉及组织演化(evolution)的问题。材料组织演化有四个共性问题:能量、过程、结构和性能。
材料的能量既包括了材料的内能,也包括了材料与环境交换的能量。材料的过程表明材料在给定外界条件下从始态到终态的变化。材料的结构表明材料的组元及其排列和运动的方式。材料的性能是一种参量,用于表征材料在给定外界条件下的行为。
……