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《金属组织控制原理》是材料类本科专业主干课程的教材。
《金属组织控制原理》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、合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,*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。
《金属组织控制原理》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。

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*佳强韧化的工艺和组织因素
4.2 高温形变与奥氏体的回复再结晶
4.2.1 奥氏体状态调节原理
4.2.2 第二相质点阻止再结晶的作用
4.2.3 微合金钢再结晶的机制
4.3 第二相质点在奥氏体中的溶解和析出规律
4.3.1 第二相质点的溶解规律
4.3.2 第二相质点阻止奥氏体晶粒长大的贡献
4.3.3 第二相质点在奥氏体中沉淀析出规律
4.3.4 第二相质点在奥氏体中的长大规律
4.4 微合金钢γ—a相变的控制
4.4.1 γ—a相变细化晶粒
4.4.2 第二相质点在铁素体中的沉淀析出
本章小结
思考题与习题

5 马氏体相变与马氏体
5.1 马氏体组织形态
5.1.1 钢中马氏体形态
5.1.2 影响马氏体形态及其亚结构的因素
5.2 马氏体组织的性能特性
5.2.1 马氏体的强度与硬度
5.2.2 马氏体的韧度
5.2.3 马氏体的相变塑性
5.2.4 马氏体的物理性能
5.3 马氏体相变主要特征
5.3.1 马氏体相变的切变共格性
5.3.2 马氏体相变的无扩散性
5.3.3 马氏体相变的非恒温性
5.3.4 马氏体相变的可逆性
5.4 马氏体结构的晶体学
5.4.1 马氏体晶体结构
5.4.2 位向关系与惯习面
5.4.3 ε马氏体相变晶体学
5.5 马氏体相变热力学
5.5.1 马氏体相变热力学条件
5.5.2 马氏体相变临界点
5.6 马氏体相变动力学
5.6.1 马氏体的降温形成
5.6.2 马氏体的等温转变
5.6.3 马氏体的爆发式转变
5.6.4 过冷奥氏体的稳定化
5.7 马氏体转变理论
5.7.1 马氏体转变的形核理论
5.7.2 马氏体转变的切变模型
5.8 热弹性马氏体与形状记忆效应
5.8.1 有色合金马氏体转变特点
5.8.2 热弹性马氏体相变
5.8.3 形状记忆效应
5.8.4 应力诱发马氏体与超弹性
5.8.5 形状记忆合金及应用
本章小结
思考题与习题

6 贝氏体相变与贝氏体
6.1 贝氏体组织基本特征与性质
6.1.1 贝氏体组织基本特征
6.1.2 贝氏体组织的力学性能
6.2 贝氏体相变热力学与动力学
6.2.1 贝氏体相变热力学
6.2.2 贝氏体等温转变动力学
6.2.3 贝氏体相变过程的碳扩散
6.2.4 贝氏体转变动力学的影响因素
6.3 贝氏体相变的过渡性与主要特征
6.3.1 贝氏体相变的过渡性
6.3.2 贝氏体相变的主要特征
6.4 贝氏体相变机制
6.4.1 贝氏体相变的切变机制
6.4.2 贝氏体相变的台阶扩散机制
6.4.3 类平衡切变长大机制
6.5 非铁合金中的贝氏体
6.6 钢中的魏氏体组织
6.6.1 魏氏体组织的形成条件及基本特征
6.6.2 魏氏体组织的转变机理
6.6.3 魏氏体组织的力学性能
本章小结
思考题与习题

7 钢的回火转变
7.1 淬火钢的回火组织
7.2 马氏体的分解
7.2.1 马氏体中碳的偏聚
7.2.2 马氏体分解
7.3 残留奥氏体的转变
7.3.1 残留奥氏体回火转变的特点
7.3.2 回火时的二次淬火和稳定化、催化现象
7.4 碳化物的析出与转变
7.4.1 碳素钢马氏体中碳化物的析出
7.4.2 合金元素对碳化物析出的影响
7.4.3 碳化物的聚集长大
7.5 a相的回复、再结晶及内应力的消除
7.5.1 a相的回复与再结晶
7.5.2 内应力的消除
7.6 淬火钢回火时力学性能的变化
7.6.1 淬火钢回火时的力学性能
7.6.2 二次硬化现象
7.6.3 钢的回火脆性
本章小结
思考题与习题

8 非铁合金的固溶(淬火)与分解
8.1 非铁合金的均匀化处理
8.1.1 铸态合金的组织特征
8.1.2 均匀化处理时合金组织的变化
8.2 非铁合金的固溶(淬火)处理
8.2.1 无同素异构转变的固溶处理
8.2.2 有同素异构转变的固溶淬火及其组织
8.3 合金的调幅分解
8.3.1 调幅分解热力学
8.3.2 调幅分解过程
8.3.3 调幅分解组织与性能
8.4 合金的有序化转变
8.4.1 有序化概念
8.4.2 有序畴长大动力学
8.4.3 无序一有序转变机制
8.4.4 无序一有序转变对性能的影响
本章小结
思考题与习题

9 合金的时效与脱溶
9.1 脱溶过程析出物组织特征
9.1.1 各种脱溶相结构特征
9.1.2 各种脱溶相的形状
9.1.3 Al—Cu合金的脱溶相
9.2 脱溶过程中材料性能的变化
9.2.1 各类沉淀相的强化机理
9.2.2 硬度的变化规律
9.2.3 电阻的变化
9.3 脱溶过程热力学和动力学
9.3.1 脱溶过程热力学
9.3.2 脱溶析出过程动力学
9.3.3 影响沉淀析出过程的因素
9.4 脱溶沉淀析出过程
9.4.1 脱溶沉淀过程的一般序列
9.4.2 脱溶沉淀析出类型与析出相特征
9.5 铁基合金的脱溶析出
9.5.1 马氏体时效钢的时效强化
9.5.2 铁基合金的沉淀析出
9.5.3 低碳钢的时效现象
本章小结
思考题与习题
参考文献

……

材料科学与工程类有关专业的名称和内涵有了很大的变化。各高校根据自己的定位和人才培养模式,制订本科专业教学计划,并不断地修订和完善。根据我国工业发展水平和对人才的需求,大部分企业迫切地需要工程创新人才。因此我国大部分设置材料类专业的高校,应着力培养社会急需的工程应用创新型人才。与人才培养目标相应的,在教学计划、课程体系、课程内容和实践性环节等方面都要进行一系列改革。该教材适用于以工程人才为培养目标的高校材料类本科专业的教学。
本教材是金属材料工程等材料类专业的主干课程教材,也是材料成型与控制等材料类其他专业的必修(选)课程教材。现在,金属材料工程等新专业的内涵拓宽了。近20年来,材料学科无论是在理论上还是在工程技术上都取得了很大的成就,得到了长足的发展。因此,课程体系与教材的内容也应相应地改变。现在的教材取名为《金属组织控制原理》。
因为金属材料研究较早,发展*成熟,所以就本科专业的教学而言,无论是体系还是内容都是较经典的。“金属组织控制原理”课程在学科专业知识体系中起着一个承上启下的桥梁作用。在多年的讲稿和教学经验及体会的基础上,我们根据原有一些教材的体系进行新编。本教材编写的主要原则是保持科学的体系,简化繁杂的内容,增加新颖而成熟的理论。由于控轧控冷制备微合金钢无论在理论上还是在应用上都取得了巨大的成功,因此在教材中增加了“控轧控冷过程的组织控制”的内容。随着国民经济的迅速发展,有色金属合金的应用日益增多,因此新增了“非铁合金的固溶与分解”一章。考虑到非铁合金固溶处理后,过饱和固溶体分解有沉淀析出第二相和调幅分解等性质不同的情况,将晶体结构无同素异构转变的调幅分解、有序化等内容在第8章“非铁合金的固溶与分解”中介绍,而时效和沉淀析出的内容作为第9章的内容。其他各章内容根据新发展,结合原有各教材取长补短,进行补充和修改。在内容的取舍上兼顾了前后专业课程的知识衔接,在某些章节的深度方面也考虑了与研究生学位课程“材料固态相变”的分工。