|
內容簡介: |
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、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。 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。
|
目錄:
|
1金属固态组织演化概述1 11固态组织演化的辩证观与自组织1 111金属材料系统组织演化的复杂性1 112固态组织演化的辩证观3 113固态组织演化过程的自组织5 12组织演化过程的基本原理7 121演化过程的方向7 122演化过程的途径7 123演化过程的结果8 13固态相变的分类9 131按结构学分类9 132按热力学分类9 133按动力学分类10 134按相变方式分类12 14固态相变的特点12 141相界面及界面能12 142位向关系和惯习面14 143应变能14 144过渡相15 145共格相的稳定性16 15固态相变的形核与长大16 151均匀形核16 152非均匀形核17 153晶核的长大19 154相变宏观动力学21 16第二相颗粒的粗化23 本章小结24 思考题与习题25 2铁合金奥氏体化与奥氏体26 21奥氏体组织与性能26 22奥氏体形成机理27 221奥氏体晶核的形成和长大27 222残留碳化物的溶解与奥氏体 均匀化30 23奥氏体形成动力学30 231奥氏体等温形成动力学31 232连续加热时奥氏体形成特点35 233非平衡组织加热时奥氏体形成 特点37 24奥氏体晶粒长大及控制40 241奥氏体晶粒长大现象40 242奥氏体晶粒长大机理42 243第二相颗粒对奥氏体晶粒长大的 影响43 244消除粗大组织的措施45 本章小结46 思考题与习题47 3共析分解与珠光体49 31珠光体组织形态与性质49 311珠光体组织形态49 312珠光体组织的晶体结构与层间 距离50 313珠光体组织的力学性能52 32珠光体组织形成机制54 321珠光体组织形成热力学54 322片状珠光体组织形成机理56 323粒状珠光体组织形成机理57 324亚过共析钢的珠光体转变59 33珠光体转变动力学61 331珠光体形核率和长大速度61 332珠光体等温转变动力学62 333影响珠光体转变动力学的因素63 34过冷奥氏体转变动力学图64 341过冷奥氏体等温转变动力学图64 342过冷奥氏体连续转变动力学图65 343过冷奥氏体TTT图与CCT图的 关系67 35非铁合金中的共析分解69 351铜合金中的共析转变69 352锌合金中的共析转变70 353钛合金中的共析转变70 本章小结71 思考题与习题72 4控轧控冷过程的组织演化74 41概述74 411控轧控冷工艺的基本过程75 412微合金元素对强韧化?墓毕?7 413获得最佳强韧化的工艺和组织 因素78 42高温形变与奥氏体的回复再结晶79 421奥氏体状态调节原理79 422第二相质点阻止再结晶的作用80 423微合金钢再结晶的机制82 43第二相质点在奥氏体中的溶解和析出 规律83 431第二相质点的溶解规律83 432第二相质点阻止奥氏体晶粒长大 的贡献84 433第二相质点在奥氏体中沉淀析出 规律85 434第二相质点在奥氏体中的长大 规律87 44微合金钢γ→α相变的控制88 441γ→α相变细化晶粒88 442第二相质点在铁素体中的沉淀 析出89 本章小结92 思考题与习题93 5马氏体相变与马氏体94 51马氏体组织形态94 511钢中马氏体形态94 512影响马氏体形态及其亚结构的 因素100 52马氏体组织的性能特性102 521马氏体的强度与硬度102 522马氏体的韧度103 523马氏体的相变塑性104 524马氏体的物理性能105 53马氏体相变主要特征106 531马氏体相变的切变共格性106 532马氏体相变的无扩散性107 533马氏体相变的非恒温性108 534马氏体相变的可逆性108 54马氏体结构的晶体学109 541马氏体晶体结构109 542位向关系与惯习面111 543ε马氏体相变晶体学112 55马氏体相变热力学114 551马氏体相变热力学条件114 552马氏体相变临界点116 56马氏体相变动力学119 561马氏体的降温形成119 562马氏体的等温转变119 563马氏体的爆发式转变120 564过冷奥氏体的稳定化120 57马氏体转变理论122 571马氏体转变的形核理论122 572马氏体转变的切变模型124 58热弹性马氏体与形状记忆效应126 581有色合金马氏体转变特点126 582热弹性马氏体相变127 583形状记忆效应128 584应力诱发马氏体与超弹性129 585形状记忆合金及应用130 本章小结131 思考题与习题132 6贝氏体相变与贝氏体133 61贝氏体组织基本特征与性质133 611贝氏体组织基本特征133 612贝氏体组织的力学性能136 62贝氏体相变热力学与动力学139 621贝氏体相变热力学139 622贝氏体等温转变动力学140 623贝氏体相变过程的碳扩散141 624贝氏体转变动力学的影响因素143 63贝氏体相变的过渡性与主要特征145 631贝氏体相变的过渡性145 632贝氏体相变的主要特征147 64贝氏体相变机制150 641贝氏体相变的切变机制150 642贝氏体相变的台阶扩散机制153 643类平衡切变长大机制154 65非铁合金中的贝氏体155 66钢中的魏氏体组织158 661魏氏体组织的形成条件及基本 特征158 662魏氏体组织的转变机理159 663魏氏体组织的力学性能159 本章小结160 思考题与习题161 7钢的回火转变162 71淬火钢的回火组织162 72马氏体的分解165 721马氏体中碳的偏聚165 722马氏体分解166 73残留奥氏体的转变168 731残留奥氏体回火转变的特点168 732回火时的二次淬火和稳定化、 催化现象169 74碳化物的析出与转变170 741碳素钢马氏体中碳化物的析出170 742合金元素对碳化物析出的影响171 743碳化物的聚集长大174 75α相的回复、再结晶及内应力的 消除174 751α相的回复与再结晶174 752内应力的消除175 76淬火钢回火时力学性能的变化176 761淬火钢回火时的力学性能176 762二次硬化现象178 763钢的回火脆性180 本章小结184 思考题与习题185 8非铁合金的固溶淬火与分解187 81非铁合金的均匀化处理187 811铸态合金的组织特征187 812均匀化处理时合金组织的变化188 82非铁合金的固溶淬火处理190 821无同素异构转变的固溶处理190 822有同素异构转变的固溶淬火及其 组织194 83合金的调幅分解197 831调幅分解热力学198 832调幅分解过程199 833调幅分解组织与性能200 84合金的有序化转变201 841有序化概念201 842有序畴长大动力学202 843无序有序转变机制203 844无序有序转变对性能的影响205 本章小结206 思考题与习题207 9合金的时效与脱溶208 91脱溶过程析出物组织特征209 911各种脱溶相结构特征209 912各种脱溶相的形状210 913AlCu合金的脱溶相211 92脱溶过程中材料性能的变化213 921各类沉淀相的强化机理213 922硬度的变化规律215 923电阻的变化216 93脱溶过程热力学和动力学217 931脱溶过程热力学217 932脱溶析出过程动力学218 933影响沉淀析出过程的因素220 94脱溶沉淀析出过程221 941脱溶沉淀过程的一般序列221 942脱溶沉淀析出类型与析出相 特征222 95铁基合金的脱溶析出227 951马氏体时效钢的时效强化227 952铁基合金的沉淀析出228 953低碳钢的时效现象230 本章小结231 思考题与习题232 参考文献233
|
內容試閱:
|
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,发展最成熟,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?ズ凸倘芴宸纸庥谐恋砦龀龅诙嗪偷鞣纸獾刃灾什煌那榭觯褰峁刮尥匾旃棺涞牡鞣纸狻⒂行蚧饶谌菰诘?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。 学科专业的素质教育应使学生学会以学术的方式来思考问题,以哲学的观点来理解知识,在知识的基础上培育智慧。材料科学是自然科学中很有“思想”的一门学科,其主要特征是辩证与创新。在教学中抓住组织演化的主线,纲举目张;围绕课程内容的核心,举一反三;明晰矛盾运动的内在“思想”,辩证分析。根据学科专业的内涵,材料各种相变的组织演化过程规律组织特征是该课程的主线,材料的最小能量原理和自组织理论是该课程的“思想”,材料各过程组织演化的热力学、动力学和结构学是课程的核心。为有助于学生不断熟悉专业英文术语,在介绍和讨论各章内容时,一些关键术语一般都在第一次出现时标出了英文名称。为了有利于学生对课程内容的深入理解和进行自主式学习,在每章结束后从辩证法哲学原理角度精写了小结,并以框图形式概括了本章的内容要点及其相互之间的关系。每章最后都编写或精选了习题与思考题。 根据修订后的教学计划,金属组织控制原理课程的教学一般在45学时左右。在实施教学计划时,教材中各章内容可有所侧重,学时数也可相应地调整。课程教学计划中可设置4~8学时的实验(含综合性或设计性实验),进行1~2次的课堂讨论。各校根据具体情况可灵活安排。 本教材由江苏大学戴起勋教授主编,全书由程晓农教授主审。其中,第1、2、5、6、7章和全书各章小结及习题与思考题由戴起勋教授编写,第3章由邵红红教授编写,第4章由王安东博士、戴起勋教授和霍向东博士编写,第8章由王树奇教授编写,第9章由戴起勋教授和王树奇教授编写,吴晶高级实验师组织提供金相组织照片(除有注明的外)。 本教材为江苏省金属材料工程品牌专业二期建设的项目,是江苏大学金属材料优秀教学团队教学改革与建设的内容之一。江苏大学全面实施的教学质量工程对教学改革和课程建设给予了大力的支持。我们向所有在本教材中引用的参考文献的原作者和有关资料的提供者,也一并表示感谢。 该教材不但是金属材料工程等本科专业学生的教材,而且也可以作为从事材料工作技术人员的参考书。限于编者的水平,书中难免有不当之处,恳请同行和读者批评指正,以利于今后的修改和完善。 戴起勋2008年8月
|
|