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1 引论1

1.1 简易合金论1

1.1.1 合金1

1.1.2 材料学——合金学2

1.1.3 性能·环境与结构3

1.1.4 相及结构6

1.1.5 相变及结构变化9

1.2 本书结构14

思考题14

参考文献15

2 能量学16

2.1 热力学定律16

2.1.1 第一定律及能量守恒16

2.1.2 焓17

2.1.3 第二定律及熵18

2.1.4 自由能及自由焓20

2.2 关闭系统热力学关系式21

2.2.1 重要关系式21

2.2.2 应用举例25

2.3 化学热力学27

2.3.1 化学位28

2.3.2 平衡条件和反应方向31

2.3.3 逸度及活度34

2.3.4 偏摩尔函数37

2.3.5 平衡常数42

2.4 能量的计算45

2.4.1 熵45

2.4.2 焓56

2.5 能量分析方法94

思考题94

参考文献95

3 扩散96

3.1 唯象理论97

3.1.1 扩散方程97

3.1.2 扩散方程的解99

3.1.3 常用的几种扩散系数106

3.1.4 不可逆过程热力学的唯象方程107

3.1.5 短路扩散111

3.1.6 扩散系数与温度的关系115

3.2 微观理论116

3.2.1 扩散机理116

3.2.2 扩散系数的统计性质118

3.2.3 扩散参量的数值模拟法128

3.3.1 纯金属中的扩散130

3.3 实际金属与合金中的扩散130

3.3.2 稀合金中的扩散132

3.3.3 浓二元置换型合金中的扩散134

3.3.4 A*和B*示踪原子在有序二元合金中的扩散143

3.4 测量扩散系数的实验方法147

3.4.1 由浓度分布曲线求D147

3.4.2 其他宏观法148

思考题148

参考文献148

4.1 进行微结构表征的基本原理150

4 实验方法150

4.2 原子探针与场离子显微术151

4.2.1 场离子显微术（FIM）151

4.2.2 原子探针（AP）153

4.3 扫描电子显微术（SEM）154

4.4 透射电子显微术（TEM）158

4.4.1 透射电镜中成像与结构分析158

4.4.2 电子显微像的衬度159

4.5 几种分析方法的比较164

参考文献166

5.1.1 合金相的分类167

5 合金相及相图167

5.1 引论167

5.1.2 相的稳定性168

5.1.3 合金相问题的基本参量168

5.1.4 相图171

5.2 单元系171

5.2.1 恒压下的相平衡172

5.2.2 T-p曲线172

5.2.3 晶体结构173

5.3.1 相图概论174

5.3 二元系174

5.3.2 液相型线及固相型线177

5.3.3 溶解度线179

5.4 合金相185

5.4.1 固溶体186

5.4.2 有序固溶体193

5.4.3 金属化合物200

5.5 亚稳相208

5.6 结论209

5.6.1 还原论与层创论209

5.6.2 纳米晶体材料210

参考文献211

思考题211

6 形核212

6.1 均匀形核212

6.1.1 形核功212

6.1.2 形核速度215

6.2 非均匀形核217

6.2.1 界面形核217

6.2.2 晶界形核219

6.2.4 非均匀形核速度220

6.2.3 其他晶体缺陷的作用220

思考题222

参考文献222

7 凝固223

7.1 形核223

7.1.1 临界晶核尺寸及形核功223

7.1.2 熔化形核225

7.2 纯固体的长大225

7.2.1 散热方式225

7.2.2 界面特性227

7.3 单相合金的凝固229

7.3.1 液态完全混合、固态无扩散231

7.3.2 液态通过扩散混合、固态无扩散232

7.3.3 成分过冷233

7.3.4 区域熔炼234

7.4 复相合金的凝固237

7.4.1 共晶凝固237

7.4.2 亚共晶合金的凝固239

7.4.3 包晶凝固241

7.5 铸造组织242

7.5.1 晶粒结构242

7.5.2 成分偏析244

7.5.3 气体和夹杂245

7.5.4 奥氏体不锈钢的焊接裂纹247

7.5.5 动态凝固248

7.5.6 金属玻璃249

思考题250

参考文献250

8 马氏体相变252

8.1 马氏体相变的基本特征252

8.1.1 马氏体相变的无扩散性252

8.1.2 马氏体相变是以切变为主的相变253

8.1.4 马氏体相变是一级相变254

8.2 马氏体相变晶体学254

8.1.3 相变伴随有明显的弹性应变能，并控制相变动力学与马氏体相形貌254

8.2.1 贝茵（Bain）机制256

8.2.2 K-S（Kurdjumov-Sachs）机制257

8.2.3 西山（Z.Nishiyama）机制257

8.2.4 G-T（Greninger-Troiano）机制257

8.2.5 晶体学表象理论258

8.3 马氏体相变热力学260

8.3.1 相变驱动力260

8.3.2 马氏体的形核263

8.3.3 马氏体相的形貌与亚结构268

8.4.1 马氏体转变方式270

8.4 马氏体相变动力学270

8.4.2 变温转变动力学272

8.4.3 奥氏体稳定化272

8.5 马氏体相变的应用273

8.5.1 材料的强韧化273

8.5.2 相变诱导塑性274

8.5.3 形状记忆效应275

8.5.4 超弹性变形行为及高阻尼性278

思考题279

参考文献280

9 脱溶沉淀281

9.1 沉淀相的形核284

9.1.1 相分离的热力学驱动力△Gυ286

9.1.2 相界面能289

9.1.3 应变能295

9.1.4 非均匀形核296

9.1.5 形核理论的实验研究299

9.2 生长300

9.2.1 非共格界面300

9.2.2 台阶生长304

9.3 粗化（Ostwald Ripening）307

9.4 形核生长类型相变动力学的唯象理论310

9.5.1 共析转变313

9.5 不连续反应（运动的两相界面上的反应）313

9.5.2 不连续沉淀322

9.6 Al-Cu合金中的沉淀过程325

9.7 失稳分解329

9.7.1 经典扩散方程329

9.7.2 非均匀体系中自由焓的附加项331

9.7.3 Cahn-Hilliart方程及其解333

9.7.4 Cahn-Hilliart方程的改进337

9.7.5 失稳分解的实验研究340

思考题344

参考文献344