Phase Transformations in Metals and Alloys pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Chap.& H.

作者:David A. Porter

出品人:

页数:458

译者:

出版时间:1990-7

价格:GBP 18.19

装帧:Paperback

isbn号码:9780412384004

丛书系列:

图书标签:

• 学术
• Phase Transformations
• Metals
• Alloys
• Materials Science
• Metallurgy
• Solid State Physics
• Crystallography
• Diffusion
• Thermodynamics
• Microstructure

《金属与合金中的相变》 引言 金属与合金的宏观性能，如强度、韧性、延展性、硬度、耐腐蚀性等，在很大程度上取决于其微观结构。而微观结构，尤其是晶体结构的排列方式和相的组成，则与金属或合金在不同温度、压力和成分条件下发生的相变过程紧密相关。理解并控制这些相变，是设计和优化新材料、提升现有材料性能的关键。本书《金属与合金中的相变》正是聚焦于这一核心领域，深入剖析了金属和合金中发生的各种相变现象及其内在机制。 相变的基本原理 本书首先从热力学的角度出发，阐述了相变的驱动力——自由能最小化原则。我们将探讨吉布斯自由能、焓和熵在相变过程中的作用，以及平衡相图的绘制和解读。相图是理解合金中相变的基石，它直观地展示了在不同温度和成分下的稳定相，以及相与相之间的共存区域。我们将详细介绍各种类型的相图，如二元、三元相图，以及它们在合金设计中的指导意义。 经典相变类型 本书将详细介绍金属与合金中最常见和最重要的几类相变： 扩散型相变 (Diffusional Transformations): 这类相变涉及原子在晶格中的扩散，是固态相变中最常见的一种。我们将深入研究形核与长大机制，这是理解扩散型相变过程的核心。 形核 (Nucleation): 探讨均匀形核和非均匀形核的差异，以及形核率与过冷度的关系。 长大 (Growth): 分析长大过程受扩散控制和界面控制的影响，以及长大速率与温度、成分的依赖关系。 沉淀 (Precipitation): 详细阐述合金中沉淀相的形成过程，包括沉淀相的形核、长大、粗化以及沉淀强化机理。我们将讨论不同类型的沉淀（如GP区、 θ'、 θ相），以及它们对材料力学性能的影响。 固溶度降低 (Solvus Decomposition): 分析固溶体在温度降低时发生相分离形成两种不同固溶体的过程，以及这如何影响材料的性能。 转变 (Transformation): 重点讲解钢中的奥氏体向珠光体、贝氏体和马氏体的转变。 珠光体转变 (Pearlitic Transformation): 详细描述奥氏体在一定温度范围内分解为铁素体和渗碳体的层状组织形成过程，以及其转变动力学。 贝氏体转变 (Bainitic Transformation): 探讨奥氏体向贝氏体转变的特点，包括其中间转变形态以及对材料韧性的影响。 马氏体转变 (Martensitic Transformation): 深入研究马氏体转变的无扩散特性，其高度过饱和的体心四方结构，以及其在淬火硬化和形状记忆合金中的重要作用。我们将分析马氏体转变的驱动力、形核机制以及其应力诱导和温度诱导的特点。 无扩散型相变 (Diffusionless Transformations): 这类相变原子位置相对固定，仅发生晶格的剪切形变，速度极快。 马氏体转变 (Martensitic Transformation): （已在扩散型相变中提及，此处进一步强调其无扩散特性）我们将重点探讨其应变驱动机制、晶体学特征以及在工程中的应用，如高强度钢、形状记忆合金等。 相变动力学与微观结构演化 相变的动力学描述了相变发生的速率以及宏观微观结构的演变过程。本书将： 探讨形核与长大理论: 深入分析影响形核率和长大速率的关键因素，包括过冷度、晶界、位错等缺陷的作用。 研究相变动力学曲线: 阐述CCT（连续冷却转变）和TTT（等温冷却转变）曲线的绘制和应用，它们是指导热处理工艺的重要工具。 分析微观结构演化: 追踪相变过程中晶粒尺寸、形貌、成分分布等微观结构的变化，以及这些变化如何影响材料的宏观性能。 介绍先进的表征技术: 简要介绍用于研究相变过程的先进技术，如透射电子显微镜 (TEM)、扫描电子显微镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD) 和差示扫描量热法 (DSC) 等。 特殊相变现象与应用 本书还将涉及一些特殊的相变现象及其在工程材料中的应用： 热致相变: 重点介绍形状记忆合金 (SMA) 的相变行为，如奥氏体相和马氏体相之间的可逆转变，以及由此产生的形状记忆效应和超弹性。 应力诱导相变: 讨论外力作用下引起的相变，尤其是在形状记忆合金和某些高强度钢中的应用。 扩散退火与烧结: 涉及粉末冶金材料的致密化过程，其中原子扩散在颗粒间的结合和孔隙的消除中起着至关重要的作用。 高温氧化与腐蚀: 探讨金属和合金在高温环境下发生的化学反应和相变，如氧化皮的形成和成分变化，以及其对材料性能的腐蚀影响。 相变控制与材料设计 理解相变原理的最终目的是为了更好地控制材料的性能。本书将： 阐述热处理工艺: 深入解析退火、正火、淬火、回火等经典热处理工艺如何通过控制相变来优化材料的力学性能、韧性和硬度。 介绍合金化设计: 说明通过调整合金成分来改变相图、相变温度和相变动力学，从而设计出具有特定性能的合金。 展望前沿研究: 简要介绍当前相变研究的前沿领域，如纳米材料中的相变、仿生材料的相变设计、以及计算相变模拟等。 结论 《金属与合金中的相变》旨在为材料科学、冶金工程、机械工程等领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面而深入的相变理论框架。通过对相变原理、经典相变类型、动力学演化以及实际应用的详尽阐述，本书将帮助读者深刻理解金属和合金的内在规律，从而为新材料的开发和现有材料的性能提升提供强有力的理论支撑。

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