金屬學原理

     目 錄
   1晶體學（Crystallography）
    1.1結晶狀態(tài)及晶體的宏觀特性
    1.2點陣、晶體結構（Lattice，Crystal Structure）
    1.3對稱性，空間變換（Symmetry，SpaceTranslation）
    1.3.1對稱變換（操作）（SymmetryTranslati0n（Operation））
    1.3.2對稱變換的解析式
    1.3.3點對稱變換（操作）
    1.3.4第一類操作和第二類操作的聯系和區(qū)別
    1.4晶系及布喇菲點陣
    1.4.1空間點陣類型（晶系）
    1.4.2布喇菲點陣（BravaisLattice）
    1.5點陣幾何
    1.5.1點陣的陣點直線、方向指數（Directionalindices
    1.5.2點陣的陣點平面及平面指數（Crystal－PlaneIndices）
    1.5.3晶帶（Z0ne）及晶帶定律
    1.5.4六方（和三方）晶系的4軸坐標系的方向指數及面指數
    1.5.5倒易點陣（ReciprocalLattice）
    1.5.6倒易矢量在晶體學中幾何關系的應用
    1.6晶體投影
    1.6.1球面投影
    1.6.2極射投影
    1.6.3吳氏網（WulffNet）和極網（PoleNet）
    1.6.4標準投影圖、標準極圖（StantardProjection）
    參考書目
    練習題
    附錄1－I對稱元素符號
    附錄1－Ⅱ 任意晶系的晶面間夾角的計算程序
    附錄1－Ⅲ 計算和畫出任意晶系任意晶面的標準投影圖的程序
   2晶體結構（CrystalSturcture）
    2.1晶體結構符號
    2.2金屬單質的晶體結構
    2.2.1面心立方結構
    2.2.2體心立方結構
    2.2.3密排六方結構
    2.3非金屬單質的晶體結構
    2.4同素異構性（Allotropy）
    2.5金屬晶體中的原子大小
    2.6合金相的相結構
    2.6.1一次固溶體
    2.6.2中間相
    2.7晶體缺陷（Crystal Defect）
    參考書目
    練習題
   3相圖 （PhaseDiagrams）
    3.1單元系（OneComponentSystem）
    3.2二元系（BinarySystem）
    3.2.1單相平衡和兩相平衡
    3.2.2三相平衡
    3.2.3恒壓二元相圖的中間相
    3.2.4恒壓二元相圖中相區(qū)的鄰接關系
    3.2.5有序－無序轉變以及磁性轉變在相圖上的表示
    3.2.6恒壓二元相圖舉例
    3.3三元系（TernerySystem）
    3.3.1三元系相圖的成分表達
    3.3.2杠桿規(guī)則
    3.3.3單相平衡和兩相平衡
    3.3.4三相平衡
    3.3.5四相平衡
    3.3.6生成化合物的三元系以及相圖的簡化分割
    3.3.7實際三元相圖分析和應用舉例
    3.4相圖熱力學
    3.4.1自由能函數的表達式
    3.4.2過剩吉布斯自由能的解析表達式
    3.4.3用圖解法求化學勢
    3.4.4用作吉布斯自由能曲線公切線的方法構造相圖
    3.4.5過剩吉布斯自由能數值對相圖形貌的影響
    3.4.6計算相圖
    3.4.7相圖合成法
    參考書目
   5凝固（S0lidificati0n）
    5.1凝固的熱力學條件
    5.1.1平衡熔點（EquilibriumMeltingTemperature）
    5.1.2壓力對熔點的影響
    5.1.3曲率（Curvature）對熔點的影響
    5.2形核（Nucleation）
    5.2.1均勻形核（HomogeneousNucleati0n）
    5.2.2非均勻形核（Heterogene0usNucleation）
    5.3晶核的長大
    5.3.1液固界面的結構
    5.3.2晶核長大機制
    5.4凝固中的熱輸運
    5.4.1傳熱（HeatTransfer）的三種方式
    5.4.2熱傳導方程
    5.4.3凝固時界面的熱能平衡
    5.4.4凝固時熱傳導方程求解的簡單例子
    5.5單相固溶體凝固
    5.5.1平衡分配系數（EquilibriumPartitionCoefficient）
    5.5.2平衡凝固與非平衡凝固（EquilibriumandNonequilibrium
    Solidificati0n）
    5.5.3界面前沿的溶質原子再分布
    5.5.4區(qū)域提純（Z0ne－Refining）
    5.6液/固相界面形貌（Solid－LiquidInterfaceMorphology）
    5.6.1純物質凝固時液/固相界面的穩(wěn)定性
    5.6.2合金凝固時液/固相界面的穩(wěn)定性
    5.7凝固微觀組織
    5.7.1強制性生長和自由生長
    5.7.2胞晶的形成（CellFormation）
    5.7.3胞狀樹枝晶（CellularDendrite）及柱狀樹枝晶（Columnar
    Dendrite）
    5.7.4自由樹枝晶
    5.7.5凝固參數和微觀組織形態(tài)之間的關系
    5.8共晶凝固和包晶凝固
    5.8.1共晶的凝固（EutecticSolidification）
    5.8.2包晶凝固（PeritecticSolidification）
    5.9鑄錠的凝固
    5.9.1鑄錠的宏觀組織
    5.9.2凝固時的體積變化以及氣孔、夾雜的形成
   5凝固（Solidificati0n）
    5.1凝固的熱力學條件
    5.1.1平衡熔點（EquilibriumMelting Temperature）
    5.1.2壓力對熔點的影響
    5.1.3曲率（Curvature）對熔點的影響
    5.2形核（Nucleation）
    5.2.1均勻形核（HomogeneousNucleation）
    5.2.2非均勻形核（HeteroggneousNucleati0n）
    5.3晶核的長大
    5.3.1液固界面的結構
    5.3.2晶核長大機制
    5.4凝固中的熱輸運
    5.4.1傳熱（HeatTransfer）的三種方式
    5.4.2熱傳導方程
    5.4.3凝固時界面的熱能平衡
    5.4.4凝固時熱傳導方程求解的簡單例子
    5.5單相固溶體凝固
    5.5.1平衡分配系數（EquilibriumPartitionCoefficient）
    5.5.2平衡凝固與非平衡凝固（Equilibriumand Nonequilibrium
    Solidificati0n）
    5.5.3界面前沿的溶質原子再分布
    5.5.4區(qū)域提純（Z0ne－Refining）
    5.6液/固相界面形貌（Solid－LiquidInterfaceM0rphol0gy）
    5.6.1純物質凝固時液/固相界面的穩(wěn)定性
    5.6.2合金凝固時液/固相界面的穩(wěn)定性
    5.7凝固微觀組織
    5.7.1強制性生長和自由生長
    5.7.2胞晶的形成（CellFormation）
    5.7.3胞狀樹枝晶（CellularDendrite）及柱狀樹枝晶（Columnar
    Dendrite）
    5.7.4自由樹枝晶
    5.7.5凝固參數和微觀組織形態(tài)之間的關系
    5.8共晶凝固和包晶凝固
    5.8.1共晶的凝固（EutecticSolidificati0n）
    5.8.2包晶凝固（PeritecticSolidification）
    5.9鑄錠的凝固
    5.9.1鑄錠的宏觀組織
    5.9.2凝固時的體積變化以及氣孔、夾雜的形成
    5.9.3鑄錠組織的控制
    5.10偏析（Segregati0n）
    5.10.1顯微偏析
    5.10.2宏觀偏析
    5.11熔焊（FusionWelding）
    5.12特殊凝固工藝
    5.12.1快速凝固（RapidSolidificationPr0cess）
    5.12.2連續(xù)鑄造（C0ntinuousCasting）
    參考書目
    練習題
   6位錯（Disl0cati0ns）
    6.1單晶體滑移
    6.1.1滑移要素—滑移系（SlipSystem）
    6.1.2滑移帶（SlipBand）和滑移線（SlipLine）
    6.1.3施密特（Schmid）定律
    6.2位錯基本概念
    6.2.1理論切變強度（The0reticalShearStrength）的估算
    6.2.2位錯概念的引入
    6.3位錯的幾何形態(tài)
    6.3.1刃位錯（EdgeDislocati0n）
    6.3.2螺位錯（ScrewDislocati0n）
    6.3.3混合位錯（MixedDisl0cation）
    6.3.4柏氏回路及柏氏矢量（BurgersCircuitandBurgersVect0r）
    6.3.5位錯核心結構
    6.3.6位錯的觀察
    6.4在彈性介質中的位錯（DislocationinElasticMedia）
    6.4.1直位錯的應力場（ElasticFieldofaStraightDislocation）
    6.4.2位錯線的能量（EnergyofaStraightDislocation）
    6.4.3位錯受力（Forces0nDislocation）
    6.4.4映像力（ImageForce）
    6.4.5位錯線一般形狀與各向異性介質
    6.5位錯運動
    6.5.1位錯滑動（Glide）和滑移（Slip）
    6.5.2交滑移（CrossSlip）
    6.5.3位錯的滑移速度
    6.5.4位錯攀移
    6.5.5位錯運動引起的塑性變形
    6.6位錯的產生和增殖
    6.6.1位錯的起源（OriginofDislocation）
    6.6.2在應力集中處位錯的非均勻形核
    6.6.3位錯的增殖（DislocationMultiplication）
    6.7在整體中的位錯
    6.7.1位錯間的長程交互作用（InteractionBetweenDislocations）
    6.7.2位錯間的短程交互作用
    6.7.3帶割階的位錯的滑移
    6.7.4位錯塞積群（DislocationPile－upGroup）
    6.8特殊晶體結構中的位錯
    6.8.1fcc金屬
    6.8.2hcp金屬
    6.8.3bcc金屬
    6.8.4有序合金（OrderedAlloy）
    6.9位錯和溶質原子的交互作用
    6.9.1位錯和溶質原子的彈性交互作用
    6.9.2位錯與溶質原子的靜電交互作用
    6.9.3位錯與溶質原子的化學交互作用
    參考書目
    練習題
   7晶態(tài)固體的表面和界面
    （SurfacesandInterfacesinCrystallineSolids）
    7.1晶體表面
    7.1.1靜態(tài)表面原子狀態(tài)和表面結構
    7.1.2動態(tài)表面原子狀態(tài)
    7.1.3表面熱力學參數和表面能
    7.1.4晶體外形——Wulff定律
    7.1.5極低溫度（0K）的表面張力計算
    7.1.6表面吸附及分凝
    7.2晶粒界（GrainBoundary）
    7.2.1小角度晶界的位錯模型
    7.2.2小角度界面的能量
    7.2.3晶界結構的一般幾何理論
    7.2.4共格孿晶界（CoherentTwinBoundary）
    7.2.5大角度晶界的晶界能
    7.2.6晶界平衡偏析（EquilibriumSegregation）
    7.2.7晶界遷移
    7.3相界面（PhaseBoundary）
    7.4多晶體和多相材料中的平衡
    7.4.1多晶體中的平衡形貌
    7.4.2相分布
    參考書目
    練習題
   8晶體的塑性形變（PlasticDeformationofCrystals）
    8.1滑移的進一步討論
    8.1.1關于臨界分切應力
    8.1.2交滑移（CrossSlip）
    8.1.3多系滑移（Polyslip）
    8.1.4在拉伸和壓縮時晶體的轉動
    8.2起始塑性形變及流變應力
    8.3單晶體的應力－應變曲線及加工硬化
    8.3.1應力－應變曲線
    8.3.2加工硬化理論
    8.4形變孿生（DeformationTwinning）
    8.4.1孿晶幾何（GeometryofTwinFormation）
    8.4.2六方結構晶體中的孿生
    8.4.3體心立方結構晶體中的孿晶
    8.4.4面心立方結構晶體中的孿生
    8.4.5孿生的位錯機制
    8.4.6孿生的一般特點
    8.5扭折帶（KinkBand）和形變帶（DeformationBand）
    8.5.1扭折帶
    8.5.2形變帶
    8.6多晶體的塑性形變
    8.6.1多晶體形變的特點
    8.6.2形變過程的宏觀應變協調
    8.6.3形變過程的微觀應變協調與微觀組織變化
    8.6.4影響冷形變金屬和合金微觀組織結構的因素
    8.6.5形變過程宏觀組織的變化
    8.7形變織構（DeformationTexture）
    8.7.1晶體取向的描述
    8.7.2取向分布的描述
    8.7.3形變織構的類型
    8.8復相合金的塑性形變
    8.9復合材料的形變
    8.10形變后的殘余內應力
    參考書目
    練習題
   9回復和再結晶（RecoveryandRecrystallization）
    9.1回復
    9.1.1儲存能的釋放（ReleaseofStoredEnergy）
    9.1.2電阻和密度的回復（RecoveryofResistanceandDensity）
    9.1.3機械性能的回復（RecoveryofMechanicalProperties）
    9.1.4回復動力學（Rec0veryKinetics）
    9.1.5回復過程結構的變化
    9.2再結晶
    9.2.1再結晶的基本規(guī)律
    9.2.2再結晶動力學
    9.2.3再結晶和回復的關系
    9.2.4再結晶的形核
    9.2.5再結晶核心的長大
    9.2.6第二相粒子的作用
    9.2.7再結晶時的脫溶
    9.3晶粒正常長大及二次再結晶
    9.3.1晶粒正常長大
    9.3.2退火孿晶
    9.3.3晶粒的非正常長大
    9.4再結晶織構（Recrystallizati0nTexture）
    9.4.1典型金屬和合金的再結晶織構
    9.4.2晶粒長大時織構的發(fā)展
    9.4.3再結晶織構理論
    9.5熱加工過程的回復和再結晶
    9.5.1動態(tài)回復
    9.5.2動態(tài)再結晶
    參考書目
    練習題
   10固態(tài)轉變（Transf0rmati0nsinSolids）
    10.1相變驅動力（DrivingForcesofPhaseTransformation）
    10.1.1純組元多形性相變的驅動力
    10.1.2脫溶（Precipitati0n）轉變的驅動力
    10.2相變的形核
    10.2.1形核的驅動力和核心成分
    10.2.2亞穩(wěn)平衡過渡相的形成
    10.2.3形核理論
    10.2.4界面能的作用
    10.2.5應變能的作用
    10.2.6非均勻形核
    10.2.7隨時間變化的形核速率
    10.3長大過程
    10.3.1界面過程控制的長大
    10.3.2長程擴散控制的長大
    10.3.3長大時界面的不穩(wěn)定性
    10.4相變動力學
    10.5合金脫溶
    10.5.1脫溶貫序
    10.5.2空位在脫溶過程中的作用
    10.5.3顆粒粗化—Ostwald熟化
    10.5.4時效硬化（AgeHardening）
    10.6不連續(xù)反應——在移動界面上的反應（DiscontinuousReacti0ns——
    Reacti0nsataMovingInterface）
    10.6.1在移動晶界上的反應——共析轉變
    10.6.2不連續(xù)脫溶（胞狀脫溶）（Discontinuousprecipitation）
    10.7塊型轉變（MassiveTransformation）
    10.8連續(xù)型轉變（C0ntiuousTransformations）
    10.8.1調幅分解（SpinodalDec0mp0siti0n）
    10.8.2有序－無序轉變（Ordered－disorderedTransformation）
    10.9按長大（生長）過程特征對相變（轉變）的分類
    參考書目
    練習題
   附錄 晶體學點群和空間群（Crystall0graphicP0intGr0up
    andSpaceGr0up）
    1群的概念及群的基本性質
    2點群的描述和圖示
    3點群的推導方法
    4確定（推導）物體點群的程序圖
    5空間群概念
    6點式空間群
    7非點式空間群
    8空間群的點群和一般等效位置
    9空間群的推導方法
    10空間群符號
    11國際表簡介
    參考書目
    練習題