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第1章 马氏体相变的非线性特征1

1.1 引言1

1.2 FCC-HCP马氏体相变中的非线性特征1

1.2.1 非线性阻尼和非线性模量1

1.2.2 非线性电阻3

1.3 形状记忆效应的非线性特征4

1.3.1 物理模型4

1.3.2 预应变的影响7

1.3.3 晶粒尺寸的作用8

1.3.4 单变体与训练9

1.3.5 合金设计9

1.4 FCC-FCT马氏体相变中的非线性特征12

1.4.1 非线性内耗13

1.4.2 频率对模量的影响16

1.4.3 升降温速率对模量的影响18

1.4.4 非线性热效应19

1.4.5 非线性模量的调控机制21

1.4.6 模量-温度-成分相图26

1.5 局域软模的相场验证27

1.5.1 局域软模27

1.5.2 相场模型方法28

1.5.3 局域软模的演化过程29

1.6 小结36

参考文献37

第2章 非线性马氏体相变的平均场理论39

2.1 引言39

2.2 FCC-HCP马氏体相变的Landau理论40

2.2.1 序参量的定义及描述40

2.2.2 Landau自由能41

2.2.3 FCC-HCP马氏体相变的分析与讨论41

2.3 FCC-HCP马氏体相变的层错-软膜耦合机制46

2.3.1 马氏体正相变46

2.3.2 马氏体逆相变47

2.3.3 层错-软膜耦合机制48

2.4 与FCC-HCP马氏体相变关联的反铁磁相变50

2.4.1 室温下的M-H曲线50

2.4.2 不同磁场下的M-T曲线及磁相图51

2.4.3 不同升降温速率下的M-T曲线及磁相图53

2.4.4 Landau模型55

2.5 基于FCC-FCT马氏体相变与反铁磁相变耦合的应变分析56

2.6 小结57

参考文献58

第3章 马氏体预相变的晶格动力学59

3.1 引言59

3.2 马氏体预相变的电-声机制59

3.2.1 系统的哈密顿量59

3.2.2 马氏体预相变的驱动力60

3.2.3 马氏体预相变的形核率61

3.2.4 马氏体预相变的非线形特征62

3.2.5 计算结果与讨论63

3.3 马氏体预相变的磁-声机制65

3.3.1 系统的哈密顿量65

3.3.2 预相变的比热容68

3.3.3 预相变的声子阻尼效应69

3.3.4 预相变过程中的磁化率71

3.4 ω相变的电-声机制74

3.4.1 ω相变74

3.4.2 系统的哈密顿量74

3.4.3 ω相变的驱动力76

3.4.4 ω相变的形核率77

3.4.5 电荷密度波78

3.4.6 ω相变的非线性特征79

5.3.1 层错能的计算122

5.3.2 温度对层错能的影响规律126

5.4 Fe基合金过渡相的热力学稳定性132

5.4.1 长周期结构的热力学计算模型133

5.4.2 热力学计算结果与分析136

5.5 FCC-FCT马氏体相变热力学137

5.5.1 热力学计算方法137

5.5.2 计算结果与分析139

5.6 马氏体相变热滞的理论计算143

5.6.1 相变热滞的计算模型143

5.6.2 Fe-Mn-Si合金热滞的估算结果146

5.7 小结147

参考文献148

第6章 马氏体相变形态学的相场模拟151

6.1 引言151

6.2 晶粒尺寸对马氏体形态学的影响规律152

6.2.1 单晶中马氏体相变的尺寸效应152

6.2.2 多晶中马氏体相变的尺寸效应154

6.2.3 马氏体单变体的尺寸效应156

6.2.4 晶粒尺寸影响马氏体形态学的内在机理158

6.2.5 应力状态对相变的影响160

6.2.6 应变矩阵的类型对马氏体形态的影响163

6.3 连续应力对马氏体形态学的影响规律164

6.3.1 连续拉应力的影响164

6.3.2 连续压应力的影响173

6.4 循环应力下的马氏体形态学183

6.4.1 循环拉应力183

6.4.2 循环压应力186

6.5 应变诱发马氏体相变190

6.5.1 初始组织190

6.5.2 正应变诱发马氏体相变191

6.5.3 切应变诱发马氏体相变192

6.5.4 应变诱发马氏体相变的微观机制193

6.6 小结195

参考文献196

第7章 马氏体相界面科学与工程199

7.1 引言199

7.2 马氏体相界面热力学199

7.2.1 Fe-Mn-Si合金的共格界面能199

7.2.2 含N的Fe-Mn-Si基合金的共格界面能207

7.3 马氏体相界面的电子结构212

7.3.1 马氏体孪晶界面的电子结构212

7.3.2 过渡金属掺杂对马氏体孪晶界面电子结构的影响215

7.3.3 稀土元素掺杂对马氏体孪晶界面电子结构的影响220

7.4 马氏体相界面应力223

7.4.1 初始组织状态223

7.4.2 二维界面应力分析224

7.4.3 切变模量的影响226

7.5 马氏体相界面动力学227

7.5.1 马氏体长大的二维界面运动方程227

7.5.2 方程的求解229

7.6 马氏体相变的界面吸引子模型234

7.6.1 界面运动方程235

7.6.2 相平面分析235

7.6.3 界面运动方程的解236

7.7 马氏体界面的耗散结构模型240

7.7.1 构成耗散结构的条件240

7.7.2 运动相界面的结构模型241

7.8 小结242

参考文献244

第8章 FCC-FCT马氏体相变的表面形貌学研究247

8.1 引言247

8.2 基于孪晶切变的FCC-FCT马氏体相变晶体学248

8.2.1 理论计算模型248

8.2.2 FCC-FCT马氏体相变晶体学解析解253

8.2.3 计算结果分析与讨论254

8.3 FCC-FCT马氏体相变的原位金相观察256

8.4 高温下FCC-FCT马氏体孪晶逆相变的原位AFM研究257

8.4.1 DMA分析FCC-FCT马氏体相变的特征温度258

8.4.2 原位XRD马氏体晶体结构分析259

8.4.3 原位AFM表面形貌观测与分析259

8.4.4 FCC-FCT马氏体逆相变的级别262

8.5 低温下FCC-FCT马氏体孪晶切变的原位AFM研究263

8.5.1 不同频率下DMA测量263

8.5.2 原位XRD晶体结构分析265

8.5.3 原位AFM表面形貌分析265

8.5.4 表面浮突角分析269

8.6 小结270

参考文献271

编后记273