本书共7章。首先介绍超细晶粒钢的基本概念、分类、组织性能特点、研究现状及应用领域，高碳钢中的物相及显微组织特性；其次，采用第一性原理方法计算钢中碳化物的晶体结构及力学、电磁性能；最后，系统阐述超细晶粒高碳钢不同的制备技术与组织性能。本书通过理论计算、数值模拟与实验验证相结合，较为全面深入地论述了各种超细晶粒高碳钢制备方法的组织性能特征及优缺点，以期为超细晶粒钢铁材料在工业领域的推广应用提供相关理论依据和实际指导。 本书可作为钢铁材料领域的工程技术人员、科研院所研究人员的参考用书，也可作为高等院校材料、机械类专业师生的教学用书。

第1章 超细晶粒钢概述
1.1 超细晶粒钢的基本概念
1.2 超细晶粒钢的分类
1.2.1 铁素体/珠光体钢
1.2.2 贝氏体钢
1.2.3 针状铁素体钢
1.2.4 马氏体钢
1.2.5 贝氏体/马氏体钢
1.3 超细晶粒钢的组织性能
1.3.1 铁素体/珠光体钢组织性能
1.3.2 贝氏体钢组织性能
1.3.3 针状铁素体钢组织性能
1.3.4 马氏体钢的组织性能
1.3.5 贝氏体/马氏体钢组织性能
1.4 钢的组织细化理论与控制技术
1.4.1 钢的组织细化理论
1.4.2 钢的晶粒控制技术
1.5 超细晶粒钢的应用现状及进展
1.5.1 超细晶粒钢的应用
1.5.2 超细晶粒钢生产及应用中存在的问题
1.5.3 超细晶粒钢的研究现状及发展
参考文献
第2章 高碳钢中的物相及显微组织特性
2.1 铁-碳合金相图
2.1.1 铁-碳合金的组元与基本相
2.1.2 Fe-Fe3C相图
2.1.3 铁-碳合金的平衡结晶过程及组织
2.2 钢的分类
2.2.1 按用途分类
2.2.2 按金相组织分类
2.2.3 按化学成分分类
2.3 合金元素在高碳钢中的作用
2.3.1 Cr和Mn在高碳钢中的作用
2.3.2 Si与Al在高碳钢中的作用
2.3.3 V与Nb在高碳钢中的作用
2.3.4 稀土元素在高碳钢中的作用
2.4 高碳钢中珠光体的组织形态及转变
2.4.1 珠光体的典型形态与晶体学
2.4.2 珠光体的形成机制
2.4.3 亚（过）共析钢珠光体组织转变
2.4.4 高碳钢中渗碳体的存在形式与作用
2.5 钢中碳化物特性的理论计算与分析
2.5.1 密度泛函理论简介
2.5.2 铁碳化物晶体结构与电磁性能的理论计算
2.5.3 铁碳化物的相稳定性
2.5.4 合金元素对渗碳体结构与电磁性能的影响
2.5.5 应力对渗碳体结构与电磁性能的影响
参考文献
第3章 大冷变形及退火后超细晶粒度高碳钢的组织与性能
3.1 大冷变形过程中珠光体钢的组织演变与力学性能
3.1.1 预备组织
3.1.2 冷轧过程中珠光体的组织演化
3.1.3 冷轧过程中珠光体钢力学性能的变化及合金元素的影响
3.1.4 合金元素对冷轧过程中珠光体钢力学性能的影响
3.2 珠光体钢大冷变形及退火后（α+θ）微复相组织的形成
3.2.1 大冷变形及退火后珠光体钢（α＋θ）微复相组织的形成
3.2.2 合金元素对大冷变形及退火后珠光体钢（α＋θ）微复相组织的影响
3.2.3 大冷变形后等温退火过程中渗碳体的粗化行为
3.2.4 大冷变形及退火后Mn在铁素体与渗碳体之间的分配
3.3 合金元素对冷轧后退火过程中渗碳体颗粒粗化行为的影响
3.3.1 碳化物形成元素的影响
3.3.2 非碳化物形成元素的影响
3.4 大冷变形及退火后珠光体钢的力学性能
3.4.1 大冷变形后不同退火条件下珠光体钢的力学性能
3.4.2 合金元素对大冷变形及退火后珠光体钢力学性能的影响
3.4.3 大冷变形及退火处理条件下高碳钢的强化机制
参考文献
第4章 珠光体钢温变形后微复相组织的形成与力学性能
4.1 温变形实验与组织性能表征
4.2 温楔横轧前后的微观组织分析
4.2.1 SEM分析
4.2.2 TEM分析
4.2.3 EBSD分析
4.2.4 XRD分析
4.2.5 AFM分析
4.3 温楔横轧层片状珠光体钢的力学性能
4.3.1 工程应力-应变曲线
4.3.2 常规力学性能
4.3.3 显微硬度和纳米压痕硬度
4.3.4 微拉伸断口形貌
4.4 温变形条件下珠光体钢中渗碳体的球化行为
4.4.1 热压缩变形不均匀性分析
4.4.2 渗碳体在离异共析转变过程中的球化行为
4.4.3 渗碳体在珠光体区温变形过程中的球化行为
4.5 温变形制备超细晶粒高碳钢的数值模拟
4.5.1 温楔横轧有限元模型
4.5.2 应变场模拟结果
4.5.3 应力场模拟结果
4.5.4 应变速率模拟结果
4.5.5 温度场模拟结果
4.5.6 几何形状对比验证
4.5.7 速度场及损伤度模拟结果
4.5.8 变参数分析
参考文献
第5章 ECAP方法制备超细晶粒高碳钢的数值模拟与组织性能
5.1 等通道角挤压工艺概述
5.2 等通道角挤压有限元模型建立及模拟结果
5.2.1 等通道角挤压有限元模型建立
5.2.2 等通道角挤压有限元模型的模拟结果
5.3 等通道角挤压层片状珠光体钢的微观组织
5.3.1 等通道角挤压GCr15钢的微观组织
5.3.2 等通道角挤压T8钢的微观组织
5.3.3 等通道角挤压65Mn钢的微观组织
5.4 等通道角挤压层片状珠光体钢的力学性能
5.4.1 等通道角挤压GCr15钢的硬度
5.4.2 等通道角挤压T8钢的力学性能
5.5 等通道角挤压粒状珠光体钢的微观组织
5.5.1 等通道角挤压T8钢冷变形后的微观组织
5.5.2 等通道角挤压T8钢温变形后的微观组织
5.6 等通道角挤压粒状珠光体钢的力学性能
5.6.1 等通道角