第九章-固态相变优秀PPT.ppt
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1、第一节概述一固态相变的特点界面能增加1相变阻力大额外弹性应变能:比体积差固态相变扩散困难(新、旧相化学成分不同时)困难 第九章固态相变第一节概述1第一节概述一固态相变的特点2新相晶核与母相之间存在确定的晶体学位向关系*新相的某一晶面和晶向分别与母相的某一晶面、晶向平行。共格界面类型半共格降低界面能,形成共格、半共格界面位向关系非共格第九章固态相变第一节概述2第一节 概 述一固态相变的特点3惯习现象*新相沿特定的晶向在母相特定晶面上形成。惯习方向(母相)惯习面缘由:沿应变能最小的方向和界面能最低的界面发展。第九章固态相变第一节概述3第一节 概 述一固态相变的特点4母相晶体缺陷促进相变点缺陷类型线
2、晶格畸变、自由能高,促进形核及相变。面(思索:晶粒细化对相变的影响)第九章固态相变第一节概述4第一节 概 述一固态相变的特点5易出现过渡相*固态相变阻力大,干脆转变困难协调性中间产物(过渡相)Fe3C+(3Fe+C)例M+Fe3C第九章固态相变第一节概述5第一节 概 述二固态相变的分类1按相变过程中原子迁移状况(1)扩散型:依靠原子的长距离扩散;相界面非共格。(如珠光体、奥氏体转变,Fe,C都可扩散。)(2)非扩散型:旧相原子有规则地、协调一样地通过切变转移到新相中;相界面共格、原子间的相邻关系不变;化学成分不变。(如马氏体转变,Fe,C都不扩散。)(3)半扩散型:既有切变,又有扩散。(如贝氏
3、体转变,Fe切变,C扩散。)第九章固态相变第一节概述6第一节 概 述二固态相变的分类2按相变方式分类(1)有核相变:有形核阶段,新相核心可匀整形成,也可择优形成。大多数固态相变属于此类。(2)无核相变:无形核阶段,以成分起伏作为开端,新旧相间无明显界面,如调幅分解。第九章固态相变第一节概述7第一节 概 述二固态相变的分类3按热力学函数变更分类(1)一级相变:相变时两相的化学位相等,而化学位对温度及压力的一阶偏微分(S,V)不等的相变。伴随潜热的释放和体积的变更。如蒸发、升华、熔化以及大多数固态晶型转变属于此类。(2)二级相变:相变时两相的化学位相等,化学位的一阶偏微分也相等,但二阶偏微分不相等
4、的相变。没有相变潜热和体积变更,有比容、压缩系数、膨胀系数变更,如磁性转变、有序无序转变、超导转变等属于此类。第九章固态相变第一节概述8第一节 概 述三常见固态相变类型相变名称相变特征同素异构转变同一种元素通过形核与长大发生晶体结构的变更多型性转变合金中晶体结构的变更脱溶转变过饱和固溶体脱溶分解出亚稳定或稳定的其次相共析转变一个固相转变为两个结构不同的固相包析转变两个不同结构的固相转变为一个新的固相,组织中一般有某相残余马氏体转变新旧相之间成分不变、切变进行、有严格位向关系、有浮凸效应贝氏体转变兼具马氏体和扩散转变的特点,借助铁的切变和碳的扩散进行调幅分解非形核转变,固溶体分解成结构相同但成分
5、不同的两相有序化转变合金元素原子从无规则排列到有规则排列,担结构不变。第九章固态相变第一节概述9其次节 固态相变的形核与长大 一匀整形核(能量条件)1形核时的能量变更相变驱动力(1)化学自由能(体积自由能,Gv)GvT曲线随成分变更第九章固态相变其次节形核长大10其次节 固态相变的形核与长大 一匀整形核(能量条件)1形核时的能量变更相变阻力(2)界面能(,S)取决于界面结构T越大,晶核越小,S大共格/半共格(与过冷度有关)T越小,晶核越大,S小非共格第九章固态相变其次节形核长大11其次节 固态相变的形核与长大 一匀整形核(能量条件)1形核时的能量变更(3)应变能(,V)相变阻力共格应变能:共格
6、大,半共格小,非共格0分类比体积差球状最大体积应变能新相几何形态片状最小针状居中第九章固态相变其次节形核长大12其次节 固态相变的形核与长大 一匀整形核(能量条件)2形核的能量条件GVGv+S+V0rK=2/(Gv-)GK=16/3(Gv-)2第九章固态相变其次节形核长大13其次节 固态相变的形核与长大 二非匀整形核(能量条件)固态相变匀整形核的可能性很小,非匀整形核(依靠晶体缺陷)是主要的形核方式。第九章固态相变其次节形核长大14其次节 固态相变的形核与长大 二非匀整形核(能量条件)1不同晶体缺陷对形核的作用能量高,降低GK(1)晶界形核结构混乱,降低易扩散、偏析,利于扩散相变新相/母相形成
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