哈工大崔忠圻老师金属学与热处理课件第七章扩散选编.ppt

第七章 扩散; 定义： 物质中原子或分子通过无规运动导致宏观迁移与传质的现象。 └ 移动距离超过平均原子间距 扩散现象：柯肯达尔效应（P214）;本质： 大量原子不断克服原子之间 能垒，跃迁到邻近位置，实现宏观的物质迁移过程。 阻 力：邻近原子间势能垒 驱动力：热振动原子的能量起伏 ——与温度有关;2 扩散机制 (1) 换位扩散;3 扩散的条件;4 固态扩散的分类; 固态扩散的分类;根据扩散方向是否与浓度梯度的方向相同分类 ① 下坡扩散——沿浓度降低的方向扩散，即原子由高浓度区向低浓度区扩散。 ——不均匀固溶体均匀化过程、渗碳等。 上坡扩散——沿浓度升高的方向扩散，即原子由低浓度区向高浓度区扩散。;根据扩散中是否析出新相分类 ① 原子扩散——无新相产生。 反应扩散——扩散中有新相产生。 ;5 扩散定律;二 、 扩散第二定律（菲克第二定律） 非稳态： C（x，t） 或dC/dt≠0 右图，物质的积存速率：;—— 扩散第二定律(菲克第二定律) 适于非稳态即dC/dt≠0;扩散第二定律（菲克第二定律）表达式: ;6 影响扩散的因素;(2) 基体的组织结构 结构类型： 致密型 Q↑，D↓。 例如：Dα -Fe ≈240Dγ-Fe (912℃) ; 固溶体相类型： 间隙式置换式 —— Q 小 思考1： 渗碳应当在α-Fe中还是在γ-Fe中进行？;思考2： 冷加工金属与退火金属的扩散速率谁大？;(3) 合金元素 A、影响基体点阵中原子间结合力，进而影响原子的扩散激活能Q，影响D。 通常：若熔点或液相线↑则Q ↑，D↓ ; B、合金元素对钢中碳扩散系数的影响 ——是否形成碳化物