固态相变重点内容.pptVIP

* 不同结构的两相，经过包析转变成另一相，如Al-Ag合金中γ+α → β，转变一般不能进行到底，组织中有α相残余 包析转变 一相经过共析分解成结构不同的两相，如Fe-C合金中γ → α+Fe3C，共析组织呈片层状 共析转变 过饱和固溶体的脱溶分解，析出亚稳或稳定的第二相，如Al-Cu合金中α → θ 脱溶转变 需要上坡扩散过程 α → α1 +α2 调幅分解 温度或压力改变时，由一种晶体结构转变为另一种晶体结构，是重新形核和生长的过程，如 α-Fe ? γ-Fe， α-Co ? β-Co 纯金属的同素异构转变 相 变 特 征 固态相变 平 衡 转 变 纯铁的结晶过程 δ-Fe→γ-Fe→α-Fe 固态下，一种元素的晶体结构随温度发生变化的现象 —— 同素异构转变 铁碳合金的基本相 铁素体 F：碳在α-Fe中的间隙固溶体 体心立方， 奥氏体 A：碳在γ-Fe中的间隙固溶体 面心立方， 渗碳体 Fe3C : Fe与C的间隙化合物 复杂斜方晶格，硬而脆，几乎无塑性， 高温铁素体 δ：碳在δ-Fe中的间隙固溶体 体心立方 兼具有马氏体转变及扩散型转变的特点，产物成分改变，钢中贝氏体转变通常认为借铁原子的共格切变和碳原子的扩散进行 贝氏体转变 转变的产物中铁素体和渗碳体的比例随着奥氏体的成分而变化 伪共析转变 金属或合金发生晶体结构改变时，新旧相的成分不变，相变具有形核和长大特点，只进行少量扩散，其生长速度很快，借非共格界面的迁移而生成不规则的块状结晶产物，如纯铁、低碳钢、Cu-Al合金、Cu-Ga合金等有这种转变 块状转变 合金元素原子从无规则排列到有规则排列，但结构不发生变化 有序化转变 相变时，新旧两相成分不发生变化，原子只作有规则的切变而不进行扩散，新旧相之间保持严格的位向关系，并呈共格，有浮凸效应 马氏体转变 非平 衡 转 变 1．扩散型相变 在这类相变过程中，新相的形核和长大主要依靠原子进行长距离的扩散，或者说，相变是依靠相界面的扩散移动而进行的。因而扩散便成了这类相变中起控制作用的因素之一。如纯金属的同素异构转变、固溶体中的多形性转变、脱溶转变、共析转变、包析转变、等都属于这一类。相界面是非共格的。 动力学分类 2．非扩散型相变 在这类相变过程中，新相的成长不是通过扩散，而是通过类似塑性变形过程中的滑移和孪生那样，产生切变和转动而进行的，因此，也称非扩散型相变为切变型相变。在相变过程中，旧相中的原子有规则地协调一致地循序转移到新相中。相界面是共格的，转变前后各原子间的相邻关系不发生变化，化学成分也不发生变化。钢中的马氏体是最早被发现的这类转变的产物，所以这类转变以后便通称为马氏体转变。在低温进行的纯金属(如锆、钛、锂、钴)同素异构转变也属于此类转变。 3．半扩散型相变 这类相变是介于扩散型相变和非扩散型相变之间的一种过渡型相变。钢中的贝氏体转变就属于这种类型的转变，铁素体晶格改组是按照切变机构进行的，同时在相变过程中还伴随有碳原子的扩散。块状转变也属于这一类转变。 固态相变时，界面为相界面。如果界面上两相原子排列匹配得越好，界面的能力就会越低。特别是在形核阶段最易出现匹配关系很好的界面。根本原因就是有利于相变阻力的降低。 相界面 1．共格相界 所谓“共格”是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相的晶格是彼此衔接的，界面上的原子为两者共有。但是理想的完全共格界面，只有在孪晶界，且孪晶界即为孪晶面时才可能存在。 ? ? 共格相界 ? ? D a? a? 半共格相界 ? ? 非共格相界 2．半共格相界 若两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大，则在相界面上不可能做到完全的一一对应，于是在界面上将产生一些位错，以降低界面的弹性应变能，这时界面上两相原子部分地保持匹配，这样的界面称为半共格界面或部分共格界面。 3．非共格相界 当两相在相界面处的原子排列相差很大时，只能形成非共格界面。 三、新相晶核界与母相之间存在一定的晶体学位向关系 固态相变时，为了减小新相和母相间的界面能，两种晶体之间往往存在一定的位向关系。它们通常以低指数原子密度大而又匹配较好的晶面彼此平行而构成取向关系的界面 实验证明，新生相α的某一晶面{hkl}和晶向uvw分别与母相γ的某一晶面{hkl}和晶向uvw相互平行，即{hkl}α//{hkl}γ， uvwα//uvwγ。 当两相界面为共格或半共格时，新旧相之间必然有一定的位向