金属固态相变特征课件.ppt

1、第一章金属固态相变特征basic features of metallic solid-state phase transformation1固态相变的特点 驱动力：新相与母相的自由能差 阻力:界面能和应变能 基本过程：成核（nucleation）长大(growing)一、相界面（phase interface）1.弹性应变能:随错配度变化 2.错配度:=a/a0.25 非共格一、相界面（phase interface）金属界面结构示意图-非共格界面半共格界面半共格界面金属界面结构示意图-半共格界面金属界面结构示意图-共格界面 phase phase3.溶质原子在晶界上的不均匀分布溶质原子分布

2、位置应变能Es溶质原子浓度%晶界晶界Why?二、位向关系（orientation relationship）1.位向关系:低指数、原子密度大、匹配较好的晶面相互平行。.orientation relationship Austenite(FCC)Martensite(Body-Centred tetragonal)111/110 /共格（半共格）必有位向关系共格（半共格）必有位向关系 没有位向关系必定非共格没有位向关系必定非共格三、惯习面 定义：固态相变时，新相往往在母相的一定晶面上开始形成，这个晶面称为惯习面。奥氏体先共析铁素体）奥氏体晶界）惯习面111 四、应变能 1.盘状最小，其次是针状

3、，球形最大。.主导作用：具体分析。五、晶体缺陷的影响 缺陷的促进作用。思考：晶体中常见的缺陷有哪些？六、原子的扩散七、过渡相的形成固态相变的形核 成核主要在母相的晶界、层错、位错等晶体缺陷处形成。是非均匀形核。一、均匀形核.形核功：G=V gv+A V 动力动力 阻力当温度低于转变温度，gv为负值。只有|V gv|A V G形核可能 临届晶胚尺寸：r*=2/(gv)形核功：G*=16 3/3(gv)22.非均匀形核 G=V gv+A V gd 动力动力 阻力3.晶体缺陷对形核的作用：）空位）位错）在位错线）补偿错配）在位错线偏聚）晶界晶界形核时晶核的形状晶界晶粒晶粒新相固态相变的长大 一、长大机制 半共格界面的迁移 非共格界面的迁移 扩散型相变与无扩散型相变）扩散型相变的特征）无扩散型相变的特征 二、新相长大速度：界面移动速度 三、新相长大速度与过冷度的关系 四、新相形成的转变速度与过冷度的关系新相形成的转变速度与过冷度的关系temperatureTransformation speed新相长大速度与过冷度的关系temperatureD,u,g