文档介绍：第一章固态相变概论
固态相变的主要类型
.1 平衡转变
同素异晶转变
纯金属在一定的温度和压力下,由一种结构转变为另一种结构的现象称为同素异晶转变。
若在固溶体中发生这种结构的转变,则称为多形性转变。如钢在冷却时由奥氏体中析出先共析铁素体的过程。
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(2) 平衡脱溶转变
高温过饱和固溶体缓慢冷却过程中析出第二相的过程
特点:
(a) 新相的成分和结构始终与母相的不同;
(b)母相不会消失。
钢在冷却时,由奥氏体析出二次渗碳体的过程
图1-1 可发生脱溶转变的合金
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(3)共析转变
合金冷却时,由一个固相同时析出两个不同固相的过程称为共析转变
钢中的珠光体相变
(4)增幅分解
由一种高温固溶体,冷至某一温度范围,分解为两种与原固溶体结构相同,而成分不同的微区的转变称为增幅分解
α→α1 + α2
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(5) 有序化转变
固溶体中,各组元的相对位置从无序过渡到有序的过程,称为有序化转变。
Cu-Zn、Au-Cu等合金中均可发生这种转变
特点:
(a) 新形成的微区之间无明显的界面和成分的突变;
(b) 通过上坡扩散,最终使均匀固溶体变为不均匀固溶体。
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不平衡转变
伪共析转变
接近共析点成分的合金,过冷到共析点以下发生共析转变的过程
铁素体和渗碳体的相对量随奥氏体的含碳量而变,故称为伪共析体
图1-2 Fe-Fe3C相图的伪共析区
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(2) 马氏体相变
钢在快冷时,若能避免其发生扩散型转变,则将无需原子的扩散,以一种切变共格的方式实现点阵的改组,而转变为马氏体
(3) 块状转变
在一定的冷速下奥氏体转变为与母相成分相同而形貌呈块状的α相的过程
通过原子的短程扩散使非共格相界面在母相中推移
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(4) 贝氏体相变
在珠光体转变与马氏体转变温度范围之间(中温),铁原子不能扩散,碳原子可以扩散
过冷奥氏体转变为由铁素体和渗碳体组成的非层片状组织—贝氏体
(5) 不平衡脱溶转变
在等温条件下,由过饱和固溶体中析出第二相的过程
析出相为非平衡亚稳相
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金属固态相变的三种基本变化:
(1)结构;(2)成分;(3)有序程度
只有结构的变化:多形性转变,马氏体相变
只有成分的变化:调幅分解
既有结构又有成分上的变化:共析转变,脱溶沉淀
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固态相变的一般特征
固态相变的驱动力也为新相与母相的自由能差,与结晶过程相比,固态相变有其自身特点
相界面
按结构特点可分为:共格界面、半共格界面、非共格界面
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(1)共格界面
两相界面上的原子排列完全匹配,即界面上的原子为两相所共有
特点:界面能很小,弹性应变能大
错配度δ= ∆a/a 越大,弹性应变能越大
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