金属固态相变特征课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章金属固态相变特征,basic features of metallic solid-state phase transformation,第一章金属固态相变特征basic features,1,1,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),1固态相变的特点驱动力：新相与母相的自由能差,2,一、相界面（phase interface）,1.弹性应变能:随错配度变化,2.错配度:,=,a/a,0.25,非共格,一、相界面（phase interface）1.弹性应变,3,一、相界面（phase interface）,金属界面结构示意图-非共格界面,一、相界面（phase interface）金属界面结构,4,半共格界面,金属界面结构示意图-半共格界面,半共格界面金属界面结构示意图-半共格界面,5,金属界面结构示意图-共格界面,phase,phase,金属界面结构示意图-共格界面 phase ph,6,3.溶质原子在晶界上的不均匀分布,溶质原子分布位置,应变能Es,溶质原子浓度%,晶界,Why?,3.溶质原子在晶界上的不均匀分布溶质原子分布位置应变能Es晶,7,二、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,没有位向关系必定非共格,二、位向关系（orientation relationshi,8,三、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,111,三、惯习面定义：固态相变时，新相往往在母相的一定晶面上开,9,四、应变能,1.盘状最小，其次是针状，球形最大。,.主导作用：具体分析。,四、应变能1.盘状最小，其次是针状，球形最大。,10,五、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？,五、晶体缺陷的影响缺陷的促进作用。,11,六、原子的扩散七、过渡相的形成,六、原子的扩散七、过渡相的形成,12,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 g,v,+A,V,动力,阻力,当温度低于转变温度，,g,v,为负值。,只有,|,V g,v,|,A,V,G,形核可能,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,13,临届晶胚尺寸：r*=2/(g,v,),形核功：,G*=16,3,/3,(g,v,),2,2.非均匀形核,G=,V g,v,+A,V,g,d,动力,阻力,3.晶体缺陷对形核的作用：,）空位,临届晶胚尺寸：r*=2/(gv),14,）位错,）在位错线,）补偿错配,）在位错线偏聚,）晶界,）位错,15,晶界形核时晶核的形状,晶界,晶粒,晶粒,新相,晶界形核时晶核的形状晶界晶粒晶粒新相,16,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,固态相变的长大一、长大机制,17,二、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,二、新相长大速度：界面移动速度,18,新相形成的转变速度与过冷度的关系,temperature,Transformation speed,新相形成的转变速度与过冷度的关系temperatureTr,19,新相长大速度与过冷度的关系,temperature,D,u,g,新相长大速度与过冷度的关系temperatureD,20,金属固态相变特征课件,21,金属固态相变特征课件,22,金属固态相变特征课件,23,金属固态相变特征课件,24,金属固态相变特征课件,25,金属固态相变特征课件,26,金属固态相变特征课件,27,