固态相变 教学课件 作者 刘宗昌第4章马氏体相变与马氏体4.9马氏体相变晶体学的表象学说及评价.ppt

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1、该学说是1953年由M.S.Wechsler等(w-L-R)和1954年J.S.Bowles等(B-M)分别独立地提出的。W-L-R学说和B-M学说，两者基本上等价，即两者的出发点和推理过程相近。4.9马氏体相变晶体学的唯象学说及评价1马氏体相变晶体学的唯象学说不以描绘原子在相变中位移的具体路径为目的，也不涉及形核及长大的机理，而是探讨初始态和终了态之间通过原子的简单位移实现晶格重构的可能性。2在研究方法上，应用矩阵数学描绘晶体结构及切变过程。计算的基本出发点是假定马氏体相变为一个不变平面应变。初始态、终了态和过程应变模型设计之后，就可以在新旧相位向关系、惯习面指数、形状变化、亚结构等晶体

2、参数之间进行推算。1．不变平面应变的概念:具有无畸变、不转动的不变平面的均匀应变。已经试验证明划痕STS线变成弯曲、断裂的曲线。因此不存在不变平面应变。不存在不变平面应变表象学学说指出：预先在表面刻画的直线SS，形成马氏体后此划痕变成了折线STT′S′，并在相界面处保持连续，不间断。并说明，在马氏体和奥氏体互相共格的惯习面上没有发生转动和畸变。在宏观范围内，惯习面是无畸变和不转动的不变平面。这是不符合实际的分析。试验证明划痕STS线变成了弯曲、断裂的曲线，因此不存在不变平面应变。2、贝茵应变模型的合理性及不足1924年Bain提出了马氏体相变得第一个模型。按照此模型，奥氏体转变为马氏体。贝

3、茵应变中，原子位移距离最小。按bain模型，惯习面应当为（111），这与事实不符；畸变太大；不能说明不变平面；不能说明浮凸和亚结构。贝茵应变模型取贝茵球的1/8,可见，贝茵应变不是不变平面应变3．不畸变平面的产生如果X、Y、Z三个主应变矢量中有一个为零，如εx=0，则可以产生一个不畸变平面。如图所示。图中，应变时X轴在a点抵住不动，即εx=0，就可以使OaA和Oa两个扇形面的形状完全相同。两个扇形面全等，这意味着整个平面上的原子排部完全相同。OaA和Oa就是新旧相之间的一个无畸变平面。产生不畸变平面无畸变面的对称位置4．简单切变这种简单切变可以是位错滑移切变，亦可以是孪生切变，使得点阵仍然

4、保持不变。因此称为点阵不变切变。马氏体相变的滑移和孪生示意图图4—48点阵不变切变简单切变形成一个不应变平面示意图简单切变示意图5.刚性转动：将此旋转了θ角的椭球体进行刚性转动刚性转动，转回到原来位置6、矩阵描述依据上述理论分析，W-L-R理论认为;形成马氏体的贝茵均匀应变B，产生形状应变F,简单切变S,刚性转动R,用一个矩阵式描述：F=RBSB-W理论认为：点阵形变B是形状应变F和辅助点阵应变C的组合，以矩阵：FC=RB上述两式的关系：F=RBC－1C-1=S7.徐祖耀对表象学的评价表象学说对Au-Cd、In-Ti系合金马氏体惯习面指数的预测获得成功，得到初步验证。但是，对低碳钢、中碳钢

5、、高碳钢的马氏体和的计算未获成功。针对Fe基马氏体，在20世纪70年代提出了非均匀切变模型，称为“近代唯象理论”。该假说较原始学说作了更多的假设，处理更复杂，但在定量计算上仍然无能为力。8.刘宗昌对表象学学说的评价表象学学说将贝茵应变B，形状应变F,简单切变S,刚性转动R,用一个矩阵式描述：F=RBS。此计算式的物理模型不正确。（1）贝茵应变B太大，达21%，这与实际不符；（2）形状应变F，用浮凸值表示，浮凸是比容变化所致，非切变所致。（3）简单切变S，不能获得真正的马氏体晶格参数，并且耗能太大。（4）刚性转动R是虚拟的，实际上不存在。物理模型的错误，必导致计算结果与实际不符，虽然在Au-

6、Cd合金中得到证实，仅仅是个案，不具普适性。