最新11金属及合金的固态转变课件PPT.ppt

《最新11金属及合金的固态转变课件PPT.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、11金属及合金的固态转变固态转变对应的液态转变a.同素异形转变a.纯金属和多形性转变β→α固溶体的结晶L→αb.固溶体转变为化合物b.化合物或或二次固溶体γ→β二次固溶体结晶L→βc.固溶度间隙α→α1+α2c.溶解度间隙L→L1+L2d.单析转变α→α1+βd.偏晶转变L→L1+βe.共析转变γ→α+βe.共晶转变L→α+βf.包析转变α+β→γf.包晶转变L+α→βg.固溶度变化发生脱溶现象g.溶解度变化发生沉淀现象h.有序无序转变i.磁性转变j.调幅分解k.切变式转变（马氏体转变）1.合金相图中的各种

2、固态转变材料通常经过热处理来改变它的性能，固态转变就是热处理根据。连续型相变—原子大范围发生轻微重排的涨落，连续地长大成新相。形核长大型转变—由涨落形成新相核心，然后向周围长大。连续型相变形核长大型转变③按相变转变方式分类早期后期最终结果浓度早期后期最终结果浓度3.固态相变的一般特点●固相的弹性模量不为0，液相的近似为0；●固相各向异性，而液相各向同性；●存在各种分布很不均匀的结构缺陷。固态相变具有新的特点固相与液相的不同：(1)形核(2)新相成长方向(3)新生相的组织形态(4)过渡相ΔGV:单位体积自由能

3、差γ:单位面积相界能A:是两相界面面积ΔGεV:相变引起的单位体积应变能(1)形核设核心是半径为r的球，则形核的能量变化：临界核心半径r*为：临界核心形成功为：固态相变多了ΔGεV阻力项注意，ΔGV是负值，ΔGεV是正值形核率：a）非共格均匀形核将代入上式得Ttr:平衡相变温度固态相变驱动力比凝固小很多，且多一个应变能阻力项凝固：ΔHV=~109J/m3固体相变：ΔHV=~108J/m3指数项差~100倍！ΔGεV=106-108J/m3固态相变的非共格均匀形核率多大？注意：ΔHV是负值Fe：Ttr=166

4、7.47K，γ=0.1-2.5J/m2，ΔHV=1.16×108J/m3，n=8.44×1022个/cm3,f=1013S-1例：Fe的BCC→FCC相变忽略应变能，γ取最小值0.1J/m2考虑应变能，I会更小！不可能非共格均匀形核！Sn：Ttr=286.202K，γ=0.06J/m2，ΔHV=1.2×108J/m3，n=3.68×1022个/cm3,f=1013S-1例：Sn的Diamond→BCT相变忽略应变能，γ取0.06J/m2不可能均匀形核！锡疫非均匀形核的有利位置：点、线、面和体缺陷当过冷度小时

5、，绝大多数固态转变总是只沿表面和晶界进行，并形成形成网状组织；过冷度增大时，境内和晶界才可以同时进行，并形成比较均匀的组织。b)非均匀形核能量越高的缺陷越易于促进形核能量晶体内、外表面晶界、相界、孪晶界、亚晶界位错空位、其它点缺陷高低实验结果共格界面界面能最低共格应变能最高半共格界面界面能中等应变能中等非共格一般界面界面能最高应变能可以忽略界面能与应变能的竞争：形核时，应变能很小，更容易出现共格界面。c)核心的取向关系为降低相变阻力，新相与母相的晶体学取向相关：{hkl}∥{h’k’l’}新旧相的某一晶

6、面平行//新旧相的某一晶向相平行例如：纯铁进行多形性转变γ-Fe(fcc)→α-Fe(bcc)时,新相习惯于以针状或片状的形式沿着一定的方向躺卧在母相的特定晶面上。这种现象叫惯习现象。母相的这一特定的晶面称惯习面{110}bcc//{111}fcc两相的密排面平行<111>bcc//<110>fcc两相的密排方向平行(2)新相成长的特点取向关系和惯习现象出现后，不一定能保存下来。它们可以随母相的消失而消失；取向关系也可以因新相的再结晶（有相变产生的应变能为动力）而消除。共格成长

7、与非共格成长马氏体型或贝氏体型转变：无论形核或成长，相界面都必须保持共格性。扩散型转变：新相成长主要靠非共格界面的扩散移动，而共格界面能低，界面扩散移动困难。出现惯习现象时，新相往往呈针状或片状的形态。惯习现象出现组织-魏氏组织Si-Mn-Al合金从800oC缓慢冷却，伸张的连续脱溶颗粒，形成的魏氏组织Fe基热阻合金时效连续脱溶在晶粒中部析出的略圆片状Ni3Ti颗粒(退化的魏氏组织)，在晶界析出不规则形状碳化物和硼化物。新生相的形态是为了适应固态介质的结构和组织特点、克服相变阻力而表现出的综合效果，它既受应

8、变能和界面能的影响，也受母相结构和组织的影响。各向同性介质中竞争的主要因素为：母相不是各向同性，析出的新相往往以它引起最大应变的方向和母相低弹性模量方向平行以使总的应变能最低.a)应变能完全共格时：应变能是由共格应变引起的,当新相弹性模量不同于母相时，则应变能与形状有关:新相弹性模量大时，呈球状时应变能最小；新相弹性模量小时，呈圆片状时应变能最小。（3）新生相的组织形态非共格时：没有共格应变，仅有由于新相体积和新