东南大学材料科学基础第7章 固态相变初步.pptVIP

7.2.4 脱溶产生的亚稳相 脱溶相变的产物可能是平衡相，也可能是亚稳相 如：Al-Cu合金时效 温度不同，析出相不同。 时效：固溶+淬火＋回火 平衡析出： q 当低时效温度： GPZ、q”、 q’ －过渡相 过渡相与平衡相的区别： 脱溶（沉淀、析出）相变 结构不同 与基体的位向关系不同 界面结构不同 Al-Cu合金中的GPZ和过渡相的TEM像 脱溶（沉淀、析出）相变 Cu－Al－Ni合金中GPZ 脱溶（沉淀、析出）相变 (1)亚稳相的结构 GPZ 脱溶（沉淀、析出）相变 过渡相 脱溶（沉淀、析出）相变 (（2）形成亚稳相的热力学条件 脱溶（沉淀、析出）相变 (3)脱溶分解对合金性能的影响 脱溶（沉淀、析出）相变 7.3 共析转变 典型实例－珠光体转变 ??－?＋Fe3C 7.3.1 共析体转变的形核和长大过程 有一相(?和Fe3C) 先在晶界形核,哪相先形核取决和于母相之间的界面能。 　先形成相和母相（晶界另一侧） 之间有固定的位向关系，以致有较低 的界面能。完成珠光体形核。 　由于一相先形成，母相中浓度变 化，使后形成相形核容易。它与母相　（晶界另一侧）之间亦有固定位向 系。 第二相形核后又有利于第一相再形 核，这样反复交替， 7.3.2 共析组织的生长和形貌 两相协同生长， 形貌取决于各相生长速度 生长速度相仿－片状 一快一慢－不轨则形貌 （degenerate) 2. 退火组织－球状 共析转变 3. 片状共析组织中最小层间距和生长速度 　最小层间距　S*∝(?T)-1　　　 ∴ ?T越大，Ｓ越小 由此也可见生长速率越高，层间距越小。 层间距越小，强度越高， 共析转变 7.3.3 亚（过）共析组织中的先共析相和共析组织 1) 亚（过）共析组织中共析相形核时，先形成相与共析转变前先共析相相同，如：亚共析钢先生成?，过共析钢先生成Fe3C； 先生成相依附于先共析相上形核。 3) 先共析相的形貌与冷却速度有关，冷却速度较大是容易形成魏氏组织 魏氏组织：析出相呈现针状形貌，且沿某些特定的方向分布， 与母相有固定的位向关系 共析转变 7.3.3 亚（过）共析组织中的先共析相和共析组织 共析转变 7.4 非扩散型相变－马氏体相变 非扩散型相变 亚稳相 7.4.1基本特征(钢） 马氏体相变 （1）反应速度快 10－7s 时间内横跨奥氏体晶粒 （2）对于钢中的马氏体 反应结束后总有残余 奥氏体存在； g－M+RA （3）奥氏体转变为马氏体后，C原子过饱和在 马氏体中。 黑色和有色金属中均有马氏体相变 7.4.2马氏体晶体学的一般概念 （1）形貌 对于钢中的马氏体，含碳量不同，形貌也不同 低碳 中高碳 高碳 马氏体相变 （2）惯析面（habit plane） 形成马氏体后表面有浮凸，表明相变过程中发形变 在相变过程中，奥氏体和马氏体有一个公共的不变面 －惯析面 马氏体相变 * 惯析面所标的指数是奥氏体的晶面指数 含碳量不同，惯析面不同， 低碳钢：｛111｝ 中高碳钢：（0.6－1.4%C），｛225｝ 高碳钢：（1.4%C）, {259} 马氏体相变 K-S（Kurdjumov-Sachs）关系（在Fe-1.4%C合金中发现）： 西山（Nishiyama-Wassermann）关系 （在Fe-30%Ni合金中发现）： 马氏体相变 （3）位向关系　　马氏体与奥氏体之间有位向关系 （4）马氏体的晶体结构－体心正方（四方）， 其点阵常数随碳含量变化而变 马氏体相变 （5）Bain模型 a. 取两个奥氏体晶胞（fcc）； 马氏体相变 b. 以[110]和[1?1 0 ]为新坐标系的x、y轴，z轴方向不 变，画晶胞； c.在z轴方向压缩20％，在a和b的方向上个伸长12％， 就成为马氏体晶胞。 成功之处：能解释马氏体和奥氏体的位向关系 缺点： 不能解释相变中的不变面 马氏体相变 （6）唯象理论 为了解释不变面相变机制中引入切变，这样不变面实际上是一个表象面，而不是真正意义上的晶面 马氏体相变 (1) 相变温度和RA 相变温度　Ms、　Mf　与化学成分、外加应力有关 　残余奥氏体（RA）在Mf以下存在　　　　　　　 形核驱动力 (3)碳在铁中的固溶体 　　?-Fe　　?-Fe