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固态相变 固相相变的形核 固态相变的晶体成长 扩散型相变 无扩散型相变 固态相变的特点 1 相变阻力大 界面能增加 额外弹性应变能：比体积差 扩散困难（新、旧相化学成分不同时） 固态相变困难 2 新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系 * 新相的某一晶面和晶向分别与母相的某一晶面、晶向平行。 界面类型:共格,半共格和非共格; 降低界面能,形成共格、半共格界面 位向关系 3 惯习现象 * 新相沿特定的晶向在母相特定晶面上形成。 ?  惯习方向 （母相） 惯习面 ?  原因：沿应变能最小的方向和界面能最低的界面发展。 4 母相晶体缺陷促进相变 缺陷类型:点,线,面… 晶格畸变、自由能高，促进形核及相变。 （思考：晶粒细化对相变的影响） 5 易出现过渡相 * 固态相变阻力大，直接转变困难 协调性中间产物（过渡相） 例 ? ?＋Fe3C ?+(3Fe+C) ? M ? +Fe3C 固态相变中的形核-固相的相界面 共格界面（coherent interface) 半共格界面(semicoherent interface) 非共格界面(incoherent interface) 界面能-相变的阻力 界面能的大小主要与相界结构有关 共格界面能半共格界面能非共格界面能 错配度的大小影响相界面的结构 应变能-相变的阻力 共格应变能：由于形成共格界面时引起的弹性应变所产生的应变能 共格应变能大于非共格应变能 比体积应变能与新旧相的比体积差和弹性模量以及新相的几何尺寸有关 理解下面一段话 在过冷度较小的情况下相变,临界晶核尺寸较大,单位体积新相的界面小,界面能对相变阻力不起支配作用,可以形成非共格界面,若此时两相比体积差较大,则新相形成薄片状以降低应变能；如果比体积差较小,应变能作用不大,则新相可以形成粒状以降低界面能. 过冷度小—晶核临界半径大—非共格形核 过冷度大—晶核临界半径小-共格或半共格形核 均匀形核 形核的热力学条件：使系统的G降低 新相形核引起三方面能量的 变化： 化学自由能V ?gv 界面能： A? 应变能：V ?G s 系统自由能总的变化： ?G= -V?Gv + A?+V ?G s 根据 共格形核 非均匀形核 体系自由能的变化: ?G= -V?Gv + A?+V ?G s- ?Gd 晶界形核；晶界使形核变得容易进行，特别是大角度晶界 位错线上生核：可使位错消失，能量释放，促进形核 位错形核与晶界形核的难易程度不相上下，利用塑性变形增加晶体中的 位错密度便可减弱晶界形核的比重 空位的作用：增加了相变的驱动力 非共格形核 固态相变的晶体成长 扩散控制长大 界面控制长大 新相长大速度取决于溶质原子的扩散 在dt 时间内相界移动了dx 距离则： 温度对生长速度的影响 界面控制长大 扩散型相变-过饱和固溶体的分解 Al-Cu合金的淬火时效 合金中的调幅分解 过饱和固溶体的分解转变中的几个概念 Al-Cu合金的淬火时效 Al-Cu合金为例（1906年首先发现） 时效的脱溶过程按下列贯序进行： ?0--?1+GP区+?2+???--?3+??--?4+? 脱溶序列 GP区的模型：Cu原子在基体的{100}面上偏聚，成分为90%Cu，与基体保持共格关系,实质乃是在铝的晶体点阵中富集了铜的碟状区 调幅分解 调幅分解：通过扩散偏聚机制而不是生核长大方式，由一种固溶体分解成结构与母相相同而成分不同的两种固溶体。 特点：不需要激活能，一旦开始分解，系统的自由能便下降，分解自发地进行到底的固溶体分解，无须形核过程 调幅分解的条件：成分在拐点内和相变驱动力大于界面能和应变能 调幅分解与生核长大过程的比较 调幅分解是按扩散-偏聚机制进行的，是由扩散控制的相变 调幅分解为上坡扩散，生核方式为下坡扩散 调幅组织：富溶质区与贫溶质区交替呈周期性分布，弥散度大，具有较高的屈服强度。 固态相变中几个重要概念的修改 奥氏体：钢中的奥氏体是碳及各种化学元素溶入?-Fe中形成的固溶体。 珠光体：钢共析分解的铁素体和碳化物的有机结合体,是整合组织,不是机械混合物. 马氏体:原子经无需扩散切变位移的不变平面应变的晶格改组过程,得到的具有严格晶体学关系和惯习面的,形成相中伴生极高密度位错、层错或精细孪晶等晶体缺陷的整合组织。 无扩散相变 无扩散相变的例子 马氏体相变特点 什么是马氏体？什么是钢中的马氏体？ 如何得到钢中马氏体