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固态相变的热力学基础 热力学在材料科学中的重要意义 热力学解决的根本问题： 判断一定条件下固态相变能否发生的可能性。 热力学在材料中的应用举例 （1）一定条件下系统中存在的平衡相及相的状 态（成分，状态等等）。 （2 ）计算相图（二元、三元相图）相图主要用 实验的方法测量、绘制。 计算相图： • 二元、三元相图可测量、画出图、多元相图无 法画图，只能计算。 • 实验相图与计算相图相互验证。 • 有些相图无法用实验方法画出，只能用计算， 如温度太高、过于昂贵。 （3 ）材料中一些物理现象的热力学分析 • 晶体中的空位、位错、层错 • 扩散 • 杂志在晶界的偏聚 • 回火马氏体较脆等等 爱因斯坦对热力学理论的评论 一种理论的前提越简单，它涉及的事物的 种类越多，它的应用范围越广，它给人们的印 象也就越深刻。因此，经典热力学给我的印象 非常深刻。我确信，这是在它的基本概念可以 应用的范围内绝不会被推翻的唯一具有普遍内 容的物理理论。 放之四海而皆准 相的概念 相-指的是系统中具有相同的聚集状态和 晶体结构，均匀或连续变化的成分，一 致的性能，并有界面和其他部分分开的 均匀组成部分。 发生固态相变时发生的变化 发生相变时，固体从一个固相转变到另一个 固相，其中至少伴随着下述三种变化之一： （1）晶体结构的变化 金属的同素异构转变，Fe →Fe ， fcc bcc 钢的奥氏体冷却转变γ →α 。 fcc bcc （2 ）化学成分发生 T 调幅分解 不连续变化 d 2 G α 0 dX 2 单相固溶体的调 形 调 形 核 幅 核 幅分解 T 长 分 长 1 大 大 解 α + α α→α1+α2 1 2 d 2 G 0 结构相同，成分 G dX 2 不同。 P T