2材料科學(xué)與工程專業(yè)《金屬熱處理原理及工藝》課件-第二章 金屬固態(tài)(文件)
【正文】 態(tài)相變不能直接形成自由能最低的穩(wěn)定相 ， 而是經(jīng)過一系列的中間階段 ， 先形成一系列自由能較低的過渡相 （ 又稱 中間亞穩(wěn)相 ） ， 然后在條件允許時(shí)才形成自由能最低的穩(wěn)定相 ． 相變過程可以寫成： 母相 ―→ 較不穩(wěn)定過渡相 ―→ 較穩(wěn)定過渡相―→ 穩(wěn)定相 應(yīng)特別指出：溫度越低時(shí) ， 固態(tài)相變的上述特點(diǎn)越顯著 。它們對(duì)晶核的長(zhǎng)大過程也有一定的影響。 隨著溫度降低 ，過冷度增大 ， 形核率增高 ， 相變驅(qū)動(dòng)力增大 ， 但同時(shí)原子擴(kuò)散系數(shù)降低 。 返 回 下一頁 上一頁 本章首頁 金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT ? 晶界類型：界面、界棱、界隅 ? 晶界形核時(shí)的能量變化 提供的能量： 需要的形核功： 界隅形核的最容易，但界隅占的體積分?jǐn)?shù)最小， 數(shù)量最多的界面形核的貢獻(xiàn)最大。 ? 溶質(zhì)原子在位錯(cuò)上偏聚，滿足新相形核的成分起伏。 成分變化 結(jié)構(gòu)變化 —— 擴(kuò)散 —— 界面過程 γ α α/γ —— 界面附近原子調(diào)整位置， 使晶核得以長(zhǎng)大的過程。 一、長(zhǎng)大機(jī)制 返 回 下一頁 上一頁 本章首頁 金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT （ 2）臺(tái)階機(jī)制 （相界面上位錯(cuò)的滑動(dòng)） 特點(diǎn)：通過半共格界面上的界面位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，使界面作法線方向遷移，從而實(shí)現(xiàn)晶核的長(zhǎng)大。 返 回 下一頁 上一頁 本章首頁 金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 金屬固態(tài)相變的晶核長(zhǎng)大 二、長(zhǎng)大速度 有成分變化時(shí)： 0)( xxCCC Ddtdxu ????? ???? 是擴(kuò)散控制型長(zhǎng)大 ? 長(zhǎng)大速率與原子的擴(kuò)散系數(shù)、新相 /母相界面上母相一側(cè)的濃度梯度成正比， 與新相與母相間的濃度差成反比。 金屬固態(tài)相變動(dòng)力學(xué) 返 回 下一頁 上一頁 本章首頁 金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 習(xí)題一： 金屬固態(tài)相變有哪些主要特征？ 哪些因素構(gòu)成固態(tài)相變阻力？哪些構(gòu)成相變驅(qū)動(dòng)力？ 金屬固態(tài)相變主要有哪些變化？ 固態(tài)相變的過程中形核和長(zhǎng)大的方式是什么？ 固態(tài)相變的長(zhǎng)大速度受什么控制？ 返 回 下一頁 上一頁 本章首頁 金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 本章重點(diǎn)： ? 各種固態(tài)相變的歸類。 , February 12, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 :35:2503:35:25February 12, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 2023年 2月 12日星期日 3時(shí) 35分 25秒 03:35:2512 February 2023 ? 1做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 :35:2503:35Feb2312Feb23 ? 1世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無限完美。 。 , February 12, 2023 ? 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 2023年 2月 12日星期日 3時(shí) 35分 25秒 03:35:2512 February 2023 ? 1一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。 2023年 2月 12日星期日 上午 3時(shí) 35分 25秒 03:35: ? 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。 :35:2503:35Feb2312Feb23 ? 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。 2023年 2月 12日星期日 3時(shí) 35分 25秒 03:35:2512 February 2023 ? 1空山新雨后，天氣晚來秋。 :35:2503:35:25February 12, 2023 ? 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 , February 12, 2023 ? 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 。 :35:2503:35Feb2312Feb23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。 ? 固態(tài)相變驅(qū)動(dòng)力和阻力。 返 回 下一頁 上一頁 本章首頁 金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 金屬固態(tài)相變動(dòng)力學(xué) T1 等溫動(dòng)力學(xué)曲線 轉(zhuǎn)變體積分?jǐn)?shù)x t 0 T1 T2 T3 T2 T3 100% 在一定過冷度下的等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)可用阿弗拉密方程描述： )exp(1 nbtX ?? 減少，隨時(shí)間當(dāng) t?N3 ≤ n ≤ 4 增大，隨時(shí)間當(dāng) t?n ＞ 4 返 回 下一頁 上一頁 本章首頁 金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 等溫轉(zhuǎn)變曲線： 將不同溫度下的 S曲線整理在時(shí)間 溫度曲線上 ， 可以得到相變的綜合動(dòng)力學(xué)曲線 ， 即等溫轉(zhuǎn)變曲線 。 )exp()(0 kT gTGku ????? ? ????界面遷移速率與兩相的自由能差成正比，隨溫度降低，兩相的自由能差增大，新相長(zhǎng)大速率增加； 返 回 下一頁
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