固態(tài)相變基礎(chǔ)-(參考版)
2025-07-25 14:57本頁面
【正文】 北京：冶金工業(yè)出版社， 1988 [7] 戚正風(fēng)：固態(tài)金屬中擴(kuò)散與相變。西安：西北工業(yè)出版社， 1993 [6] 波特 D A，伊斯特林 K E著，李長海，余永寧譯。北京：科學(xué)出版社， 2022 [5] 胡光立，謝希文。北京：冶金工業(yè)出版社， 2022 [4] 徐洲，趙連城主編。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1987 [3] 劉宗昌等編著。北京， 1998 [2] 戚正風(fēng)主編。 主要參考文獻(xiàn) [1] 馮端等著。 復(fù)習(xí)思考題 1. 概念：固態(tài)相變及分類， 擴(kuò)散型相變，非擴(kuò)散型相變，均勻形核， TTT曲線，吉布斯 湯姆斯效應(yīng)， Ostwald熟化 ，瑞利失穩(wěn) 2. 固態(tài)相變與液 固相變有何異同點(diǎn)？ 3. 固態(tài)相變的阻力有哪些？怎樣影響相變？ 4. 為何新相形成時往往呈薄片狀或針狀？ 如果新相呈球狀，新、母相之間是否存在位向關(guān)系？ 5. 晶體缺陷對固態(tài)相變形核有何影響？ 6. 試推導(dǎo) 固態(tài)相變均勻形核 時臨界形核半徑、臨界形核功和形核率的表達(dá)式。 纖維狀組織的粗化 二維奧斯瓦爾德熟化： 即細(xì)纖維附近溶質(zhì)原子向粗纖維附近擴(kuò)散，細(xì)纖維不斷減小，粗纖維不斷變粗。 一、彌散沉淀相的粗化 奧斯瓦爾德 (Ostwald)熟化 相界面為曲面時，靠近相界面的母相中溶質(zhì)原子的平衡濃度與曲面的曲率半徑有關(guān)，吉布斯 湯姆斯 (GibbsThomson)定律 ： 第六節(jié) 組織粗化 ? ? K TrVcrc B??? 2)(ln ????????c?(r) c?(∞) ? Vβ： ?相的摩爾體積 r1 r2 B Cα(r1) α β Cα(r2) β 球形析出相長大： 大顆粒長大 小顆粒變小直至消失 二、片狀和纖維狀組織的粗化 片狀組織存在缺陷，成為片狀組織粗化的發(fā)源地 如 ?相片終止處，吉布斯 湯姆斯效應(yīng) B原子流動，中斷的片層縮短，附近的兩個 ?片加厚 片狀組織球化： 片狀 P由滲碳體片和 F片組成 滲碳體片中亞晶界處形成微觀的溝槽，曲率半徑小于平面，因此其周圍將富集碳原子，從而在鐵素體內(nèi)產(chǎn)生碳的擴(kuò)散。 解釋： 過冷度與形核率、長大速度的關(guān)系： 過冷度?。?轉(zhuǎn)變的驅(qū)動力很小，形核和長 大速度都很慢，轉(zhuǎn)變需要很長時間 過冷度大： 原子擴(kuò)散速度慢，限制了轉(zhuǎn)變 速度 第五節(jié) 綜合轉(zhuǎn)變動力學(xué) TTT圖 轉(zhuǎn)變后期，新相的總量將逐步趨于平衡。 等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖： TTT圖 (曲線 ) TemperatureTimeTransformation Curve 等溫轉(zhuǎn)變過程中轉(zhuǎn)變分?jǐn)?shù) f與時間 t、溫度 T的函數(shù)關(guān)系的圖示 轉(zhuǎn)變分?jǐn)?shù) f( t, T )：新相的體積分?jǐn)?shù)，轉(zhuǎn)變開始時 f為 0，轉(zhuǎn)變終了時 f為 1， 擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變典型特征： TTT曲線 C型 孕育期： 隨著轉(zhuǎn)變溫度由高到低，孕育期先縮短，轉(zhuǎn)變加速；隨后孕育期又延長，轉(zhuǎn)變減慢。 溫度和成分對長大速度的影響 擴(kuò)散控制型長大： 片狀 (或針狀 ?)新相厚度保持不變， 徑向？ 生長 生長前沿只占界面的一小部分 隨新相前伸，生長前沿不斷進(jìn)入新的母相區(qū)域 在穩(wěn)定情況下包圍生長前沿的溶質(zhì)原子貧化區(qū)，不因新相長大而變大 長大速度保持恒定 (2) 界面控制型長大 新舊相界面為共格或半共格界面，界面的法向移動依靠臺階的橫向運(yùn)動 與非擴(kuò)散型相變不同，這里臺階的移動需要溶質(zhì)原子的長距離擴(kuò)散。 新相生長過程中，溶質(zhì)原子的濃度分布、原子擴(kuò)散及界面移動 界面移動速度 (即新相長大速度 )，取決于 界面結(jié)構(gòu) 非共格界面 ：遷移率大，移動速度受溶質(zhì)原子在母相中擴(kuò)散速度控制稱擴(kuò)散 控制型 共格或半共格界面： 遷移率很低，界面移動速度將主要受界面遷移控制，而 不是溶質(zhì)原子的擴(kuò)散，稱為界面控制型 混合控制型： 介于兩者之間，如上圖。 2. 有成分變化的擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變長大 新相與母相的成分不同時，隨新相的形核和長大，在新相附近將產(chǎn)生一個溶質(zhì)原子的富集或貧化區(qū)，從而在母相中產(chǎn)生一個濃度梯度。 單原子層厚度為 δ，界面遷移速度 kTGm?kTGV? v = ? ? exp ( ) [1exp( )] 過冷度很小時 ， ?G?很小 ?????? ???????? ?? kTGkTGv mV e xp??兩相自由能差是過冷度或溫度的函數(shù)，長大速度隨溫度降低而增大 過冷度很大時 ， ?G? ??kT， exp(?G?/kT)忽略不計，長大速度 ?????? ??? kTGv me xp??長大速度主要取決于原子的擴(kuò)散，隨溫度下降呈指數(shù)下降。 二、新相的長大速度 非擴(kuò)散型相變 ：通過點(diǎn)陣切變進(jìn)行，無需原子擴(kuò)散，新相長大速度很高 擴(kuò)散型相變： 界面遷移借助于原子擴(kuò)散，新相長大速度較低 1. 成分不變的擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變長大 ： 受界面過程控制 塊狀轉(zhuǎn)變、多形性轉(zhuǎn)變、再結(jié)晶和晶粒長大等。 強(qiáng)調(diào)：這里雖以非協(xié)同型相變來討論，臺階生長
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1