【正文】 脫熔相應(yīng)為平衡相。溫度高時發(fā)生平衡脫溶，析出平衡的第二相；如溫度較低，可能先形成亞穩(wěn)的過渡相；如快速冷卻至室溫或低溫 (稱為淬火或稱固溶處理 )，還可能保持原先的過飽和固溶體而不分解，但這種亞穩(wěn)態(tài)很不穩(wěn)定，在一定條件下會發(fā)生脫溶析出過程（沉淀或時效），生成亞穩(wěn)的過渡相。 許多熱處理過程都與過飽和固溶體的脫熔有關(guān) ， 奧氏體析出鐵素體的先共析轉(zhuǎn)變 、 鐵素體中析出滲碳體 、 淬火后的時效處理 、 回火處理都是典型的脫熔轉(zhuǎn)變 。 22 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 TTT 曲線 第四節(jié) 擴散型相變示例 一 脫熔轉(zhuǎn)變 脫熔轉(zhuǎn)變概念： 當(dāng)固溶體因溫度變化等而呈過飽和狀態(tài)時，將自發(fā)地發(fā)生分解過程，其所含的過飽和溶質(zhì)原子通過擴散而形成新相析出，此過程稱為脫溶。 第三節(jié) 固態(tài)相變的晶核長大 1 晶核生長機制 （ 1） 非共格界面 18 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 界面為原子不規(guī) 則排列的過渡薄 層：原子直接遷移 界面為臺階狀：原子遷移至新相臺階端部 第三節(jié) 固態(tài)相變的晶核長大 1 晶核生長機制 19 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 切變長大 （ 2）半共格界面 臺階式長大（位錯滑移） 第三節(jié) 固態(tài)相變的晶核長大 2 晶核生長速率 （ 1） 界面控制長大 新相生成時無成分變化 (只有結(jié)構(gòu) 、 有序度變化 ） 短程輸送 u=??exp(Q/kT)[1exp(△ Gv/kT)] 20 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 晶核長大速率是擴散系數(shù) D和相變驅(qū)動力 △ Gv的綜合影響 。 16 2h 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 第三節(jié) 固態(tài)相變的晶核長大 17 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 對擴散型相變來說，新相長大分為 界面控制 和 擴散控制 的兩種過程。 第二節(jié) 固態(tài)相變的形核 二 非均勻形核 表面能高 ， 降低 △ G* （ 1） 晶界形核 新相在母相表面部分界面重建 ， 降低 界面能 13 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 結(jié)構(gòu)混亂，易擴散，利于擴散相變 第二節(jié) 固態(tài)相變的形核 二 非均勻形核 新相生成處位錯消失 ， 能量釋放 ， 提 高驅(qū)動力 （ 2） 位錯形核 新相生成處位錯不消失 ， 可作為半共 格界面的形成部分 易于發(fā)生偏聚 （ 氣團 ） ， 有利于成分 起伏 ， 易于擴散 ， 有利于發(fā)生擴散型 相變 14 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 第二節(jié) 固態(tài)相變的形核 二 非均勻形核 促進(jìn)擴散 新相生成處空位消失 ， 提供能量 （ 3） 空位形核 空位群可凝結(jié)成位錯促進(jìn)形核 （ 在過飽和固溶體的脫溶析出過程 中 ， 空位作用更明顯 。 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 第一節(jié) 概 述 一 均勻形核 相變阻力大：界面能增加 額外彈性應(yīng)變能：比體積差 擴散困難 （ 新 、 舊相化學(xué)成分不同時 ） 固態(tài)相變困難 固態(tài)相變均勻形核的可能性很小 ， 非均勻形核 （ 依靠晶體缺陷 ） 是主要的形核方式 。 9 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 第二節(jié) 固態(tài)相變的形核 一 均勻形核 1 形核的能量條件 △ G＝ n△ Gv+ηn2/3?+ nEs 臨界晶核形核功： △ G*=4 /27 [η3?3 /(△ Gv+Es)2] 10 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 第二節(jié) 固態(tài)相變的形核 一 均勻形核 1 形核時的能量變化 （ 1） 相變驅(qū)動力 :體積自由能 △ Gv （ 2） 相變阻力 :界面能 ?,應(yīng)變能 Es 11 具有低表面能和高應(yīng)變能的共格 /半共格晶核：為了降低應(yīng)變能 ， 新相傾向于呈 盤狀和片狀 ； 具有高表面能和低應(yīng)變能的 非共格晶核 ： 為了降低表面能 ， 新相傾向于 呈球狀 。 大多數(shù)固態(tài)相變屬于此類 。 （ 如貝氏體轉(zhuǎn)變 ， Fe切變 ， C擴散 。 （ 如馬氏體轉(zhuǎn)變 ， Fe,C都不擴散 。 （ 如珠光體 、 奧氏體轉(zhuǎn)變 ， Fe,C都可擴散 。 慣習(xí)方向 （ 母相 ） 慣習(xí)面 原因：沿應(yīng)變能最小的方向和界面能最低的界面發(fā)展 。 ， 110γ// 111α180。 一般是新舊兩相原子密度最大的晶面互相平行 ， 原子密度最大的晶向互相平行 。 第一節(jié) 概 述 一 固態(tài)相變的特點 2 位向關(guān)系 當(dāng)兩相界面為共格或半共格時 ， 新相晶核與母相之間存在一定的晶體學(xué)位向關(guān)系 。 單位體積應(yīng)變能的大小還與新相的幾何形狀有關(guān) 。 體積應(yīng)變能：由于新相與母相的比容不同，固態(tài)相變時新相的生成必然受到周圍母相的約束而產(chǎn)生彈性應(yīng)變而增加的應(yīng)變能。 第一節(jié) 概 述 一 固態(tài)相變的特點 界面能 固 固兩相界面能遠(yuǎn)比液 固兩相界面能高： 一部分是形成新相界面時，因同類鍵、異類鍵的結(jié)合強度和數(shù)量變化引起的化學(xué)能； 另一部分是由界面原子的不匹配產(chǎn)生的點陣畸變能． 界面能依共格界面、半共格界面和非共格界面的順序而遞增． 3 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 第一節(jié) 概 述 一 固態(tài)相變的特點 應(yīng)變能 :包括共格應(yīng)變能和體積應(yīng)變能。第八章 固態(tài)相變 1 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 一 固態(tài)相變的特點 1 界面類型 :錯配度 δ=（ αβαα） /αβ 完全共格界面： δ =0， 應(yīng)變能和界面能接近于零； 彈性應(yīng)變共格界面： δ ， 界面能 J/m2， 應(yīng)變能增加； 半共格界面： δ ， 界面能 J/m2， 應(yīng)變能降低； 非共格界面： δ ， 界面能 J/m2， 應(yīng)變能進(jìn)一步降低 。 2 第九章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 界面能依共格界面、半共格界面和非共格界面的順序而遞增． 應(yīng)變能恰恰相反。 共格應(yīng)變能：共格界面新舊兩相點陣常數(shù)差異引起的應(yīng)變能。 新相與母相的比容差別越大，則體積應(yīng)變能越大。 4 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 球狀應(yīng)變能最大，針狀次之，片狀（盤狀）應(yīng)變能最小。 新相的某一晶面和晶向分別與母相的某一晶面 、 晶向平行 。 如：鋼由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檎今R氏體 : {111}γ//{110}α180。 5 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 第一節(jié) 概 述 一 固態(tài)相變的特點 3 慣習(xí)現(xiàn)象 * 新相沿 特定的晶向 在母相 特定晶面 上形成 。 6 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 第一節(jié) 概 述 一 固態(tài)相變的特點 3 慣習(xí)現(xiàn)象 7 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 魏氏組織（白色片狀） 第一節(jié) 概 述 二 固態(tài)相變的分類 1 按相變過程中原子遷移情況 （ 1） 擴 散 型：依靠原子的長距離擴散；相界面非共格 。 ） （ 2） 非擴散型：舊相原子有規(guī)則地 、 協(xié)調(diào)一致地通過 切變轉(zhuǎn)移到新相中；相界面共格 、 原子間的相鄰 關(guān)系不變；化學(xué)成分不變 。 ） （ 3） 半擴散型：既有切變 ， 又有擴散 。 ） 8 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 第一節(jié) 概 述 二 固態(tài)相變的分類 2 按相變方式分類 （ 1） 有核相變：有形核階段 ， 新相核心可均勻形成 ， 也可擇優(yōu)形成 。 （ 2） 無核相變：無形核階段 ， 以成分起伏作為開端 ， 新舊相間無明顯界面 ， 如調(diào)幅分解 。 若相變后應(yīng)變能顯著增加 ， 則新相趨向于呈片狀或針狀 。 12 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 點 … 缺陷類型 線 … 面 … 晶格畸變、自由能高， 促進(jìn)形核及相變。 ） 15 第八章 固態(tài)相變 第二節(jié) 形核長大 第二節(jié) 固態(tài)相變的形核 二 非均勻形核