第七章固态相变 0 wc0796 112380 奥氏体化温度：7800 04 10 10 10 时间 图10-38共析钢过冷奥氏体等温转变动力学曲线
第七章 固态相变
固态相变 概念：当外界环境（温度、压力以及磁 场、应立场等)发生变化时，固体材料 中的原子（离子或分子)的聚集状态发 生相应的变化过程称为固态转变
固态相变 ◼ 概念：当外界环境（温度、压力以及磁 场、应立场等）发生变化时，固体材料 中的原子（离子或分子）的聚集状态发 生相应的变化过程称为固态转变
■固态转变包括下列三种基本变化： 1.晶体结构变化 2.化学成分的变化 3.有序程度的变化 有些则同时包括两种甚至三种变化 如，纯金属、固溶体或化合物发生同素异 构转变时只有晶体结构变化；固溶体调 幅分解过程只有化学成分变化；固溶体 的有序-无序转变只有有序程度的变化； 过饱和固溶体的脱溶沉淀及共析转变既 有化学成分的变化又有结构的变化
◼ 固态转变包括下列三种基本变化： 1.晶体结构变化 2.化学成分的变化 3.有序程度的变化 有些则同时包括两种甚至三种变化 如，纯金属、固溶体或化合物发生同素异 构转变时只有晶体结构变化；固溶体调 幅分解过程只有化学成分变化；固溶体 的有序-无序转变只有有序程度的变化； 过饱和固溶体的脱溶沉淀及共析转变既 有化学成分的变化又有结构的变化
7.1固态相变的特点 界面能增加 1相变阻力大 额外弹性应变能：比体积差 固态相变 扩散困难（新、旧相化学成分不同时)」困难 对于母相为固相时， 由于受到周围母相的 约束，新相不能自由 膨胀收缩，其应变能 较大，因此，固态相 变的阻力大得多 图10-1三种相界示意图 a)共格界面b)半共格界面c)非共格界面
7.1固态相变的特点 界面能增加 1 相变阻力大 额外弹性应变能：比体积差 固态相变 扩散困难（新、旧相化学成分不同时） 困难 对于母相为固相时， 由于受到周围母相的 约束，新相不能自由 膨胀收缩，其应变能 较大，因此，固态相 变的阻力大得多
7.1固态相变的特点 ■2.原子迁移率低 由于固态中的原子键合远比液态中牢固， 所以其扩散速度远比液态的低。 即使在熔点附近固态原子的扩散系数也仅为液态原子扩 散系数的十万分之一。 固体原子的扩散系数小，其原子迁移率就低。同时在固 态更易于过冷，亦即当冷却速度增加时，可获得更大 的实际过冷度，相变也就在很大的过冷度下发生。随 着过冷度增大，相变驱动力增大，同时由于转变温度 降低，引起扩散系数降低。当驱动力增大的效果超过 了扩散系数降低对相变的影响时，讲导致相变速度增 加。此时，由于过冷度增大，形核率高，相变后得到 的组织变细；而当过冷度大到一定程度后，扩散系数 降低的影响将会超过相变驱动力增大的效果，便会造 成扩散控制的相变速度（扩散型相变)减小
7.1固态相变的特点 ◼ 2.原子迁移率低 由于固态中的原子键合远比液态中牢固， 所以其扩散速度远比液态的低。 即使在熔点附近固态原子的扩散系数也仅为液态原子扩 散系数的十万分之一。 固体原子的扩散系数小，其原子迁移率就低。同时在固 态更易于过冷，亦即当冷却速度增加时，可获得更大 的实际过冷度，相变也就在很大的过冷度下发生。随 着过冷度增大，相变驱动力增大，同时由于转变温度 降低，引起扩散系数降低。当驱动力增大的效果超过 了扩散系数降低对相变的影响时，讲导致相变速度增 加。此时，由于过冷度增大，形核率高，相变后得到 的组织变细；而当过冷度大到一定程度后，扩散系数 降低的影响将会超过相变驱动力增大的效果，便会造 成扩散控制的相变速度（扩散型相变）减小