《金屬材料工程概論（第2版）》14-1固態(tài)相變的分類課件

14.1固態(tài)相變的分類

金屬中的固態(tài)相變的種類很多，分類方法不一。按相變的平衡狀態(tài)可以分為平衡相變和非平衡相變；按熱力學(xué)分類，可分為一級(jí)相變和二級(jí)相變；按原子的遷移特征分類，可分為擴(kuò)散型相變和無擴(kuò)散型相變等。14.1.1

按平衡狀態(tài)分類分為：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變；多形性轉(zhuǎn)變；共析分解；包析轉(zhuǎn)變；平衡脫溶；調(diào)幅分解；有序化轉(zhuǎn)變。圖14－1鋼中的珠光體組織，共析分解產(chǎn)物，OM

非平衡轉(zhuǎn)變（1）偽共析轉(zhuǎn)變

定義：某些非共析成分的鋼，當(dāng)奧氏體以較快的速度冷卻時(shí)，奧氏體被過冷到ES線和GS線的兩個(gè)延長線以下時(shí)，如圖14-3所示的陰影線范圍，這時(shí)奧氏體同時(shí)滿足析出鐵素體和滲碳體的條件，將同時(shí)析出鐵素體和滲碳體，兩相共析共生，這一過程稱為偽共析轉(zhuǎn)變。（2）馬氏體相變鋼中，將奧氏體以較大的冷卻速度過冷到低溫區(qū)，馬氏體點(diǎn)以下，奧氏體以無擴(kuò)散方式轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，如板條狀馬氏體、片狀馬氏體等多種組織形態(tài)。圖14－5為低碳板條狀馬氏體的組織形貌，可見，組織由細(xì)小而不規(guī)則的條片狀馬氏體組成。10μm（3）貝氏體轉(zhuǎn)變鋼中的貝氏體是過冷奧氏體的中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，它以貝氏體鐵素體為基體，鐵素體內(nèi)部有亞單元及較高密度的位錯(cuò)等亞結(jié)構(gòu)。時(shí)有滲碳體、殘留奧氏體等相構(gòu)成的整合組織,稱為貝氏體[5]。（4）不平衡脫溶沉淀定義：與上述平衡脫溶不同，合金固溶體在高溫下溶入了較多的合金元素，之后快冷，固溶體中來不及析出新相，一直冷卻到較低溫度下，得到過飽和固溶體。然后，在室溫或加熱到其溶解度曲線以下的溫度進(jìn)行等溫保持，從過飽和固溶體中析出一種新相，該新相的成分和結(jié)構(gòu)與平衡沉淀相不同，此稱不平衡脫溶沉淀。14.1.2

按原子遷移特征分類1）擴(kuò)散型相變在相變時(shí)，新舊相界面處，在化學(xué)位差的驅(qū)動(dòng)下，舊相原子單個(gè)地、無序地、統(tǒng)計(jì)的越過界面進(jìn)入新相，在新相中，原子重排，新舊相原子排列順序不同。界面不斷向舊相推移。2）無擴(kuò)散型相變馬氏體相變即屬無擴(kuò)散相變，新舊相的結(jié)構(gòu)不同，但化學(xué)成分相同。馬氏體相變存在于鋼中，有色金屬中以及陶瓷等材料中。此外貝氏體鐵素體的形成也是沒有成分變化的相變，也屬于無擴(kuò)散相變。相變的熱力學(xué)分類是按溫度和壓力對自由焓的偏導(dǎo)函數(shù)在相變點(diǎn)的數(shù)學(xué)特征，將相變分為一級(jí)相變、二級(jí)相變等。一級(jí)相變時(shí)，有體積和熵的突變，即有體積的脹縮及潛熱的釋放或吸收。金屬中大多數(shù)固態(tài)相變屬于這種一級(jí)相變。二級(jí)相變時(shí)，沒有體積和熵的突變，即沒有體積的脹縮及潛熱的釋放或吸收