第九章 固态相变:本章主要介绍固态相变的类型、特点、转变方式,以及几种典型的固态相变。9.1固态相变的类型:固态相变是指固态物质在温度(或压力、电场、磁场等)改变时,从一种组织结构转变成另一种组织结构。按照不同的分类方法,固态相变可分为扩散型相变/半扩散型相变/非扩散型相变,有核相变/无核相变,一级相变/二级相变。
9.2固态相变的特点:固态相变遵守液固相变的一般规律,但相变阻力更大,相变更困难。固态相变的特点包括相界面、位向关系、惯习现象、应变能、母相中的晶体缺陷、原子扩散、过渡相等。
9.3固态相变的形核和长大机制:固态相变中均匀形核极难实现,可能性很小,非均匀形核是主要的形核方式。固态相变形核时主要在母相中的晶界、位错、空位等晶体缺陷处形核。长大方式分为扩散方式和切变方式,大多数固态相变为扩散方式,其中又可分为界面控制的长大和扩散控制的长大。
9.4固态相变的转变速率:界面控制的晶核生长仅涉及原子的短程扩散,生长速率主要与相界面类型和过冷度大小有关;扩散控制的晶核长大需要溶质原子的远程扩散,生长速率受扩散控制,通常用 Avrami经验方程来表示。
9.5过饱和固溶体的脱溶转变:将合金加热获得均匀单相固溶体,然后急冷至低温,得到亚稳定的过饱和固溶体,这种处理工艺称为“固溶处理”。过饱和固溶体在室温或稍高温度保温时析出新相(稳定相或亚稳过渡相)的过程称为“脱溶分解”或“时效”或“沉淀”。这是一种重要的材料强化方法。典型的时效过程是铝铜合金的时效。时效过程中析出的新相导致材料强度、硬度升高,称为时效硬化。脱溶析出的晶粒将自发粗化,其过程是小晶粒逐渐溶解,大晶粒不断长大。
9.6调幅分解:调幅分解是过饱和固溶体在一定温度下分解成结构相同、成分不同的两个相的过程。该转变按扩散--偏聚机制进行,无需成核、由成分起伏直接长大形成。
9.7马氏体相变:马氏体相变是典型的非扩散性相变,具有一系列与扩散型相变截然不同的特征,如无扩散性、切变共格与表面浮凸、惯习面及位向关系、转变是在一个温度范围内进行的、转变不完全等。钢中的马氏体按照亚结构分为位错马氏体(板条马氏体)和孪晶马氏体(片状马氏体)。
[多选题]下列变化属于相变的是()。

选项:[有序程度的变化, 晶粒大小的变化, 化学成分的变化, 晶体结构的变化]
[单选题]固态相变的驱动力是新旧两相的化学自由能差。

选项:[错, 对]
[单选题]固态相变中的位向关系是指新相与母相的某些晶面、晶向相互平行的关系,借以减小新相与母相之间的界面能。

选项:[错, 对]
[单选题]固态相变中的形核机制主要为均匀形核。

选项:[错, 对]
[单选题]新相在某一大角度晶界处形核,与两侧母相均形成共格界面。

选项:[对, 错]
[单选题]扩散控制的新相生长速率与界面处两相的浓度差成反比。

选项:[对, 错]
[单选题]过饱和铝铜合金固溶体脱溶析出的G.P.区与母相相界面为非共格关系。

选项:[错, 对]
[单选题]过饱和铝铜合金固溶体脱溶析出的过渡相包括θθ'、θ三种相。

选项:[对, 错]
[单选题]调幅分解转变中没有形核长大过程。

选项:[对, 错]
[单选题]低碳钢淬火获得的板条马氏体的亚结构是孪晶。

选项:[错, 对]

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