固态相变名词解释
固态相变原理
固态相变原理
固态相变是指物质在固态状态下由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
在固态相变中，原子或分子重新排列，从而改变了物质的性质。
固态相变是固体物理学中的重要研究对象，对于材料科学和工程技术具有重要的意义。
固态相变的原理主要包括热力学和动力学两个方面。
热力学描述了相变过程中
物质内部的能量变化和熵变化，而动力学则描述了相变过程中原子或分子的运动和排列。
在热力学方面，相变需要克服能量壁垒，使得原子或分子从一个稳定的晶体结构转变为另一个稳定的晶体结构。
而在动力学方面，相变的速率取决于原子或分子的扩散和重新排列速度。
固态相变可以分为一级相变和二级相变两种类型。
一级相变是指在相变过程中
伴随着热量的吸收或释放，如固液相变和固气相变；而二级相变则是在相变过程中不伴随热量的吸收或释放，如铁磁相变和铁电相变。
不同类型的相变具有不同的热力学和动力学特性，因此需要采用不同的方法和技术来研究和应用。
固态相变在材料科学和工程技术中具有广泛的应用。
例如，通过控制金属材料
的固态相变，可以改变材料的硬度、强度和导电性能，从而实现对材料性能的调控。
另外，固态相变还可以应用于存储技术、传感器技术和能源材料等领域，为现代科学技术的发展提供了重要支撑。
总之，固态相变是固体物理学中的重要研究内容，对材料科学和工程技术具有
重要的意义。
通过深入研究固态相变的原理和特性，可以为材料的设计、制备和应用提供重要的理论和技术支持。
希望在未来的研究中，固态相变能够得到更加深入和全面的理解，为人类社会的发展做出更大的贡献。
固态相变初步
第六章 固态相变初步固态相变是从固相到固相的转变，即反应相和生成相均是固态。
固态相变的生成相可能是平衡相， 也可能是亚稳相；可能是稳态组织，也可能是亚稳态组织。
即：稳态组织，平衡相 固态相变的产物 亚稳态组织，平衡相 亚稳态组织，亚稳相 固态相变可分为两大类：扩散型相变和非扩散型相变 6.1 扩散型相变扩散型相变有五种：1）沉淀 (脱溶、析出)相变 新相从母相中沉淀析出 β α脱溶相变一般都是经过形核和长大两个过程，与结晶过程相似。
2) 共析分解γ α＋β典型实例：珠光体转变3) 调幅分解α α1+α2特征：1、α、α1、α2结构相同，点阵常数不同 2、没有形核过程3、成分分布呈调幅波 （图1、图2）形成条件： 从化学成分的角度，调幅分解必需发生在G －X 曲线的拐点内（化学调幅），如图3所示。
图1图2图34) 块状转变 （图4、图5）βα 不同于脱溶晶界形核，快速长大，形貌无规则（图4）图55) 有序化转变 分两种类型（图6）：一种有形核（有序畴）长大过程属一级相变（图7），另一种没有形核长大过程 （图8)，属二级相变。
图6 图7 图8 6.2 沉淀相变从组织的角度，沉淀相变可分为连续沉淀和非连续沉淀，连续沉淀的生成相可能是稳态组织，也可能是非稳态组织。
从工艺的角度，沉淀相变可以在冷却过程中发生，也可以在时效过程中发生。
所谓时效是指将材料置于一定的温度下保温。
时效分人工时效和自然时效。
后者是在室温下自然放置，前者则是人为地将材料置于设定的温度，时效的时间根据时效时间和材料性能之间的关系而决定。
因此，在工业上也有时效相变的说法。
沉淀相变的分类方法可参看图9.图96.2.1连续沉淀和非连续沉淀 （1） 连续沉淀一般情况下脱溶是以连续沉淀的方式进行的连续脱溶的形核大多数是非均匀形核（因为晶体内部存在大量缺陷），形核借助于缺陷，因此可能的形核位置有，晶界、位错、和空位。
如：高温合金中的γ’相。
（图10） 脱溶相呈均匀分布一般不是均匀形核。
固态相变知识点总结
固态相变知识点总结固态相变（solid state phase transition）是指物质在固态下，由于温度、压力等外界条件的变化，使得物质的晶体结构和性质发生显著变化的现象。
固态相变分为一级相变和二级相变两种类型，其中一级相变又称为凝固、熔化或者升华相变，而二级相变则包括了铁磁性转变、铁电性转变、铁弹性转变等多种类别。
一级相变是指固态物质在相变过程中伴随着传热的明显变化，其自由能函数在温度、压力和摩尔体积或摩尔焓差范围内不连续变化。
一级相变包括了凝固、熔化和升华三种基本类型。
凝固是物质由液态转变为固态的一种相变过程。
在凝固的过程中，液体的分子排列变得有序，形成规则的晶体结构。
凝固点是物质在一定压力下的温度，当温度降低达到凝固点时，液体开始凝固。
熔化是物质由固态转变为液态的一种相变过程。
在熔化的过程中，固体的晶体结构破坏，分子之间的相互作用减弱，形成无序排列的分子结构。
熔点是物质在一定压力下的温度，当温度升高达到熔点时，固体开始熔化。
升华是物质由固态转变为气态的一种相变过程。
在升华的过程中，固体的晶体结构破坏，分子之间的相互作用减弱，形成无序排列的分子结构。
升华点是物质在一定压力下的温度，当温度升高达到升华点时，固体开始升华。
与一级相变不同，二级相变是指固态物质在相变过程中没有明显的传热变化，其自由能函数在温度、压力和摩尔体积或摩尔焓差范围内连续变化。
二级相变包括了铁磁性转变、铁电性转变和铁弹性转变等多种类型。
铁磁性转变是指在一定温度下，物质由铁磁相转变为顺磁相或者反铁磁相的一种相变过程。
铁磁性转变常伴随着磁滞回线的出现，磁化强度和温度之间存在明显的关联。
铁电性转变是指在一定温度下，物质由铁电相转变为非铁电相的一种相变过程。
铁电性转变常伴随着电滞回线的出现，电极化强度和温度之间存在明显的关联。
铁弹性转变是指在一定温度下，物质由弹性相转变为非弹性相的一种相变过程。
铁弹性转变常伴随着应力-应变曲线的出现，应力和温度之间存在明显的关联。
名词解释
固态相变：金属和陶瓷等固态材料在温度和压力改变时，其内部组织或结构会发生变化，即发生从一种状态到另一种相态的转变，这种转变称之为固态相变。
奥氏体；钢中的奥氏体是碳或各种化学元素溶入γ－Fe中所形成的固溶体。
混晶；将这种粗大有续奥氏体组织继续加热，延长保温时间，会使晶粒异常长大，造成混晶现象。
异常长大；又叫二次再结晶，是原始粗大的奥氏体晶粒在继续加热，延长保温时间时晶粒突然长大的现象。
组织遗传；将粗晶有序组织加热到高于Ac3,可能导致形成的奥氏体晶粒与原始晶粒具有相同的形状、大小和取向。
这种现象称为钢的组织遗传。
相变孪晶：在相变过程中形成的孪晶。
马氏体；马氏体是原子经无需扩散切变位移的不变平面应变的晶格改组过程得到的具有严格晶体学关系和惯习面的，形成相中伴生极高密度位错、或层错或精细孪晶等晶体缺陷的整合组织。
马氏体相变；原子通过无扩散的切变位移，发生的不变平面应变的晶格改组的一级相变。
惯习面；马氏体转变时，新相和母相保持一定位向关系，马氏体在母相的一定晶面上开始形成，此晶面称为惯习面，以母相的晶面指数表示，是无畸变的不转动平面。
热弹性马氏体；马氏体和母相的界面在温度降低和升高时，做正向和反向的移动，并可以多次反复，这样的马氏体叫热弹性马氏体。
正方度；用c/a表示，表示晶格的畸变程度贝氏体；钢中的贝氏体是过冷奥氏体的中温过渡性转变产物，它以贝氏体铁素体为基体、同时可能存在渗碳体或ε－碳化物、残留奥氏体、马氏体等相，贝氏体铁素体由亚片条、亚单元、较高密度位错等亚结构组成，这种整合组织称为贝氏体贝氏体相变；奥氏体过冷到中温区，在珠光体与马氏体转变温度区间转变，形成以贝氏体铁素体为基体，其上分布着渗碳体或ε－碳化物、残留奥氏体等组织形貌的转变。
无碳贝氏体；上贝氏体组织中只有贝氏体铁素体和残留奥氏体而不存在碳化物时，这种贝氏体就是无碳化物贝氏体，或称无碳贝氏体。
魏氏组织：实际上是一种先共析转变的组织。
亚共析钢的魏氏组织是先共析铁素体在奥氏体晶界形核呈方向性片状长大，即沿着母相奥氏体的晶面（惯习面）析出。
6.1固态相变资料
相界
a D
共格相界
a 半共格相界
非共格相界
• 半共格相界上位错间距取决于相界处两相匹配晶面的错 配度。
界面能
在三种相界面中，由于界面结构不同，界面性质也存在 很大差异，从而影响固态相变的形核与生长过程。
（1）共格界面的原子匹配性最好，界面能最低；
化，原子以切变和转动的方式，即相对周围原子发生有规律的少 量的偏移，基本维持原来的相邻关系，而发生晶体结构的改变。
新旧相的界面是共格的，转变前后两相的化学成分不变，两 相的位向关系不变。 马氏体相变就是属于非扩散型相变。 3）过渡型相变：
介于二者之间的，具有扩散型和非扩散型的综合特征的中间 转变称为过渡型。
（a）完全共格 （b）伸缩型半共格 （c）切变形半共格 （d）非共格
（2）共格界面
②半共格界面：若两相邻晶体在相界面处的晶面间距 相差较大，则在相界面上不可能做到完全的一一对应，于是在 界面上将产生一些位错，以降低界面的弹性应变能，这时界面 上两相原子部分地保持匹配，这样的界面称为半共格界面或部 分共格界面。
（2）共格界面
固态相变时，界面为相界面。如果界面上两相原子排列匹配得 越好，界面的能力就会越低。特别是在形核阶段最易出现匹配关系 很好的界面。根本原因就是有利于相变阻力的降低。
①共格界面： 所谓“共格”是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上， 即两相的晶格是彼此衔接的，界面上的原子为两者共有。但是理想 的完全共格界面，只有在孪晶界，且孪晶界即为孪晶面时才可能存 在。 只有两相的晶体结构和晶格常数，特别是在界面上两相的晶体 结构和晶格常数非常接近的时候，才能形成完全共格界面。
➢ 相变：在均匀一相或几个混合相内，出现具有不同成分或不同结构 （包括原子、离子或电子的位置或位向）或不同组织形态或不同性 质的相，称为相变。
固态相变的原理及应用
固态相变的原理及应用1. 引言固态相变是指物质在不改变其化学组成的情况下，在一定条件下发生物理性质的显著变化，包括液固相变、固固相变等。
本文将介绍固态相变的原理及其在科学研究和工程应用中的重要性。
2. 固态相变的原理固态相变的原理主要涉及分子间相互作用、晶体结构和热力学的变化。
以下是固态相变的一些常见原理：2.1 同质固态相变同质固态相变是指在同一物质中固态结构的变化。
它可以由温度、压力、外界场等因素引起。
•温度引起的同质固态相变：温度的升降可以改变固体分子的平均振动能量，从而改变其固态结构。
例如，冰的固态结构在低温下是稳定的，但在高温下会发生相变为液态的水。
•压力引起的同质固态相变：压力的增加可以改变固态相对稳定的结构，使其发生相变。
例如，某些材料在高压下可以发生相变为更稳定的结晶形态。
•外界场引起的同质固态相变：外界场包括电场、磁场、光场等，它们可以改变固态相之间的平衡态，从而引起相变。
2.2 异质固态相变异质固态相变是指在不同组分或不同结构的物质之间发生的相变。
以下是几个常见的异质固态相变原理：•共晶相变：指两种或多种成分在一定温度下发生相变。
例如，凝固过程中的合金共晶相变。
•共熔相变：指两种或多种成分在一定温度下熔化，并形成单一相。
例如，某些合金在特定温度下可以共熔。
•嵌段共聚物相变：指由于共聚物分子中不同段之间的相互作用力的不同，导致其发生异质结构相变的现象。
3. 固态相变的应用固态相变在科学研究和工程应用中具有广泛的应用价值。
以下是固态相变在不同领域中的一些应用：3.1 材料工程•形状记忆合金：由于固态相变的特性，一些合金材料具有形状记忆效应，可以在温度改变的条件下恢复到原来的形状。
这种特性使得形状记忆合金可以应用于医疗器械、航空航天等领域。
•热致变色材料：某些固态相变材料在温度变化时会发生颜色的变化。
这种特性使得热致变色材料可以用于温度测量和显示器件。
3.2 能源领域•储能材料：固态相变材料可以作为储能材料，通过在相变时释放储存的能量。
固态相变名词解释
平衡转变:在缓慢加热或冷却时所发生的符合状态图平衡组织的相变为平衡转变。
同素异构转变：纯金属的晶体结构转变。
多形性转变：固溶体的同素异构转变。
平衡脱溶转变：缓慢冷却，过饱和固溶体沿平衡相图确定的固溶度线析出第二相的过程。
共析转变：即两种以上的固相新相，从同一固相母相中一起析出，而发生的相变，称为共析转变，有时也称共析反应。
不平衡转变：加热或冷却速度增大，平衡转变受到抑制，发生某些状态图上不能反映的转变，形成不平衡或亚稳组织。
伪共析转变：当A从高温以较快的速度冷却到GS与ES的延长线以下时，将从A中同时析出F和Fe3C。
类似共析转变，但F和Fe3C的比值不是定值，而是随着A中的碳量而变，这种转变称为伪共析转变。
转变产物称为P。
马氏体转变：通过无扩散的共格切变转变为成分相同但晶体结构不同的相。
贝氏体转变：在高温珠光体和低温马氏体转变之间还存在着贝氏体转变，也称为中温转变。
块状转变：冷却速度不够快时γ相的原子通过非共格界面的短程快速扩散转变为成分相同的相，转变产物呈块状，表面无浮凸。
不平衡脱溶沉淀：在室温或低于固溶度曲线的某一温度等温时自相中析出成分与结构均与平衡脱溶不同的新相，称为不平衡脱溶沉淀。
共格界面：若新母相的晶体结构和取向都相同，点阵常数也非常接近，或新母相晶体结构不同，点阵常数也不相同，但两相中某些晶面的点阵相似，则相界面上的原子为两相共有，界面原子位于两相结点上。
半共格界面：界面上两相原子变为部分地保持匹配。
非共格界面：当两相界面处原子排列差异很大，导致错配度增大，其原子间的匹配关系不再维持，形成非共格界面。
取向关系：位向关系是新母相某些低指数晶面晶向的对应平行关系。
惯习面：马氏体是在母相的一定晶面上开始形成的，这个晶面称为惯习面，通常以母相的晶面指数表示。
弹性畸变能：原子偏离正常点阵位置引起的，包括共格应变能和比容差应变能。
界面能：在母相中形成新相的界面时，由同类键、异类键的强度和数量变化引起的化学能。
固态相变
固态相变：金属和陶瓷等固态材料在温度和压力改变时，其内部或结构会发生变化，即发生从一种相状态到另一种相状态的的转变，这种转变成为固态相变。
热力学分类一级相变：想便是新旧两厢的化学势相等，但化学势的一级偏微商不等的相变二级相变：相变时新旧两相的化学势相等，且化学势的一级偏微商也相等，但化学势的二级偏微商不等的相变平衡状态分类平衡相变：在缓慢加热或冷却时所发生的能获得负荷平衡状态图的平衡组织的相变1同素异构转变和多形转变:纯金属在温度和压力改变时，由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。
2平衡脱溶沉淀:在缓慢冷却条件下，由过饱和固溶体中析出过剩相的过程3共析相变：合金在冷却时由一个固相分解为两个不同固相的转变4调幅分解:某些合金在高温下具有均匀单项固溶体，但冷却到某一温度范围时可分解成为与原固溶体结构相同但成分不同的两个微区如α→α1+α2。
5有序化转变：固溶体中，各组元原子在晶体点阵中的相对位置由无序到有序的转变（长程有序）非平衡相变：托加热或冷却速度很快，平衡相变将被抑制，固态材料可能发生某些平衡状态图上不可能反映的转变并获得被称为不平衡或亚稳态的组织的转变1伪共析相变：Fe-C为例，转变过程和转变产物类似于共析相变，但转变产物中铁素体量与渗碳体量的比值不是定值，而是随奥氏体含量变化而变化2马氏体相变：Fe-C合金为例，进一步提高冷却速度，使伪共析相变也来不及进行而将奥氏体过冷到更低温度，则由于在低温下铁原子和碳原子都已不能或不易扩散，故奥氏体只能一步发生源自扩散，不引起成分改变的方式，通过切变由γ点阵改组为α点阵的转变3贝氏体相变：铁原子不能扩散，但碳原子尚具有一定的扩散能力，因此出现了一种独特的碳原子扩散而铁原子不扩散的非平衡相变4非平衡脱溶沉淀：在室温或低于固溶度曲线MN的某一温度下溶质原子尚具有一定的扩散能力，则在上述温度等温时，过饱和α固溶体仍可能发生分解，逐渐析出新相，但在析出的初期阶段，新相的成分和结构均与平衡脱溶沉淀相有所不同原子迁移分类扩散相变：相变时，相界面的移动是通过原子近程或远程扩散而进行的相变称为扩散型相变基本特点：1相变过程中由原子扩散，相变速率受原子扩散速度所控制2新相和母相的成分往往不同3只有因新相和母相比容不同而引起的提及变化，没有宏观形状改变非扩散型相变：想必那过程中原子不发生扩散，参与转变的所有原子的运动时协调一致的相变。
固态相变知识点总结
固态相变知识点总结相变是物质在温度、压强或其他外部条件改变时，从一种物态转变为另一种物态的现象。
固态相变是指物质从固态状态转变到其他固态状态的过程，通常包括晶体-晶体相变和晶体-非晶相变，以及液晶-固体相变等。
固态相变是材料科学和固态物理领域的重要研究课题，掌握固态相变的基本原理和规律对于材料设计、制备和性能改进具有重要意义。
本文将从固态相变的基本概念、分类和特征等方面进行总结，并通过实例来说明固态相变的重要意义和应用。
一、固态相变的基本概念1. 固态相变是指物质在固态状态下由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
固态相变是晶体学和固态物理学的重要研究课题，可以帮助我们深入了解物质的内部结构和性质。
2. 固态相变的基本特征包括晶格结构的改变、原子位置的重新排列、晶体的晶界和缺陷等。
固态相变通常伴随着能量的吸收或释放，使得固态物质的性能和特性发生变化。
3. 固态相变的驱动力包括温度、压强、外界场等，这些外部条件的改变可以引起晶体结构和性质的改变，从而产生相变现象。
4. 固态相变可以分为等温相变和非等温相变两种类型。
等温相变指的是在恒定温度下发生的相变过程，例如固态合金的热处理过程；非等温相变指的是在变化温度下发生的相变过程，例如冰的熔化过程。
二、固态相变的分类根据相变过程中晶体结构的改变和外部条件的影响，固态相变可以分为以下几种类型：1. 晶体-晶体相变：指的是物质在固态状态下由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
晶体-晶体相变通常伴随着晶粒形状、大小和取向的变化，对材料的组织结构和性能产生重要影响。
2. 晶体-非晶相变：指的是物质在固态状态下由晶体结构转变为非晶结构的过程。
晶体-非晶相变可以发生在非晶态金属、非晶态合金和非晶态陶瓷等材料中，对于提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性具有重要意义。
3. 液晶-固体相变：指的是液晶分子在固态基体中发生有序排列的过程。
液晶-固体相变广泛应用于液晶显示器、液晶材料和光学器件等领域。
固态相变名词解释
固态相变名词解释
固态相变：
固态相变是物质由一种形态变成另一种形态的过程，可分为凝固及融化两个过程。
当物质温度达到特定条件时，其内部结构发生改变，产生凝固及融化等物理现象。
固态相变一般发生在固态到液态或气态，称为融化，液态到固态，称为凝固，固态到气态，称为汽化，气态到固态，称为凝结。
凝固变态：凝固变态是某种物质由液体或气体状态变成固体状态的一种物理变化过程。
凝固变态是特定温度下，气体或液体随着温度的降低便可变成固体的物理变化。
凝固变态对比液体和气体，固体有着自己独特的结构，粒子由整体状态变为排列有序的晶格状态。
融化变态：融化变态是指某种物质由固体状态变成液体状态的一种物理变化过程。
融化时，物质中的原子和分子具有活动能，开始运动，由原来晶体状态变为液体态。
一般来说，融化变态可以受温度大小影响，温度过低会凝固，温度过高则会蒸发。
固态相变的特点
固态相变的特点
固态相变是指物质从一种固态结构转变为另一种固态结构的过程。
它具有以下特点：
1. 温度和压力条件对相变有影响：固态相变的发生需要一定的温度和压力条件。
不同物质的相变温度和压力条件也不同。
2. 可逆性：固态相变通常是可逆的，即当物质再次达到相同的温度和压力条件时，它会回到原来的状态。
3. 伴随着热量变化：在固态相变过程中，物质会吸收或释放热量。
例如，当水从冰转化为液态时，需要吸收热量；而当水从液态转化为冰时，则会释放热量。
4. 伴随着结构改变：在固态相变过程中，物质的结构也会发生改变。
例如，水从冰转化为液体时，分子之间的氢键断裂了；而当水从液体转化为冰时，则重新形成了氢键。
5. 影响物质性质：由于固态相变伴随着结构改变，因此它也会影响物质的性质。
例如，在金属加工中经过热处理，金属的晶体结构会发生变化，从而改变了金属的机械性能。
总之，固态相变是物质在一定温度和压力条件下由一种固态结构转变为另一种固态结构的过程。
它具有可逆性、伴随着热量变化和结构改变等特点，并且会影响物质的性质。
固态相变和凝固的异同
固态相变和凝固的异同
固态相变和凝固都是物质的相变过程，但它们在许多方面存在着异同。
异同之处：
1.定义：固态相变是指物质在固态下由一种晶体结构转变为另
一种晶体结构或者由非晶态转变为晶态的过程。
而凝固是指物质由液态转变为固态的过程。
2.条件：固态相变发生在固态物质内部，在不同的温度、压力
或者化学环境下发生。
凝固则需要液态物质冷却到一定温度下。
3.过程：固态相变是一个晶体内部的结构重组过程，只有晶格
内原子的位置发生变化。
凝固是一个液滴或溶液中原子或分子聚集形成晶体的过程。
4.速率：固态相变往往较慢，需要较长时间才能完成。
凝固则
可以较快地发生。
5.形态：固态相变一般是物质整体的结构改变，不涉及形态变化。
凝固则是物质从液滴或溶液中形成固态结构。
6.热效应：固态相变通常伴随着比较明显的热效应，例如熔化热。
凝固也伴随着热效应，例如凝固热，但通常不如固态相变明显。
7.引起因素：固态相变的发生受到温度、压力和化学环境的影响。
凝固则主要受到温度的影响。
异同之处：
1.相变过程：无论是固态相变还是凝固，都是物质由一种状态变为另一种状态的过程。
2.宏观表现：无论是固态相变还是凝固，都会导致物质的外观和性质发生变化。
3.原子结构：无论是固态相变还是凝固，都涉及到原子的重新排列和重新组合。
固态相变_(考试必备)
固态相变：金属和陶瓷等固态材料在温度和压力改变时，其内部组织或结构会发生变化，即发生从一种状态到另一种相态的转变，这种转变称之为固态相变。
固态相变的阻力有哪些：金属固态相变时的相变阻力应包括界面能和弹性应变能两项。
当界面共格时，可以降低界面能，但使弹性应变能增大。
当界面不共格时，盘(片)状新相的弹性应变能最低，但界面能较高；而球状新相的界面能最低，但弹性应变能却最大。
为什么固态相变中出现过渡相?晶体缺陷对固态相变形核有什么影响？1.当稳定的新相与母相的晶体结构差异较大时，母相往往不直接转变为自由能最低的稳定新相，而是先形成晶体结构或成分与母相比较接近，自由能比母相稍低些的亚稳定的过渡相。
此时，过渡相往往具有界面能较低的共格界面或半共格界面，以降低形核功，使形核容易进行。
2.晶体缺陷是能量起伏、结构起伏和成分起伏最大的区域，在这些区域形核时，原子扩散激活能低，扩散速度快，相变应力容易被松弛。
在固态相变中，从能量的观点来看，均匀形核的形核功最大，空位形核次之，位错形核更次之，晶界非均匀形核的形核功最小。
为什么新相形成的时候，常常呈薄片状或针状？如果新相呈球状，新相与母相之间是否存在位相关系？①金属固态相变时，因新相与母相恶比容不同，可能发生体积变化，但由于受到周围母相的约束，新相不能自由膨胀产生弹性应变能。
而片状或针状的弹性应变能最小，所以新相形成时常常呈片状或针状②存在位相关系。
许多情况下，金属固态相变时，新相与母相之间往往存在一定的位相关系，且新相呈球状时与母相的弹性应变能最大，是由新、母相的比容不同或两相界面共格或半共格关系造成的，所以必然存在一定的位相关系。
TTT曲线的建立：将不同温度下的等温转变开始时间和终了时间以及某些特定的转变量所对应的时间绘制在温度—时间半对数坐标系中，并将不同温度下的转变开始点和转变终了点以及转变50%点分别连接成曲线，则可得到过冷奥氏体等温转变图，即TTT曲线。
TTT图的作用：TTT图反映了在临界点以下温度等温或以一定冷却速度冷却时过冷奥氏体的转变规律，综合显示了合金元素等对转变动力学的影响以及等温温度或冷却速度对转变产物和性能的影响。
金属固态相变原理名词解释
金属固态相变原理名词解释1.固态相变:金属盒陶瓷等固体材料在温度和压力改变时，其内部组织或结构会发生变化，即从一种相状态到另一种相状态的转变2.平衡转变；在缓慢加热或冷却时所发生的能获得复合平衡状态图的平衡组织的相变。
3.共析相变；合金在冷却时由一个固相分解为两个不同固相的转变4.平衡脱溶相变；在缓慢冷却条件下，由过饱和固溶体中析出过剩相的过程5.扩散性相变；相变时相界面的移动是通过原子近程或远程扩散而进行的相变也称非协调型6.无扩散性相变；相变过程中原子不发生扩散，参与转变的所有原子的运动是协调一致的相变也称协同型7.均匀形核；晶核在母相中无择优地任意均匀分布8.形核率；单位时间形成的晶核数9.混晶；置换固溶体，两种或多种元素相互溶解而形成的均匀晶相10.异常长大:正常晶粒长大过程被第二相微粒、织构、表面热蚀沟等阻碍，使得大多数晶粒不能长大，从而使少数较大的晶粒得以迅速长大。
11.奥氏体；碳及各种化学元素在γ－Fe中形成的固溶体12.珠光体；共析碳钢加热奥氏体化后缓慢冷却，在稍低于A1温度时奥氏体将分解为铁素体和渗碳体的混合物称为珠光体13.粒状珠光体；通过片状珠光体中渗碳体的球状化而获得的14.贝氏体；钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下，马氏体转变温度区间以上这一中温度区间(所谓“贝氏体转变温度区间”)转变而成的由铁素体及其内分布着弥散的碳化物所形成的亚稳组织，即贝氏体转变的产物。
15.马氏体；对固态的铁基合金(钢铁及其他铁基合金)以及非铁金属及合金而言，是无扩散的共格切变型相转变，即马氏体转变的产物。
就铁基合金而言，是过冷奥氏体发生无扩散的共格切变型相转变即马氏体转变所形成的产物。
铁基合金中常见的马氏体，就其本质而言，是碳和(或)合金元素在α铁中的过饱和固溶体。
就铁-碳二元合金而言，是碳在α铁中的过饱和固溶体。
16.屈氏体；通过奥氏体等温转变所得到的由铁素体与渗碳体组成的极弥散的混合物。
固态相变
• （1）伪共析转变 某些非共析成分的奥氏体在快 速冷却到ES线和GS线的延长线以下的区域内所发 生的共析转变，转变产物与共析转变没有本质上 的区别，但伪共析转变产物两相比列不同
•
6
E G
S
MS
伪共析转变示意图
• （2）马氏体转变 奥氏体在过冷到MS以下的低温 区所发生的转变，转变后马氏体成分与母相相同， 但结构不同。
固态相变
Phase Transformation in solid State
1
1 固态相变概论
• 1.1基本概念 • 组元： 金属和合金最基本的、独立的物质 • 相：金属和合金中结构相同、成分和性能
均一并以界面相互分开的组成部分 • 相变：金属和合金中新产生的相称为新相，
导致新相产生的称为母相。母相向新相的 转变成为相变 • 固态相变：在固态状态下产生的相变
相中的转变，但固态相变是在固态状态下 发生的转变过程，由此固态相变与液态相 变相比既有相同的地方又有不同的地方。
• 相同的：相变驱动力都是新旧两相的自由 能差，相变都包含形核和长大两个基本过 程；
• 不同的：固态相变新相和母相都是固体， 与液态相变发生的结晶有显著的不同，主 要在如下几方面。
11
• 1.3.1 相变阻力大 • 固态相变新旧两相比容不同会引起体积变
5
• （6）调幅分解 某些高温下形成的均一固溶体缓 冷到某一温度，分解为结构与母相相同但成分不 同的微区转变：
•
α α 1 +α 2
• （7）有序化转变 在平衡条件下，固溶体中原子
位置由无序到有序的转变.
• 1.2.1.2 非平衡转变 在快速加热或冷却的条件 下，平衡转变受到抑制所发生的不符合平衡相图 上转变类型的转变，获得不平衡或亚稳态组织。
固态相变】
见表8－ 见表 －1
3. 按相变方式分类 有核相变和无核相变 无核相变
通过扩散偏聚的方式进行的相变，为无核相变。 通过扩散偏聚的方式进行的相变，为无核相变。 调幅分解
固态相变
三、固态相变的形核 1. 均匀形核 形成半径为r的球形晶核时， 形成半径为r的球形晶核时，系统自由焓 的变化为: 的变化为: △G=(4π/3)r3△GV+4πr2γαβ + (4π/3) r3△GE =(4π/3)r3(△GV+△GE)+4πr2γαβ
∂Gα ∂p
∂G β = ∂p T
T
∂ G ∂T 2
2
α
∂ G ≠ ∂T 2 p
2
β
p
∂ G ∂p 2
2
α
∂ G ≠ ∂p 2 T
2
β
T
晶核最易在界隅形成，其次在界棱，最后是界面。 晶核最易在界隅形成，其次在界棱，最后是界面。
固态相变
只有晶界两侧界面都不共 格时，晶核才类似球形。 格时，晶核才类似球形。 通常新相在大角度晶界形 核时， 核时，一侧可能与母相具 有一定的取向关系形成平 有一定的取向关系形成平 直的共格或半共格界面， 直的共格或半共格界面， 以降低界面能、 以降低界面能、减少形核 另一侧必为非共格界 功；另一侧必为非共格界 为减少相界面面积， 面，为减少相界面面积， 故呈球冠状 球冠状。 故呈球冠状。
新相
晶粒1 晶粒 晶粒2 晶粒
非共格界面 晶界
共格或半共格界面
晶界形核示意图
（2）沿位错形核
固态相变
四、晶核的长大 1. 晶核长大的方式 “平民式”散漫无序位移 平民式” 平民式 大 军队式” “军队式”有序位移 2. 晶核长大类型 非协同型长 协同型长大
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平衡转变:在缓慢加热或冷却时所发生的符合状态图平衡组织的相变为平衡转变。
同素异构转变：纯金属的晶体结构转变。
多形性转变：固溶体的同素异构转变。
平衡脱溶转变：缓慢冷却，过饱和固溶体沿平衡相图确定的固溶度线析出第二相的过程。
共析转变：即两种以上的固相新相，从同一固相母相中一起析出，而发生的相变，称为共析转变，有时也称共析反应。
不平衡转变：加热或冷却速度增大，平衡转变受到抑制，发生某些状态图上不能反映的转变，形成不平衡或亚稳组织。
伪共析转变：当A从高温以较快的速度冷却到GS与ES的延长线以下时，将从A中同时析出F和Fe3C。
类似共析转变，但F和Fe3C的比值不是定值，而是随着A中的碳量而变，这种转变称为伪共析转变。
转变产物称为P。
马氏体转变：通过无扩散的共格切变转变为成分相同但晶体结构不同的相。
贝氏体转变：在高温珠光体和低温马氏体转变之间还存在着贝氏体转变，也称为中温转变。
块状转变：冷却速度不够快时γ相的原子通过非共格界面的短程快速扩散转变为成分相同的相，转变产物呈块状，表面无浮凸。
不平衡脱溶沉淀：在室温或低于固溶度曲线的某一温度等温时自相中析出成分与结构均与平衡脱溶不同的新相，称为不平衡脱溶沉淀。
共格界面：若新母相的晶体结构和取向都相同，点阵常数也非常接近，或新母相晶体结构不同，点阵常数也不相同，但两相中某些晶面的点阵相似，则相界面上的原子为两相共有，界面原子位于两相结点上。
半共格界面：界面上两相原子变为部分地保持匹配。
非共格界面：当两相界面处原子排列差异很大，导致错配度增大，其原子间的匹配关系不再维持，形成非共格界面。
取向关系：位向关系是新母相某些低指数晶面晶向的对应平行关系。
惯习面：马氏体是在母相的一定晶面上开始形成的，这个晶面称为惯习面，通常以母相的晶面指数表示。
弹性畸变能：原子偏离正常点阵位置引起的，包括共格应变能和比容差应变能。
界面能：在母相中形成新相的界面时，由同类键、异类键的强度和数量变化引起的化学能。
台阶界面：界面位错分布于各个台阶界面上，位错的滑移运动使台阶发生侧向迁移，界面沿其法向推进，形成台阶式长大。
奥氏体起始晶粒度:加热转变终了时所得奥氏体晶粒。
奥氏体实际晶粒度: A晶粒形成后在高温停留期间将继续长大，长大到冷却开始时的A晶粒。
本质晶粒度:在930℃保温3~8小时所得的A实际晶粒。
相遗传：母相中的晶体结构缺陷和不均匀性遗传给新生相的现象组织遗传：同时冷却得到的组织如M、B等非平衡组织粗大，再次正常加热后，A仍保留原来粗大晶粒断口遗传：原A粗大的非平衡组织，再次以适当的速度加热至AC3以上，A 晶粒明显细化，但断口仍为粗晶脆性断口的现过热: A晶粒长大而在晶界上并没有发生使晶界弱化的某些变化过烧：不仅A晶粒已经长大，而且在A晶界上也已发生了使晶界弱化的变化网状铁素体：网状F一般是在A中碳含量较高，转变温度较高或冷速较低时形成。
块状铁素体：在显微镜下观察到的晶体外形呈块状或多边形状的铁素体。
魏氏组织铁素体：由于形成开始温度较高，最先析出的F沿A晶界呈网状，随后温度降低，再由网状F的一侧以片状向晶粒内长大。
这种形态的F称为魏氏组织铁素体WF。
Patenting处理：碳体片很薄时，在外力作用下可以滑移产生塑性变形，也可以产生弯曲，致使塑性提高，在生产上也正是利用这一特点，发展的一种极为有效的用于提高钢丝强度的强化工艺。
相间析出：含有强碳化物形成元素的低碳合金钢的A，在冷却过程中在γ/α界面上析出极细碳氮化合物的现象。
Ms：马氏体转变开始温度。
Mf：马氏体转变终了温度。
Md：产生应变诱发M的上限温度。
Mc:热稳定化的上限温度。
As：马氏体逆转变开始温度。
Af：马氏体逆转变终了温度。
Ad：应变诱发M逆转变的下限温度。
Sv：单位体积马氏体内出现的显微裂纹的面积。
马氏体异常正方度：c、a及正方度c/a与钢中碳含量呈线性关系：c=a0+αρ，a=a0+βρ，c/a=1+γρ，其中a0=(α-Fe的点阵常数)；α=±；β=±；γ=±；ρ-马氏体的碳含量（Wt%）。
新形成马氏体的正方度偏离上述公式给出的正方度。
异常低正方度：新形成马氏体的正方度远低于公式给出的正方度。
异常高正方度：新形成马氏体的正方度远高于公式给出的正方度。
亚点阵：根据碳原子在马氏体点阵可能存在的位置，碳原子处于三种分布位置时，都能形成由碳原子构成的八面体，这种可能出现的原子点阵，称为亚点阵。
亚结构：一种镶嵌结构，泛指晶体内部的位错排列和分布。
形变诱发马氏体：在Ms点以上一定温度范围内进行塑性变形会促使A在形变温度下转变为M，即相当于塑性变形使Ms点提高。
这种因形变而促成的M 又称应变诱发M。
热稳定化：钢奥氏体化后在冷却过程中由于中途停留或减缓冷速，使奥氏体向马氏体转变迟滞的现象。
机械稳定化：在Md点以上对A进行塑性变形，当形变量足够大时，可以引起A稳定性的提高，使随后冷却时的M转变难以进行，Ms点降低，残余A量增多。
热弹性马氏体：马氏体随温度的降低而长大，随温度的升高而缩小。
伪弹性：由应力诱发M定向转变所产生的应变。
形状记忆效应：将某些金属材料进行变形后加热至某一特定温度以上时，能自动回复原来形状的一种效应——形状记忆效应。
马氏体相变超塑性：金属在特定条件下可以具有超塑性。
超塑性指的是高的延伸率及低的流变抗力。
由M相变诱发的超塑性称为M相变超塑性相变强化：马氏体转变时的切变及界面附近的塑性变形将在M晶体内造成大量的缺陷，其中包括位错、孪晶以及层错等，晶内缺陷的增加使M强化。
称为相变强化。
固溶强化：M中以间隙式溶入的过饱和碳原子将强烈地引起点阵畸变，从而形成以碳原子为中心的应力场，这个应力场与位错发生交互作用而钉扎位错，使M显着强化。
M中碳量愈多，强化显着。
但当碳含量大于％后，由于碳原子靠的太近，使相邻碳原子所造成的应力场相互抵消，削弱强化效果。
时效强化：马氏体在室温下只需几分钟甚至几秒钟就可以通过原子扩散而产生时效强化，在60℃以上温度，时效就能进行，发生碳原子偏聚和碳化物析出从而产生时效强化作用，也称为自回火。
Bs：贝氏体转变上限温度。
贝氏体亚基元：TTT图：等温转变动力学图。
CCT图：过冷A连续冷却转变图。
逆淬：钢件表面空冷，硬度较低，而内部盐水冷却，硬度较高马氏体单相分解：马氏体双相分解：ε(η)碳化物：χ碳化物：第一类内应力：第二类内应力：第三类内应力：二次硬化:当M中所含碳化物形成元素的数量足够多时，在500℃以上回火将会析出合金碳化物。
由于细小的弥散分布的合金碳化物的析出，使已经因回火温度的升高，θ碳化物的粗化而下降的硬度重新升高。
二次淬火:合金元素提高残余A的稳定性，使残余A具有明显的等温转变动力学图。
高碳高合金钢由于残余A量较多，在回火后冷却过程中发生残余A 向M的转变，提高钢的硬度，这种现象称为钢的二次淬火。
回火脆性:随着回火温度的提高，强度与硬度降低，但冲击韧性和断裂韧性并不是单调地升高，而是可能出现两个马鞍形，回火时这种韧性降低的现象称为回火脆性。
低温回火脆性（第一类回火脆性、不可逆回火脆性）：在200~350℃出现的回火马氏体脆性。
高温回火脆性（第二类回火脆性、可逆回火脆性）：在400~650℃出现的回火马氏体脆性。
时效硬化：固溶处理的合金在室温放置或在低于固溶度曲线下的某一温保温，溶质原子将会发生偏聚或析出高度弥散的微细第二相，造成合金的硬度、强度升高的现象。
G．P.区：铝铜合金经古榕处理后在190℃以下时效将通过铜原子的扩散而形成薄片状铜原子富集区，形成.区。
θ”:随时效温度的升高，较为稳定的θ”将形成。
θ”呈薄片状，厚～2nm，直径约15～40nm，惯习面为{100}α。
θ”具有正方结构，（100）面可以与铝保持完全共格。
θ’：时效温度进一步提高将形成θ’，通过形核与长大形成的。
而θ’为不均匀形核，通常是在螺位错及胞壁处形成。
θ’呈薄片状，惯习面也是{100}α，在（001）面上与α保持部分共格。
θ：随着时效温度的提高与时间的延长，θ’不断长大，当长到一定尺寸时，共格破坏，θ’与α完全脱离而成为稳定的θ相。
θ相也具有正方点阵，但点阵常数与θ’相差甚大。
局部脱溶:局部脱溶是不均匀形核引起的。
易在晶界、亚晶界、孪晶界、滑移线等晶内缺陷处形核。
不连续脱溶：沿晶界不均匀形核，然后不断向晶内扩展。
连续脱溶：新相的析出是均匀形核。
内应变强化:由于析出相的点阵结构及点阵常数均不同于母相，在析出相的周围将产生不均匀应力场，由此而引起的强化称为内应变强化，随析出相的增多而增强。
绕过析出相强化：位错绕过析出相时所留下的位错圈将使下一根位错线通过时变得困难，引起形变强化。
上坡扩散:转变时会发生浓度低的向浓度高的方向扩散，产生成分的偏聚而不是成分的均匀化，这种扩散现象通常称为上坡扩散。
调幅分解：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。
08级考的部分题目：贝茵模型，奥氏体核长大界面浓度变化图，珠光体转变图，片状珠光体转变机制及碳扩散图，伪弹性，烧结过程，高炉由上到下组成，作业题上的一道计算题，用界面反应的观点解释高压吹入氧气的作用以及界面在材料科学中的重要作用，暂时就这些了，希望大家有资料的话共享一下啊。