【资料】金属固态相变基础汇编
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2020/7/15
《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢二、常见固态相变类型 ➢⑻调幅分解：非形核转变，固溶体分解成结构相同但 成分不同的两相。 ➢⑼有序化转变 ：合金元素原子从无规则排列到有规则 排列，但结构不变。
2020/7/15
《热处理原理及工艺》
第二节 金属固态相变的主要特点
2020/7/15
《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢3.按相变过程中原子迁移情况分类 ➢⑴扩散型：相变时，相界面的移动是通过原子的近程 或远程扩散而进行的相变。也称非协同型转变。 ➢只有温度足够高，原子活动能力足够强时才能发生扩 散型相变。 ➢包括同素异构转变、多形性转变、脱溶型相变、共析 型相变、调幅分解和有序化转变等 ➢（如珠光体、奥氏体转变，Fe、C都可扩散。）
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P
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S
(P )T V
S S V V
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢ 1.按热力学函数变化分类 ➢⑵二级相变：相变时两相的化学势相等，化学势的一 阶偏微分也相等，但二阶偏微分不相等的相变。没有相 变潜热和体积改变，有比容、压缩系数、膨胀系数变化， 如磁性转变、有序-无序转变、超导转变等属于此类。
2020/7/15
《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢4.按相变方式分类 ➢⑴有核相变：有形核阶段，新相核心可均匀形成，也 可择优形成。大多数固态相变属于此类。 ➢⑵无核相变：无形核阶段，以成分起伏作为开端，新 旧相间无明显界面，如调幅分解。
2020/7/15
调幅分解
有序化转变
伪共析转变
（2）非平衡相变
马氏体相变 贝氏体相变
非平衡脱溶沉淀
2020/7/15
《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类 ➢⑴同素异构转变——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叫做同素异 构转变。 ➢⑵多形性转变——固溶体的同素异构转变称为多形性 转变。 ➢⑶平衡脱溶沉淀——在缓慢冷却的条件下，由过饱和 固溶体析出过剩相的过程称为平衡脱溶沉淀。 ➢⑷共析转变——冷却时由一个固相分解为两个不同固 相的转变称为共析转变。 ➢⑸包析转变——冷却时由两个固相合并为一个固相的 转变称为包析转变。
《热处理原理及工艺》
金属固态相变基础
《热处理原理及工艺》
第一章 金属固态相变基础
➢新相与母相的差别 ➢相变发生后，新相与母相之间必然存在某些差别。这 些差别或者表现在 ➢晶体结构上（如同素异构转变） ➢化学成分上（如调幅分解） ➢表面能上（如粉未烧结） ➢应变能上（如形变再结晶） ➢界面能上（如晶粒长大） ➢兼而有之（如过饱和固溶体脱溶沉淀）
2020/7/15
《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类 ➢⑻铁碳合金的不平衡转变： ➢主要包括：伪共析转变、 马氏体转变、贝氏体转变。
2020/7/15
《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类 ➢⑼非平衡脱溶沉淀：
S S V V
( 2 T 2 )P( 2 T 2 )P
( 2P 2 )T( 2P 2 )T
2 2 T P T P
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类
同素异构转变和多形性转变
（1）平衡相变
平衡脱溶沉淀 共析相变
ຫໍສະໝຸດ Baidu
《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢二、常见固态相变类型 ➢⑴同素异构转变：同一种元素通过形核与长大发生晶 体结构的变化。 ➢⑵多型性转变：合金中晶体结构的变化。 ➢⑶脱溶转变：过饱和固溶体脱溶分解出亚稳定或稳定 的第二相。 ➢⑷共析转变：一个固相转变为两个结构不同的固相。 ➢⑸包析转变：两个不同结构的固相转变为一个新的固 相，组织中一般有某相残余。 ➢⑹马氏体转变：新旧相之间成分不变、切变进行、有 严格位向关系、有浮凸效应。 ➢⑺贝氏体转变：兼具马氏体和扩散转变的特点，借助 铁的切变和碳的扩散进行。
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢3.按相变过程中原子迁移情况分类 ➢⑵非扩散型：旧相原子有规则地、协调一致地通过切 变转移到新相中；相界面共格、原子间的相邻关系不变； 化学成分不变。也称协同型转变。 ➢（如马氏体转变，Fe，C都不扩散。） ➢⑶半扩散型：既有切变，又有扩散。 ➢（如贝氏体转变，Fe切变，C扩散。）
➢一、新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊） ➢1.共格界面
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第二节 金属固态相变的主要特点
➢一、新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊） ➢1.共格界面
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第二节 金属固态相变的主要特点
➢一、新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊） ➢2.半共格界面
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类 ➢⑹调幅分解——某些在高温下具有均匀单相固溶体组 织的合金，冷却到某一温度范围内时，可分解为两种结 构与原固溶体相同但成分有明显差别的微区的转变称为 调幅分解。 ➢⑺有序化转变——固溶体中，各组元原子的相对位置 由无序到有序的转变过程称为有序化转变。
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢ 1.按热力学函数变化分类 ➢⑴一级相变：相变时两相的化学势相等，而化学势对 温度及压力的一阶偏微分（-S，V）不等的相变。伴随 潜热的释放和体积的改变。如蒸发、升华、熔化以及大 多数固态晶型转变属于此类。
《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢二、常见固态相变类型 ➢⑻调幅分解：非形核转变，固溶体分解成结构相同但 成分不同的两相。 ➢⑼有序化转变 ：合金元素原子从无规则排列到有规则 排列，但结构不变。
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《热处理原理及工艺》
第二节 金属固态相变的主要特点
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢3.按相变过程中原子迁移情况分类 ➢⑴扩散型：相变时，相界面的移动是通过原子的近程 或远程扩散而进行的相变。也称非协同型转变。 ➢只有温度足够高，原子活动能力足够强时才能发生扩 散型相变。 ➢包括同素异构转变、多形性转变、脱溶型相变、共析 型相变、调幅分解和有序化转变等 ➢（如珠光体、奥氏体转变，Fe、C都可扩散。）
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢ 1.按热力学函数变化分类 ➢⑵二级相变：相变时两相的化学势相等，化学势的一 阶偏微分也相等，但二阶偏微分不相等的相变。没有相 变潜热和体积改变，有比容、压缩系数、膨胀系数变化， 如磁性转变、有序-无序转变、超导转变等属于此类。
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢4.按相变方式分类 ➢⑴有核相变：有形核阶段，新相核心可均匀形成，也 可择优形成。大多数固态相变属于此类。 ➢⑵无核相变：无形核阶段，以成分起伏作为开端，新 旧相间无明显界面，如调幅分解。
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调幅分解
有序化转变
伪共析转变
（2）非平衡相变
马氏体相变 贝氏体相变
非平衡脱溶沉淀
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类 ➢⑴同素异构转变——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叫做同素异 构转变。 ➢⑵多形性转变——固溶体的同素异构转变称为多形性 转变。 ➢⑶平衡脱溶沉淀——在缓慢冷却的条件下，由过饱和 固溶体析出过剩相的过程称为平衡脱溶沉淀。 ➢⑷共析转变——冷却时由一个固相分解为两个不同固 相的转变称为共析转变。 ➢⑸包析转变——冷却时由两个固相合并为一个固相的 转变称为包析转变。
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金属固态相变基础
《热处理原理及工艺》
第一章 金属固态相变基础
➢新相与母相的差别 ➢相变发生后，新相与母相之间必然存在某些差别。这 些差别或者表现在 ➢晶体结构上（如同素异构转变） ➢化学成分上（如调幅分解） ➢表面能上（如粉未烧结） ➢应变能上（如形变再结晶） ➢界面能上（如晶粒长大） ➢兼而有之（如过饱和固溶体脱溶沉淀）
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类 ➢⑻铁碳合金的不平衡转变： ➢主要包括：伪共析转变、 马氏体转变、贝氏体转变。
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类 ➢⑼非平衡脱溶沉淀：
S S V V
( 2 T 2 )P( 2 T 2 )P
( 2P 2 )T( 2P 2 )T
2 2 T P T P
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类
同素异构转变和多形性转变
（1）平衡相变
平衡脱溶沉淀 共析相变
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢二、常见固态相变类型 ➢⑴同素异构转变：同一种元素通过形核与长大发生晶 体结构的变化。 ➢⑵多型性转变：合金中晶体结构的变化。 ➢⑶脱溶转变：过饱和固溶体脱溶分解出亚稳定或稳定 的第二相。 ➢⑷共析转变：一个固相转变为两个结构不同的固相。 ➢⑸包析转变：两个不同结构的固相转变为一个新的固 相，组织中一般有某相残余。 ➢⑹马氏体转变：新旧相之间成分不变、切变进行、有 严格位向关系、有浮凸效应。 ➢⑺贝氏体转变：兼具马氏体和扩散转变的特点，借助 铁的切变和碳的扩散进行。
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢3.按相变过程中原子迁移情况分类 ➢⑵非扩散型：旧相原子有规则地、协调一致地通过切 变转移到新相中；相界面共格、原子间的相邻关系不变； 化学成分不变。也称协同型转变。 ➢（如马氏体转变，Fe，C都不扩散。） ➢⑶半扩散型：既有切变，又有扩散。 ➢（如贝氏体转变，Fe切变，C扩散。）
➢一、新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊） ➢1.共格界面
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第二节 金属固态相变的主要特点
➢一、新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊） ➢1.共格界面
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第二节 金属固态相变的主要特点
➢一、新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊） ➢2.半共格界面
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢2.按平衡状态图分类 ➢⑹调幅分解——某些在高温下具有均匀单相固溶体组 织的合金，冷却到某一温度范围内时，可分解为两种结 构与原固溶体相同但成分有明显差别的微区的转变称为 调幅分解。 ➢⑺有序化转变——固溶体中，各组元原子的相对位置 由无序到有序的转变过程称为有序化转变。
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第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类
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《热处理原理及工艺》
第一节 金属固态相变的主要类型
➢一、固态相变的分类 ➢ 1.按热力学函数变化分类 ➢⑴一级相变：相变时两相的化学势相等，而化学势对 温度及压力的一阶偏微分（-S，V）不等的相变。伴随 潜热的释放和体积的改变。如蒸发、升华、熔化以及大 多数固态晶型转变属于此类。