固态相变学习指导

第八章固态相变学习指导

固态相变是材料进行热加工的基础理论。固态相变的种类很多，若按相变时原子迁移的情况可分为两类：一类是扩散型相变，如同素异构转变、固熔体的脱熔转变、共析转变、调幅分解和有序化等；另一类是无扩散型相变，如马氏体转变；第三类是兼有扩散、无扩散特征的相变，如贝氏体转变、块状转变等。

本章的重点是介绍固态相变的基本特点及遵循的一般规律，大多数固态相变与结晶相变类似，也是形核和核长大的过程。但是，由于新相和母相都是晶体，所以与结晶相变相比又有其特点，主要表现：

(1) 固态相变时阻力较大：在固态相变时，除了新、旧相间由于产生相界面而引起的界面自由能升高外，还会由于新、旧相比体积差而导致应变能力产生，后者对相变过程有很重要的影响。

(2) 固态相变主要依靠非均匀形核：由于材料中本身存在各种晶体缺陷，这些缺陷分布又不均匀，所具有的能量高低不同，这就为非均匀形核创造了条件；同时，均匀形核所需要的形核功大，势必过冷度要相当大，这会使扩散困难，不利于均匀形核。

固态相变后，新生相α的某一晶面和某一晶向往往分别与母相β的给定界面和晶向相平行；相界面易形成共格或半共格界面。

(3) 新相的长大呈现惯习现象：相变过程中新相长大易于沿着母相的某些特定的晶面和晶向以针状或片状的形态优先发展。这种惯习现象可借金相显微镜进行观察。

(4) 新生相的组织形态比较复杂：一般来说，新生相的形态也是为了适应母相的结构和组织特点，克服相变阻力而表现出来的综合结果，所以它既受应变能和界面能的影响，也受母相结构组织的影响。

(5) 固态相变易于出现过渡相：形成过渡相是固态相变克服相变阻力的另一重要途径。凡过渡相都不是真正的稳定相，只要条件允许，就会自发地再向稳定相转变。

作为扩散型相变的例子，主要介绍了脱熔转变及其类型，调幅分解及其特点。作为无扩散型相变的例子，介绍了马氏体相变及多晶型转变的有关概念，其目的仍在于掌握固态相变的一般规律。