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第二章相变动力学 1 从动力学角度研究相变速度问题 2 转变量取决于形核率 长大速度和转变时间 3 等温转变对相变研究的意义 相变的温度 时间 转变量的关系1 等温转变 2 变温转变 2 1等温相变动力学 2 1 1等温动力学方程 Johnson Mehl方程 两端积分 得 2 1 图2 1均匀相变时新相体积分数与时间的关系 相变速率随时间连续地降低 J M等温动力学方程讨论 3 长大速度问题 1 相变孕育期 t 2 形核率问题 图2 2新晶粒半径与时间的关系 每个球形粒子晶核的转变体积为 考虑到形核位置的变化 可以得到J M方程的一般表达式为 2 5 公式 2 6 称为Avrami方程 式中K n为常数 三维形核长大用3 n 4 二维形核长大用2 n 3 一维形核长大用1 n 2 例题1 锰在282 等温转变量体积分数f和转变时间的关系如下所列 假定转变动力学服从Avrami关系 求出其中指数n 并推断可能的形核及长大的方式 再取对数 得 线性回归得 n值是3 53 可以推断转变过程是形核率随时间减少的 JMA方程在多形性转变机制中的n值 JMA方程在扩散控制型转变机制中的n值 一般情况下 n 1 的动力学曲线为S形 S形动力学曲线是形核长大型转变的典型形状 Avrami方程仅适用于扩散型相变 例题2 当转变时间很短时 Avrami方程 可做怎样的简化 若形核都是在晶粒的角隅上 形核位置饱和 核心以恒速长大 以简单的模型 利用Avrami简化式子证明指数n 3 若在晶界形核 并且假定晶核是在转变开始瞬间形成 形核位置饱和 核心以恒速长大 以简单的模型 利用Avrami简化式子证明指数n 1 2 1 2等温相变的综合动力学曲线 将不同温度的相变动力学曲线的数据 综合在温度 时间图中 可以得到综合动力学曲线 TTT图对各种钢的热处理具有重要意义 2 2变温相变动力学 设新相区平均体积为 形成新相的体积分数为f 则 设单位体积母相中形成新相的区域数目为dN 且正比于相变驱动力
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