金属学原理6～8章ppt课件

1、些特殊的性能。些特殊的性能。PP)()(TTTT)()(PPSTP)(VPT)(知条件：PP)()(TTTT)()(PPP22P22)()(TTT22T22)()(PPPTPT22TCTHTTSTPPPP22)(1)()(VKPVVVPVPTTT22)()()(VTVVVTVPTTP2)()(知条件：有序化转变有序化转变盘(碟)状球形ac棒(针)状100.10.0100.51相对弹性应变能新相外形与相对弹性应变能的关系c/a在适宜的条件下，再继续向稳定相转变。在适宜的条件下，再继续向稳定相转变。自在能G母相形状GP固态相变势垒与过渡相的产生形状过渡相形状稳定新相形状GSG*SG*MGPSGPM

2、母相P过渡相M稳定新相SGM2EV3V36161dGdGdGEVV*4GGd2EVV3*)( 316GGG相变自在能变化G： 新相临界中心尺寸d*： 临界形核功G*： *V*2exp()exp()exp()GQIn a pkTkTGQK dkT均匀形核率I： -+0Gdd*d 2d 3(GV+GEV)/6G*G形核功G随球形新相核胚尺寸d的变化 2EV3V3c6dGdGdGEVV*c4GGd2EVV3*c)(32GGG核胚外形为立方体： 12EVV3e)(6HGGHG2EVV3212EVV31*e)( 316)( 316GGGGGEVV1*4GGHEVV2*4GGLEVV3*4GGW12/HL

3、13/HW核胚外形为三个方向尺寸分别为L、W、H的椭球体： DEVVGAGVGVGIkTQQkTGALkTGAkTQLpanIiiiii)exp()1 (exp)()exp()exp()(g*g*V新相B母相 晶界面形核表示图母相晶界)coscos32(2131AB21cos0.00.51.01.52.01E-41E-30.010.11A1B/晶界面形核与均匀形核的临界形核功比值A1随B/比值的变化曲线 AddGdG2V3d61)1 (1 22/1V*dGd)1 (1 22/1VdGd4122VGA*2/32/32V30*d*d)1 ()1 (316)()(GGdGdGG-1.0-0.8-0.

4、6-0.4-0.20.00.00.20.40.60.81.0Gd*/G*dG位错线上与均匀形核的临界形核功比值/G*与参量的关系IkTGkTQQddbkTGkTQbpanI)1 (1 exp)exp()1 (exp()exp(*2/3d2*2*d2*2/3d2*dVd*dG*cdG*edG*dG)exp(*kTGexp()QkT)exp()(0tItI)exp()(1tItI011d)exp(IttIN可表示为可表示为: )exp(1)exp(akTGkTQu)(akTGDuexp()QDukT温度母相析出相母相0TCMC0CN析出相溶质浓度urRCNCMC0母相 析出相长大过程中溶质原子的浓

5、度分布固溶度曲线RrrCCCDtru)(ddMN2/1)(DtRMNM0)( 2CCCCkk)2erfc()4exp(21121312/1212/ 14)/(k3/13/1)4()4(1kkkk 2/13)( k2/122/12)4(2kkk不变分散场近似 不变尺寸近似解 线性梯度近似 0.010.11101E-41E-30.010.1131-kR=(Dt)1/21E-41E-30.010.110.010.111042-kR=(Dt)1/2 球形析出相长大动力学2/1)(DtSk)2erfc()4exp(12112/12/12k2/14)211 ( 2kk不变尺寸近似解 线性梯度近似 1E-3

6、0.010.11101E-30.010.11421-kS=(Dt)1/2 薄片状析出相长大动力学 )3exp(143tIuX0.11100.00.20.40.60.81.0Transformation Fraction Xtime, log ttfts典型的Johnson-Mehl相转变量-时间曲线 )exp(1nBtX0.11101000.00.20.40.60.81.0Transformation Fraction Xtime, logtn=1n=2n=3n=4不同时间指数的Avrami相转变量时间曲线 nntt76644. 1)95. 0ln05. 0lnlog(1logsfnntt66

7、107. 2)99. 0ln01. 0lnlog(1log01. 099. 01转变量作为相变的开场，而99转变量作为相变的完成 5转变量作为相变的开场，而95转变量作为相变的完成 使使n相应减小相应减小 新相长大维数对动力学方程时间指数的影响新相长大维数对动力学方程时间指数的影响相变形核长大微观机制与动力学方程时间指数相变形核长大微观机制与动力学方程时间指数95%完成T1T35%开场T2温度时间，log t0.111010010000.00.20.40.60.81.0T2T3Transformation Fraction Xtime, log tT12/ 1sf2/ 12/ 1f2/ 1sf

8、f)(32d)(1fsttDtttDttNNRttf*exp()2GRnkTTG /*2/ 1sf2/ 1f)(ttDRnIR21f长大过程的值1.7664/0.950.050.05(101)nttt2/102/1)2()(Ck362152102SVJ/m1035. 1/m10m)106 . 2(MPa400005 . 021GbG对形变诱导铁素体相变起作用的形变储能与轧制温度和应变速率的关系图 )2ln(1)1 (4/)2ln(1)1 (42232SVbddGbddbdGbGSGSVG不同微区直径形变储能的变化超平衡析出量平衡析出量时间t沉淀析出量超平衡固溶度析出景象SG12lg ( )2.

9、26 6770/14NbCNT12lg ( )1.936570/14NbCNT(J/mol)318. 63829)/20033. 0(10lnSTTRTGSLSLSLmmmmmmmm()()GGGHHT SSHHHHTTTTTTT*SLexp()exp()GQIn p nkTkT332VSL2 3coscos()()64dGGd*SLcV4dG 33*SL2V162 3coscos( )3()4GfGG非均SL1vGT2exp(/)vbT23()vTqT QkA T4QE T低构成枝晶区域提纯SL/kCCL液相线固相线C0C0/kkC0成分温度k1cos cosm种自修复行为种自修复行为nK下

10、屈服点上屈服点dd1ddnnKnKun纹带，使资料外表质量下降纹带，使资料外表质量下降n能越好。能越好。高温条件下，晶界易于滑动，成为主高温条件下，晶界易于滑动，成为主要的塑性变形方式要的塑性变形方式峰值应变 P峰值应力 P谷底应力 V谷底应变 V完全再结晶区部分再结晶区无再结晶区时间 t温度 TPexp()sinh()nQZARTP0mnKD ZdyrDCZd()dmDvBt110mmDDKtCdDAfC32()62dDfz定程度的抑制定程度的抑制0.16 0.36 10m纵向 横向 缺陷资料的普及。缺陷资料的普及。使资料强化。使资料强化。资料成分资料成分加工工艺加工工艺显微缺显微缺陷组织陷

11、组织性能性能组织性能关系合金化原理工艺学资料学性能学金属学分析测试技术性能测定2/1CCPCKRP CC Rk CMMPMkRAlloy Mass，%Y I E LD STRENGTH INCREMENT, MPa2/1DP2GbR2/1yGPDkRdCOrowan MechanismCutting Mecanism)22.1ln(3728.02/1PPbddfKGbR)417.2ln(89952/1PPddfR晶粒细化64-10析出强化位错强化20%珠光体屈服强度P+53N+30Sn+17C+10Si+8Mn-5Al-27屈服强度转机温度(ITT),15MPa2/1C2PSC)1 ()2(a

12、ES2C2PSC)1 ()2(SEa共同点：微裂纹的构成都与位错运动受阻呵斥位错塞积有关，而阻止位错运动的妨碍主要是晶界、孪晶界和第二相，这些实际模型也都可推导出抗拉强度与晶粒尺寸的Hall-Petch方式的关系式区别：Smith实际更偏重于第二相特别是晶界碳化物网膜的作用 晶界弱化元素的消除或抑制晶界偏析晶界弱化元素的消除或抑制晶界偏析脱硫，加硼脱硫，加硼形功迅速下降形功迅速下降2M1M1M1M2M2M1M1M)1 (TSfTSfTSfTSfTS),min(2M1MYSYSYS IF钢中主要固溶元素对力学性能目的的影响的回归结果 2/1y0PPDkRR2/1T0mmDkRR2/12/1PdfTSddfYSln12/1PO2/12/1PCdfYS 0