1.1金属固态相变的主要类型

第一章固态相变金属固态相变的主要类型热处理原理与工艺1金属固态相变的主要类型2固态相变的主要特点

3固态相变过程第一章固态相变固态相变回忆：什么是相？成分、温度、压力等因素改变时，固态物质内部发生的组织结构变化。

相变前的相状态称为旧相或母相；相变后的相状态称为新相。

研究意义

控制过程→获得预期的组织→得到预期性能

三种基本变化：成分、结构、有序度1.1金属固态相变的主要类型一、分类方法1、按照热力学分一级相变（体积、热量变化），大多数相变如此，几乎所有伴随晶体结构变化的固态相变。二级相变（无体积、热量变化，但热膨胀系数、比热容等变化），例如磁性转变；有序化、超导。§1

金属固态相变的主要类型1.1金属固态相变的主要类型2、按照动力学分

扩散相变：长距离扩散→成分变化，例如A、P相变无扩散相变：原子的运动不超过一个原子间距，例如M相变

B转变：半扩散1.1金属固态相变的主要类型3、按照相变方式形核、长大：新/母相有界面，多数如此无核相变：新/母相无界面，比如调幅分解（结构相同、成分不同）

4、按照平衡状态平衡相变：A、共析P相变不平衡相变：平衡相图不能反映的转变，M、B、伪共析转变1.1金属固态相变的主要类型二、平衡相变1、同素异构转变纯金属在一定的温度和压力下，由一种结构转变为另一种结构的现象2、多型性转变在固溶体中发生的同素异构转变称为多型性转变

γ→F1.1金属固态相变的主要类型高温过饱和固溶体缓慢冷却过程中析出第二相的过程母相不消失母相成分、体积随析出变化两相成分、结构不同例如：F中析出渗碳体3、平衡脱溶沉淀

1.1金属固态相变的主要类型两个新相成分、结构与母相不同恒温、母相、新相成分都是确定的如A→P（F＋Fe3C）4、共析转变

1.1金属固态相变的主要类型

α→α1+α2

单一固溶体冷却分解为两相固溶体新生的固溶体结构与母相相同，但成分不同无明显界面通过上坡扩散，最终使均匀固溶体变为不均匀固溶体。(应力应变梯度引起的，非浓度梯度）5、调幅分解1.1金属固态相变的主要类型固溶体中各组元原子相对位置从无序转变到有序。6、有序化转变

如在Fe-Al合金系平衡图中，铝含量为13.9％～20％Fe-Al合金从700℃以上的无序α相缓冷下来时，发生α→β1（Fe3Al），Fe3Al为有序固溶体，具有体心立方结构。1.1金属固态相变的主要类型三、不平衡转变1、伪共析转变组成相与共析转变相同组成相的相对量随含碳量变化2、M转变不扩散，以一种切变共格的方式实现点阵的

改组成分与母相相同3、块状转变形貌、成分与母相相同（短程扩散使非共格相界面在母相中推移实现）结构与母相不同形貌块状（例如Fe-Al合金）1.1金属固态相变的主要类型4、B转变Fe不扩散，C扩散组织形态多种，与M、P都不一样转变温度在P、M转变之间5、不平衡脱溶（时效）快冷形成过饱和固溶体从中析出的新相与平衡析出相结构、成分不同新相在相图上找不到1.1金属固态相变的主要类型①结构同素异构转变、多型性转变、马氏体转变等只有结构上的变化；②成分调幅分解只有成分上的变化；③有序化程度有序化转变只发生有序化程度的变化；

共析转变、贝氏体转变、脱溶沉淀等则兼有结构和成分的变化。类型1.1金属固态相变的主要类型

相变的实质，是相结构、成分或有序化程度发生变化，相变可以兼有上述相变类型的一种或几种。如：马氏体相变是非扩散相变、非平衡相变、无核相变；（新旧相成分相同、结构不相同）

珠光体相变

是扩散相变、平衡相变、有核相变；（新旧相成分不相同、结构不相同）

1.1金属固态相变的主要类型

同一种材料在不同条件下可发生不同的相变，从而获得不同的组织和性能。共析碳钢

平衡转变：珠光体组织，硬度约为HRC23；

快速冷却：马氏体组织，硬度达HRC60以上。Al-4%Cu合金平衡组织：抗拉强度仅为