金属固态相变ppt课件.ppt

《金属固态相变ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章金属固态相变概述：固态相变---金属性能的多样性：例：---应用范围广。“变”---就可利用之，“不变”-此材料难堪大用。---各种强化手段：位错、第二相、固溶、细晶加之金属的性能均衡---金属材料广泛应用。本章简介固态相变的特点、类型、过程；主要介绍钢的热处理原理第1节固态相变的特点相变有其共同规律：如1、热力学---驱动力---能量差---能量降低是自发过程。2、过程：形核、长大固态相变有其自身规律：母相为固态---引出各种特点：外观形状确定，基本不变；切变强度较大；扩散较难。一、相变阻力大：1、新生界面---导致界面能升高---

2、驱动力降低。相变初期界面能升高占主导，界面长大后，体积自由能降低占主导；2、相变时体积变化：胀或缩---受母相约束---即应变能---此为固态相变新增能量---导致驱动力降低；3、扩散难---难以均匀化。二、新相与母相界面上原子排列易保持一定匹配关系：匹配越好，界面能增量越少。三、新相晶核与母相间存在一定的晶体学位向关系四、新相常在母相一定的晶面上形成：惯习面、惯习晶向---惯习现象五、母相晶体缺陷对相变起促进作用：位错、空位、晶界、亚晶界、孪晶---等处自由能高，不稳定，相变驱动力较大。六、易出现过渡相：亚（介）稳定相。原因：固态相变阻力

3、大，扩散难---在母相和新相间起协调、妥协的作用（结果）。不是非此即彼。社会、人类相似。母相---较不稳定相（接近母相）---较稳定相（接近新相）---稳定新相第2节固态相变的基本类型分类方法很多，P174之表9-1（解析之）1、扩散型相变：形核、长大---依靠原子长距离扩散完成---即相界面的扩散、移动来完成：扩散是控制因素。相界面：非共格，无严格的晶体学对应关系例：钢的共析相变2、半扩散相变：介于前二者之间的过渡型相变。例：钢的贝氏体转变：A---B(B=F+Fe3C)即：A---F为切变，非扩散型，C的析出(C---Fe3C)为扩散型

4、相变3、非扩散相变：新相的生成不是靠扩散，而是以类似塑性变形过程中的滑移、孪生的形式---产生切变和转动而进行的---又称“切变型相变”。相变过程中，原来的原子有规则的、协调一致地变为新相，新相—旧相之界面是共格的。相变前后各原子间的相邻关系不发生变化，成分也不变。集体或整体改组.例：钢的淬火:A---M，又称马氏体相变第3节固态相变的形核与长大不讲。基本概念略提。1、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺.为简明表示热处理的基本工艺过程，通常用温度—时间坐标绘出热处理工艺曲线。第4节钢的固态

5、转变（钢的热处理原理）热处理分类—“四把火”热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律称热处理原理。热处理工艺：根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称热处理工艺。(a)940淬火+220回火（板条M回+A‘少）(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火（板条M+条状F+A’少）(e)940淬火+780淬火+220回火（板条M回+条状F+A‘少）(f)780淬火+220回火（板条M回+块状F）20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织一、钢在加热时的组织转变加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在A1以下加热，不发

6、生相变；另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。组织遗传性。热惯性。加热目的：“热透”，均、细A.(一)奥氏体的形成过程奥氏体化也是形核和长大的过程，分为四步。现以共析钢为例说明：(1)奥氏体晶核形成：首先在与Fe3C相界形核。(2)奥氏体晶核长大：晶核通过碳原子的扩散向和Fe3C方向长大。(3)残余Fe3C溶解:铁素体的成分、结构更接近于奥氏体，因而先消失。残余的Fe3C随保温时间延长继续溶解直至消失。(4)奥氏体成分均匀化：Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通过长时间保温使奥氏体成分趋于均匀。亚共析

7、钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢基本相同。但由于先共析或二次Fe3C的存在，要获得全部奥氏体组织，必须相应加热到Ac3或Accm以上.(二)奥氏体晶粒长大及其控制1.晶粒大小的表示方法：平均粒径、单位面积（体积）晶粒数、评级法：通常分为8级，1级最粗，8级最细。2.奥氏体晶粒度的概念●奥氏体化刚结束时的晶粒度称起始晶粒度,此时晶粒细小均匀。随加热温度升高或保温时间延长，奥氏体晶粒将进一步长大，这也是一个自发的过程。奥氏体晶粒长大过程与再结晶晶粒长大过程相同。在给定温度下奥氏体的晶粒度称实际晶粒度。加热时奥氏体晶粒的长大倾向称本质晶粒度（

8、粗、细）。3、奥氏体晶粒大小的控制⑴加热温度和保温时间:加热温度高、保温时间长,晶粒粗大.⑵加热速度:加热速度越快,过热度越大,形核率越高,晶粒越细.⑶钢的化学成分：1）C:共