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固態相變中新相的長大不銹鋼固溶有什么影響

2020-09-10 01:10:34

固態相變中新相的長大

     新相長大機理

     新相形核之后,便發生晶核的長大過程,即相界面向母相方向的遷移根據相界面結構的不同,其界面遷移的機理也不同。從相變的角度看,界面可分為滑動型和非滑動型兩種。

     (1)滑動型界面?;瑒有徒缑婢枪哺窕虬牍哺窠缑?靠位錯滑動而遷移,每相通過點切變完成相變。它的遷移對溫度不敏感,也就是所謂的非熱激活遷移。例如馬氏體轉變其晶核的長大是通過半共格界面上母相一側的原子以切變方式來完成的。其特點是大量原子有規則地沿某一方向做小于一個原子間距的遷移,并保持各原子之間原有的相鄰關系不變,如圖2-10所示,所以這種晶核長大過程稱為協同型長大。由于該相變中原子的遷移距離都小于一個原子間距,故又稱為非擴散型相變。機械孿晶的形成也涉及滑動界圖210馬氏體轉變時的面,所以李生和馬氏體轉變有很多相似之處。界面遷移

     (2)非滑動型界面。大多數界面是非滑動型的,它的遷移類似于大角度晶界的遷移界—面上單個原子幾乎隨機地跳躍過界面。原子擺脫母相跳躍到新相所需的額外能量由熱激活提供,所以非滑動型界面的遷移對溫度非常敏感。相應的晶核長大過程稱為擴散型長大,也稱為非協同型長大。擴散型長大時新相與母相的成分可以相同,也可以不同。有些固態相變,如同素異構轉變、塊狀轉變等,其新、母相成分相同,界面附近的原子只需做短程擴散;有些固態相變,如共析轉變、脫溶分解、貝氏體轉變等,由于新、母相的成分不同,新相的長大必須依賴于溶質原子在母相點陣中的長程擴散以上討論的界面遷移以及形核長大轉變的分類列于表2-1。盡管很多轉變可以按上述方式分類,但也有一些難于分類的相變,例如,貝氏體轉變是熱激活長大的,但也具有類似滑動界面遷移所產生的形狀改變

      在非協同型長大過程中,共格界面與非共格界面的遷移率間存在明顯差異,因而對新相的最終形狀產生影響。例如,考慮面心立方和密排六方晶體的共格密排面,如圖211(a)所示,如果密排六方依靠原子的單個跳躍來長大(即所謂的連續長大),在面心立方相的C位置原子必須換成B原子,如圖2-11(b)所示。但可以看出,由于兩個上下緊挨著的原子都是B,相互排斥,同時還會出現圍繞這個原子的位錯,所以會被迫跳回原來的位置。由此可知,共格或半共格界面的遷移率很低,連續長大很困難。反之,松散的非共格界面原子跳躍比較容易,遷移率較高,見圖2-12。因此可以設想,在沒有彈性應變能的影響時,為使總的界面自由能最小,臨界晶核通常由共格或半共格界面和非共格界面聯合為界,由于非共格界面容易遷移,共格或半共格界面難于移動,晶核應當長大成片狀或盤狀

為了實現共格或半共格界面的法向長大,需要用臺階生長的機制來說明,如圖2-13所示。當界面含有垂直于共格平面的一系列臺階時,共格界面的遷移可通過臺階的橫向移動來實現要強調的是,這里雖然非協同型相變來討論,但臺階生長機制也是何宇偕同形相變。

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