第一章-固態(tài)相變概論課件

固態(tài)相變及應(yīng)用

主講：張松1固態(tài)相變及應(yīng)用參考書:1.康煜平等.金屬固態(tài)相變及應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.4考試:1.平時考察：10分2.筆試：90分2固態(tài)相變及應(yīng)用要求:

1.掌握金屬材料固態(tài)相變的基本規(guī)律；2.了解固態(tài)相變-組織-性能之間的具體聯(lián)系；3.掌握基本熱處理工藝。用途:

為從事與金屬材料熱處理相關(guān)的研究和應(yīng)用工作打下專業(yè)理論基礎(chǔ)。

3固態(tài)相變及應(yīng)用內(nèi)容：第一章固態(tài)相變概論第二章奧氏體相變及其應(yīng)用第三章珠光體相變及其應(yīng)用第四章馬氏體相變第五章貝氏體相變第六章過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖第七章馬氏體相變和貝氏體相變的應(yīng)用第八章鋼的回火轉(zhuǎn)變及回火第九章脫溶沉淀及其應(yīng)用4固態(tài)相變及應(yīng)用重點內(nèi)容：

固溶處理和時效淬火和回火退火和正火

熱處理原理及工藝5第一章固態(tài)相變概論

序

回顧和介紹幾個概念

1.組元：組成金屬或合金最基本的、獨立的物質(zhì)。2.相：金屬或合金中結(jié)構(gòu)相同、成分和性能均一并以界面相互分開的組成部分。3.新相：新產(chǎn)生的相稱為新相。4.母相：導(dǎo)致新相產(chǎn)生的相稱為母相。5.相變：母相向新相的轉(zhuǎn)變。61.1金屬固態(tài)相變的主要類型1.1.1平衡轉(zhuǎn)變在極為緩慢的加熱或冷卻的條件下發(fā)生能獲得符合狀態(tài)圖所示平衡組織的相變。1.1.2非平衡轉(zhuǎn)變

在快速加熱或冷卻的非平衡條件下，平衡轉(zhuǎn)變受到抑制，將發(fā)生平衡相圖上不能反映的轉(zhuǎn)變類型，獲得不平衡組織或亞穩(wěn)狀態(tài)的組織。

1.1.3固態(tài)相變的其它分類91.1金屬固態(tài)相變的主要類型1.1.1平衡轉(zhuǎn)變1.1.1.1純金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變1.1.1.2固溶體的多形性轉(zhuǎn)變1.1.1.3共析轉(zhuǎn)變1.1.1.4包析轉(zhuǎn)變1.1.1.5平衡脫溶沉淀1.1.1.6調(diào)幅分解1.1.1.7有序化轉(zhuǎn)變101.1金屬固態(tài)相變的主要類型1.1.1平衡轉(zhuǎn)變1.1.1.1純金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變

純金屬在溫度、壓力改變時，由一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶體結(jié)構(gòu)的過程，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。例如:錳在不同溫度下，具有a-Mn、b-Mn、g-Mn、d-Mn等晶體結(jié)構(gòu)。鐵、鈦、鈷、錫等金屬也都具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。

111.1金屬固態(tài)相變的主要類型1.1.1平衡轉(zhuǎn)變1.1.1.2固溶體的多形性轉(zhuǎn)變

固溶體的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變稱為多形性轉(zhuǎn)變。例如：鋼在加熱時鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)變、冷卻時奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變都屬于多形性轉(zhuǎn)變。

121.1金屬固態(tài)相變的主要類型1.1.1平衡轉(zhuǎn)變1.1.1.3共析轉(zhuǎn)變合金在冷卻時，由一種固溶體同時分解為兩種不同相的轉(zhuǎn)變稱為共析轉(zhuǎn)變。反應(yīng)式：g→a+b1.1.1.4包析轉(zhuǎn)變合金在冷卻時由兩個固相合并轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€固相的轉(zhuǎn)變過程稱為包析轉(zhuǎn)變。

a+b→gFe-B合金，910℃：g+Fe2B→a13

1.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.1平衡轉(zhuǎn)變1.1.1.5平衡脫溶沉淀

某種固溶體在高溫固溶了一定量的合金元素后，在緩慢冷卻的條件下，因為溶解度下降，從固溶體中析出新相的過程，稱為平衡脫溶沉淀。

特點:在轉(zhuǎn)變過程中，母相不消失，但隨著新相的析出，母相的成分和體積分數(shù)不斷變低，新相的成分、結(jié)構(gòu)與母相不同。141.1金屬固態(tài)相變的主要類

1.1.1平衡轉(zhuǎn)變1.1.1.6調(diào)幅分解

某些合金在高溫時形成的均勻的單一固溶體，緩慢冷卻到某一溫度范圍內(nèi)時，分解為兩種結(jié)構(gòu)與原固溶體相同，而成分卻明顯不同的微區(qū)的轉(zhuǎn)變，稱為調(diào)幅分解。反應(yīng)式：a→a1+a2特點:

a、a1、a2

的晶體結(jié)構(gòu)相同151.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.1平衡轉(zhuǎn)變1.1.1.7有序化轉(zhuǎn)變

在平衡條件下，固溶體中各組元原子的相對位置由無序到有序的轉(zhuǎn)變過程稱為有序化轉(zhuǎn)變。Cu-Au、Cu-Zn、Mn-Ni、Fe-Ni、Ti-Ni、Fe-Al等60多種合金中都可發(fā)生這種轉(zhuǎn)變。161.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.2非平衡轉(zhuǎn)變1.1.2.1偽共析轉(zhuǎn)變1.1.2.2馬氏體轉(zhuǎn)變1.1.2.3貝氏體轉(zhuǎn)變1.1.2.4不平衡脫溶沉淀1.1.2.5塊狀轉(zhuǎn)變171.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.2非平衡轉(zhuǎn)變1.1.2.1偽共析轉(zhuǎn)變

某些非共析成分的奧氏體以較快的速度被過冷到ES線和GS線的延長線以下（如圖1-1所示的陰影區(qū)）時，將不發(fā)生先共析轉(zhuǎn)變，而是直接同時轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和滲碳體。這一過程稱為偽共析轉(zhuǎn)變。18圖1.1Fe-Fe3C相圖的左下角/Wt%191.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.2非平衡轉(zhuǎn)變1.1.2.2馬氏體轉(zhuǎn)變

進一步提高冷速，將奧氏體過冷到Ms（如圖1.1）以下的低溫區(qū)，鐵等置換原子和碳等間隙原子都難以擴散，則奧氏體以無擴散方式發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物稱為馬氏體。馬氏體的成分與母相相同，但晶體結(jié)構(gòu)與母相不同。鐵碳合金、銅合金、鈦合金，無機非金屬材料中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。201.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.2非平衡轉(zhuǎn)變1.1.2.3貝氏體轉(zhuǎn)變鋼中的奧氏體過冷到珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變溫度之間的中溫區(qū)，將發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，又稱中溫轉(zhuǎn)變。因為發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變時，鐵等置換原子難于擴散，只有碳原子可以擴散，所以貝氏體轉(zhuǎn)變既不同于偽共析轉(zhuǎn)變，也不同于馬氏體轉(zhuǎn)變。貝氏體轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物為貝氏體。貝氏體是由α相和碳化物或奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組成的復(fù)相組織，但其中α相的形態(tài)和碳含量，以及碳化物的形態(tài)和分布等均不同于珠光體。211.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.2非平衡轉(zhuǎn)變1.1.2.4不平衡脫溶沉淀與平衡脫溶不同，某種固溶體在高溫固溶了一定量的合金元素后，在快速冷卻的條件下，因為固溶體中來不及析出新相，一直冷卻到較低溫度下，得到過飽和固溶體。然后，在室溫或加熱到其溶解度曲線以下的溫度，將從過飽和固溶體中析出一種新相，這種轉(zhuǎn)變過程稱為不平衡脫溶沉淀。析出新相的成分和結(jié)構(gòu)與平衡沉淀相不同。淬火鋼在回火時析出新相：ε-Fe2.4C、χ-Fe5C2等221.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.2非平衡轉(zhuǎn)變1.1.2.5塊狀轉(zhuǎn)變對于純鐵或低碳鋼，在一定的冷速下，g相或奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之具有相同成分而形貌呈塊狀的a相，這種轉(zhuǎn)變過程是通過原子的短程擴散使新相和母相間的非共格界面推移實現(xiàn)的，稱為塊狀轉(zhuǎn)變。新相、母相成分相同，但形貌和與母相的界面結(jié)構(gòu)上均與馬氏體轉(zhuǎn)變不同。在Cu-Zn、Cu-Ga合金中也存在。231.1金屬固態(tài)相變的主要類型1.1.3.1按原子遷移特征分類（1）無擴散型相變：馬氏體相變（2）擴散型相變：其他相變1.1.3.2按相變熱力學(xué)分類（1）一級相變：新舊兩相的自由能及化學(xué)位均相等，但化學(xué)位的一級偏導(dǎo)數(shù)不等,有體積的脹縮及潛熱的釋放或吸收。大多數(shù)相變屬于一級相變。（2）二級相變：化學(xué)位的一級偏導(dǎo)數(shù)相等，但二級偏導(dǎo)數(shù)不等。磁性轉(zhuǎn)變、有序轉(zhuǎn)變等。1.1.3固態(tài)相變的其它分類24為什么一級相變有體積效應(yīng)和熱效應(yīng)？251.1金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.3固態(tài)相變的其它分類1.1.3.3按相變方式分類（1）形核-長大型相變：大多數(shù)相變（2）無核相變：調(diào)幅分解261.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.1相界面1.2.2應(yīng)變能和界面能1.2.3原子的遷移率1.2.4晶體缺陷1.2.5亞穩(wěn)過渡相1.2.6位向關(guān)系1.2.7新相往往在慣習(xí)面上形成271.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.1相界面金屬凝固：新相在液相中形成，固-液界面。固態(tài)相變：新相在固相中形成，固-固界面。金屬固態(tài)相變的第一個特點是根據(jù)新相和母相原子在相界面上的晶體學(xué)匹配程度，形成具有晶體學(xué)特征的相界面。

1.2.1.1共格界面1.2.1.2半共格界面1.2.1.3非共格界面281.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.1相界面1.2.1.1共格界面界面上兩相的原子部分地保持匹配；界面上兩相的原子所占位置恰好是兩相點陣的共有結(jié)點位置。條件:δ<0.05錯配度δ=Δa/a特點:界面能最小，但彈性應(yīng)變能最大29TiC/b-Ti復(fù)合材料界面高分辨電子顯微鏡像[110]b-Ti[111]TiC2nm301.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.1相界面1.2.1.2半共格界面界面上兩相的原子部分地保持匹配。條件:δ=0.05~0.25

特點:界面能小，但彈性應(yīng)變能大。δ越大，彈性應(yīng)變能就越大。311.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.1相界面1.2.1.3非共格界面界面上兩相的原子完全不匹配。

條件:δ>0.25特點:界面能最大，但彈性應(yīng)變能最小

321.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.2應(yīng)變能和界面能

金屬固態(tài)相變的第二個特點是彈性應(yīng)變能和界面能一起成為相變阻力，使固態(tài)相變的相變阻力增大。液-固相變的阻力：界面能；固態(tài)相變的阻力：界面能+彈性應(yīng)變能；

固態(tài)相變的阻力是較大的。331.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.2應(yīng)變能和界面能

彈性應(yīng)變能：共格應(yīng)變能+比容差應(yīng)變能

共格應(yīng)變能：界面上的原子由于要強制性地實行匹配，以建立共格或半共格聯(lián)系，在界面附近區(qū)域內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)變能。顯然，這種共格應(yīng)變能以共格界面為最大，半共格界面次之，而非共格界面為零。比容差應(yīng)變能：由于新相和母相的比容不同，故新相形成時的體積變化將受到周圍母相的約束而產(chǎn)生的彈性應(yīng)變能。

341.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.2應(yīng)變能和界面能

比容差應(yīng)變能的大小與新相的幾何形狀有關(guān)。由圖可知:

圓盤狀新相所引起的比容差應(yīng)變能最小，針狀的次之，而球狀的最大。因此，固態(tài)相變的新相往往有片狀（盤狀）、針狀等特定的形狀。

35圖1.3新相幾何形狀對比容差應(yīng)變能(相對值)的影響

ES-新相單位質(zhì)量應(yīng)變能；E0-球狀新相單位質(zhì)量應(yīng)變能361.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.2應(yīng)變能和界面能新相形狀—應(yīng)變能與界面能—過冷度的關(guān)系過冷度很大時—新相的臨界晶核尺寸很小—表面積很大—界面能為主要相變阻力而應(yīng)變能次之—共格或半共格界面—應(yīng)變能增加—新相形成盤狀或薄片狀(應(yīng)變能降低)。過冷度很小時—新相的臨界晶核尺寸較大—表面積減小—應(yīng)變能為主要相變阻力而界面能次之—非共格界面(以降低應(yīng)變能)?！魞上嗟谋热莶詈苄?，則新相傾向于形成球狀以降低界面能；—若兩相比容差較大，則新相傾向于形成針狀以兼顧降低界面能和比容差應(yīng)變能。371.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.3原子的遷移率固態(tài)相變的第三個特點是原子的遷移率低。液態(tài)金屬的擴散系數(shù)可達10-7cm?s-1，固態(tài)金屬僅約10-11~10-12cm?s-1，固態(tài)金屬中原子的擴散速度要比液態(tài)金屬的原子低幾個數(shù)量級，這樣擴散便成為固態(tài)相變的控制因素。受擴散控制的固態(tài)相變，可以產(chǎn)生很大程度的過冷。隨著過冷度增大，相變驅(qū)動力增大，故轉(zhuǎn)變速度增大。但是，當(dāng)過冷度大到一定程度后，由于受到擴散控制，轉(zhuǎn)變速度隨過冷度增大而減慢。381.2金屬固態(tài)相變的主要特點固態(tài)相變的第四個特點是晶體缺陷成為固態(tài)相變非均勻形核的形核位置。

在位錯、空位、晶界和亞晶界處優(yōu)先形核。原因：點陣類似；能量高(點陣畸變能)；有利于擴散。1.2.4晶體缺陷

391.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.5亞穩(wěn)過渡相

固態(tài)相變的第五個特點是有時并不直接形成穩(wěn)定的平衡相，而是先形成亞穩(wěn)的過渡相。

原因:

可減小相變阻力。過渡相在成分、結(jié)構(gòu)上更接近于母相，兩相間易于形成共格或半共格界面，以減少界面能，從而降低形核功。401.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.6位向關(guān)系

固態(tài)相變的第六個特點是新相與母相間往往存在一定的位向關(guān)系。

當(dāng)新相與母相間為共格或半共格界面時，兩相之間必然存在一定的晶體學(xué)取向關(guān)系。若兩相間無一定的取向關(guān)系，則其界面必定為非共格界面。有時兩相間雖然存在一定的晶體學(xué)取向關(guān)系，也未必都具有共格或半共格界面。由于新相長大，共格或半共格性遭到破壞。

411.2金屬固態(tài)相變的主要特點1.2.7新相往往在慣習(xí)面上形成

固態(tài)相變的第七個特點是新相往往在慣習(xí)面上形成。固態(tài)相變時新相往往在母相一定的晶面族上形成，這種晶面稱為慣習(xí)面。新相如果有慣習(xí)面，一般則與母相就有一定的位相關(guān)系。421.3固態(tài)相變時的形核1.3.1均勻形核1.3.2非均勻形核

431.3固態(tài)相變時的形核1.3.1均勻形核系統(tǒng)自由能總變化為:

(1-1)

ΔG—系統(tǒng)自由能總變化V—新相體積σ—新相比表面能S—新相表面積—單位體積新相與母相的自由能差E—新相單位體積應(yīng)變能

ΔGV—體自由能差，即相變驅(qū)動力；ΔGS—界面能；ΔGE—彈性應(yīng)變能441.3固態(tài)相變時的形核1.3.1均勻形核

假設(shè)新相晶核為球形，由式(1-1)可導(dǎo)出固態(tài)相變時的臨界形核功為

(1-2)

可見，由于存在應(yīng)變能，將使臨界形核功增大。

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—形核率；N

—單位體積母相中的原子數(shù)；ν—原子振動頻率；Q—原子擴散激活能；k—波爾茲曼常數(shù)；T—相變溫度/K；Q擴散激活能；G*臨界形核功。

由于固態(tài)下Q值較大，且固態(tài)相變時ΔG*值也較高，故與凝固過程相比，固態(tài)相變的均勻形核率要小得多。1.3固態(tài)相變時的形核1.3.1均勻形核固態(tài)相變均勻形核時的形核率可以用下式表示

461.3固態(tài)相變時的形核1.3.2非均勻形核

系統(tǒng)自由能總變化為多了一項ΔGd，它表示非均勻形核時由于晶體缺陷消失而釋放出的能量。-ΔgVV

-ΔGd是相變驅(qū)動力，這將導(dǎo)致臨界形核功的降低，從而大大促進形核過程。471.3固態(tài)相變時的形核1.3.2非均勻形核非均勻形核時晶體缺陷所起的作用。1.3.2.1空位（1）空位可通過加速擴散過程。（2）釋放自身能量提供形核驅(qū)動力而促進形核。（3）空位群亦可凝聚成位錯而促進形核。

481.3固態(tài)相變時的形核1.3.2非均勻形核非均勻形核時晶體缺陷（位錯、空位、晶界）所起的作用。1.3.2.2位錯（1）新相在位錯線上形核，可借形核處位錯線消失時所釋放出來的能量作相變驅(qū)動力，使形核功降低；（2）新相形核時位錯并不消失，而依附于新相界面上構(gòu)成半共格界面上的位錯部分，以補償錯配，從而降低應(yīng)變能，使形核功降低；（3）溶質(zhì)原子在位錯線上偏聚(形成柯氏氣氛)，使溶質(zhì)含量增高，便于滿足新相形成時所需的成分條件，使新相晶核易于形成；（4）位錯線可作為擴散的短路通道，降低擴散激活能，從而加速形核過程；（5）位錯可分解形成由兩個分位錯與其間的層錯組成的擴展位錯，使其層錯部分作為新相的核胚而有利于形核。

491.3固態(tài)相變時的形核1.3.2非均勻形核非均勻形核時晶體缺陷起到一定的作用。1.3.2.3晶界（1）大角晶界具有高的界面能，在晶界形核時可使界面能釋放出來作為相變驅(qū)動力，以降低形核功。（2）新相與母相的某一個晶粒有可能形成共格或半共格界面，以降低界面能，減少形核功。

501.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.1新相長大機理晶核長大的實質(zhì)：界面向母相方向的遷移1.4.1.1半共格界面的遷移1.4.1.2非共格界面的遷移511.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.1新相長大機理1.4.1.1半共格界面的遷移（1）切變長大

521.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.1新相長大機理1.4.1.1半共格界面的遷移（2）臺階長大

531.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.1新相長大機理1.4.1.2非共格界面的遷移（1）非協(xié)同型長大（2）原子從母相臺階端部向新相臺階上轉(zhuǎn)移541.4.1.2非共格界面的遷移

（1）非協(xié)同型長大(原子擴散)551.4.1.2非共格界面的遷移（2）臺階狀結(jié)構(gòu)

561.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大1.4.2.2擴散型相變有成分變化時新相的長大1.4.2.3新相長大速度與過冷度的關(guān)系1.4.2.4擴散型相變的等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)571.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大設(shè)母相為β，新相為α，兩者成分相同。當(dāng)母相中的原子通過短程擴散越過相界面進入新相中時便導(dǎo)致相界面向母相中遷移，使新相逐漸長大。顯然，其長大速度受界面擴散(短程擴散)所控制。

58591.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大β相的一個原子越過相界跳到α相上所需的激活能為Δg。振動原子中能夠具有這一激活能的概率應(yīng)為601.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大若原子振動頻率為υ0，則β相的原子能夠越，界跳到α相上的頻率為：

(1-5)

這意味著在單位時間里將有原子從β相跳到α相上去。611.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大同理，α相中的原子也可能越界跳到β相上去，但其所需的激活能應(yīng)為，其中為β與α相間的自由能差。因此，α相的一個原子能夠越界跳到β相上去的頻率應(yīng)為

(1-6)621.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大原子從β相跳到α相的凈頻率為若原子跳一次的距離為λ，每當(dāng)相界上有一層原子從β相跳到α相上后，α相便增厚λ，則α相的長大速度為

631.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大將(1-5)、（1-6）式代入，整理即得

（1-7）

641.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大將(1-5)、（1-6）式代入，整理即得

（1-7）若相變時過冷度很小，則△gαβ→0。根據(jù)近似計算，ex≈1+x(當(dāng)∣x∣很小時)，故

（1-8）

651.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大將(1-8)式代入（1-7）式，整理即得

（1-9）661.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大由（1-9）式可得出什么結(jié)論？當(dāng)過冷度很小時，新相長大速度與新相和母相間的自由能差(即相變驅(qū)動力)成正比。但實際上相間自由能差是過冷度或溫度的函數(shù)，故新相長大速度隨溫度降低而增大。671.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大當(dāng)過冷度很大時，，使

(1-7)則式(1-7)可簡化為

（1-10）681.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大由式(1-10)可知，當(dāng)過冷度很大時，新相長大速度隨溫度降低呈指數(shù)函數(shù)減小。綜上所述，在整個相變溫度范圍內(nèi)，新相長大速度隨溫度降低呈現(xiàn)先增后減的規(guī)律，如圖1.9所示。

691.4.2.1擴散型相變無成分變化時新相的長大綜上所述，在整個相變溫度范圍內(nèi)，新相長大速度隨溫度降低呈現(xiàn)先增后減的規(guī)律，如圖1.9所示。圖1.9新相長大速度與溫度的關(guān)系701.4.2新相長大速度1.4.2.2擴散型相變有成分變化時新相的長大711.4.2新相長大速度1.4.2.2擴散型相變有成分變化時新相的長大設(shè)在dt時間內(nèi)相界向β相一側(cè)推移dx距離，則新增的α相單位面積界面所需的溶質(zhì)量為∣∣dx。這部分溶質(zhì)是依靠溶質(zhì)原子在β相中的擴散提供的。設(shè)溶質(zhì)原子在α相中的擴散系數(shù)為D，并假定其不隨位置、時間和濃度而變化；又界面附近β相中的濃度梯度為由Fick第一定律可知，擴散通量為

72（1-11）731.4.2新相長大速度1.4.2.2擴散型相變有成分變化時新相的長大這表明新相的長大速度與擴散系數(shù)和界面附近母相中濃度梯度成正比，而與兩相在界面上的平衡濃度之差成反比。

741.4固態(tài)相變時的晶核長大1.4.2新相長大速度1.4.2.3新相長大速度與過冷度的關(guān)系由上述討論可知，擴散型相變1.界面遷移速度受相變驅(qū)動力控制；2.界面遷移速度也要受擴散系數(shù)D控制;3.界面遷移速度可表