各种相变和固态反应工程材料显微分析图像显微镜

各种相变和固态反应工程材料显微分析图像显微镜

各种相变和固态反应工程材料显微分析仪器
工程材料中的各种相变和固态反应的显微组织演化所必须了解的基本概念。我们看到，有两种一般类型的相变：扩散型和马氏体型。扩散型相变依赖于时间和温度两个因素，一般包括形核和长大两个过程。形核是相变的开始，它要求形成一个稳定的称为临界晶核的颗粒。核心可以是均匀的(即遍布材料内部各处的)方式、也可以是非均匀的(即在诸如模壁、晶界、位错和脱溶颗粒的择尤位置)方式形成。非均匀形核降低了自由能能垒，导致在略低于转变温度就迅速地形核。    对于液一固转变，形核实际上总是非均匀的。另一方面，对于固态相变，形核也经常是非均匀的，但某些情况下是均匀的。形核速度取决于临界尺寸晶核浓度和原子的迁移率，从而在乎衡温度以下某温度呈现出极大值。这意味着形核遵循典型的C-曲线动力学规律，以使得到给定核心数量所要求的最短时间发生在某个中间温度。    长大速度取决于温度和扩散距离。在高温下，虽然扩散速度很大，但由于扩散距离通常比较大，所以生长速度很慢。在低温下，由于扩散速度慢，所以生长速度也慢。与形核速度相似，长大速度也在低于平衡温度的某中间温度出现最大值。这样，在相变的长大部分也观察到C-曲线的动力学特征。总的转变速度正比于形核和长大速度，因而也呈现C-曲线的行为。    在给定的温度，转变分数依赖时间遵循S形关系：在开始和终了时的速度慢，而在中间的转变速度最大。在所有的商业时效处理中都包含形核与长大过程，在时效过程中细小的第二相颗粒在过饱和固溶体中形成。第二相颗粒的析出使实用的合金体系中的力学和物理性无扩散转变也是可能发生的。这些转变通过切位移和体积变化来进行。