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块形相变

/massive transformation/
条目作者沈惠敏

沈惠敏

最后更新 2022-12-23
浏览 118
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金属、合金在加热或冷却时,发生结构改变,但组分没有变化或很少变化,产物呈块状的相变。

英文名称
massive transformation
所属学科
材料科学与工程

A.B.格雷宁格(Greninger)于1939年首先在Cu-Al合金中采用这个名称。这个术语起源于新相的金相形貌,新相常常由大的不规则的块体或晶粒组成。合金中有热激活的多型性相变属这一类。块形相变显示出成核生长的特征。相变过程涉及几个原子间距的热激活迁移,是短程扩散,而不需要原子的长程扩散。相界面是非共格的,它可以促进上述原子的热激活迁移。相变受界面生长机制控制。如果没有预先存在的晶核,那么只有当相变驱动力达到相当大的值,足以允许非共格界面的新相形核,但又不至于引起马氏体相变时,才会开始这种相变,所以要产生块形相变,一方面必须冷却速度足够快,以阻止母相由于长程扩散而被分解为平衡相;另一方面又不能太快,以致热激活生长变得不可能。因此,发生块形相变的条件很苛刻。在铜(Cu)、铝(Al)、锌(Zn)、镓(Ga)、锗(Ge)等金属形成的合金中,块形相变发生在相当窄的成分范围内,如Cu-Zn合金中块形相变仅发生在平衡相图的单相区。淬火速度慢,在Cu-Zn合金中要完全抑制分解为平衡相是很难的;而淬火速度太快,又不可避免地出现一部分马氏体。通过电影照相技术发现在加热和冷却时均可发生块形相变。大部分相变是由易弯曲的晶界传播来完成的。这种晶界以可变的速率移动,且能穿过原始晶粒间界,类似再结晶或晶粒长大。其生长受到两种障碍物的影响。一种是预先存在的沉淀物、杂质粒子或晶体缺陷,它们使运动着的晶界改变方向;另一种是相变时的体积变化,使相界面前方的母相中发生范性形变从而阻止相界面运动。

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