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金属固态相变的特征引言：金属是一类常见的材料，其固态相变是指在一定条件下，金属由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
金属固态相变具有许多独特的特征，本文将从晶格结构、原子运动和宏观性质三个方面来探讨金属固态相变的特征。
一、晶格结构变化金属的固态相变通常伴随着晶格结构的变化。
晶格是金属内部排列有序的原子阵列，不同的晶格结构决定了金属的性质。
金属固态相变中，晶格结构发生变化，常见的相变类型有铁素体相变、奥氏体相变和马氏体相变等。
不同的相变类型对应着不同的晶格结构，如面心立方结构、体心立方结构和六方最密堆积结构等。
晶格结构的变化直接影响了金属的力学性能、导电性能和磁性等性质。
二、原子运动特征金属固态相变中，原子的运动是相变发生的基础。
在金属的相变过程中，原子会发生位移、交换或重新排列等运动。
例如在铁素体相变中，铁原子的位置会从面心立方结构变为体心立方结构，原子发生了位移和重新排列。
此外，金属固态相变的过程中，原子间的键合也会发生改变。
原子运动的特征直接影响了金属的热膨胀性、热导率和硬度等性质。
三、宏观性质变化金属固态相变引起了金属的宏观性质变化。
金属的固态相变通常伴随着热学性质和力学性质的变化。
例如，在铁素体相变中，金属的磁性会发生明显变化，从铁磁性转变为顺磁性。
此外，金属的热膨胀性、热导率和电阻率等热学性质也会随着相变发生变化。
另外，金属相变还会对金属的力学性能产生影响，如硬度和韧性等。
金属固态相变的特征不仅与金属的性质有关，也与相变过程的条件有关。
金属的固态相变通常需要一定的温度和压力条件，不同的温度和压力条件下，金属的相变行为也会有所不同。
此外，金属的化学成分也会对固态相变产生影响，不同的化学成分会导致金属的相变温度发生变化。
总结：金属固态相变是金属由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程，具有晶格结构变化、原子运动特征和宏观性质变化等特征。
金属固态相变的特征与金属的性质、相变过程的条件和化学成分有关。
第一章 金属固态相变特征复习：相的概念，合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。
固态相变定义：固态金属（纯金属和合金）在温度和压力改变时，组织和结构会发生变化，这种变化统称为金属的固态相变。
重点：理解相和相变的物理意义，固态相变的基本特征。
难点：意义：固态相变是金属材料热处理的基础。
例如，马氏体相变可以使钢淬火强化；过饱和固溶体分解使合金时效强化等。
因此，研究固态相变有重要的实际意义。
金属固态相变与凝固过程相同处：* 以新相和母相的自由能差作为相变的驱动力；* 大多数固态相变也都包含成核和长大两个基本过程，并遵循结晶过程的一般规律。
但因其为固态下的结晶过程，故又具有不同于液态金属结晶的一系列特点。
热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却到室温的一种热加工工艺。
热处理的作用？（1） 改变钢的组织结构，进而改善材料的性能，延长期使用寿命；（2） 消除铸、锻、焊等工艺造成的缺陷，细化晶粒，消除偏析，降低内应力，均匀钢的组织和性能；（3） 热处理还可以改善材料的切削加工性能；（4） 热处理可以提高工件表面的抗磨、耐蚀性能。
§1-1 固态相变的特点一、相界面金属固态相变时，新相与母相的界面为两种晶体的界面，按其结构特点可分为共格界面、半共格（部分共格）、非共格界面，如图1-1：1、共格界面――界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相界面上的原子排列完全匹配，界面上的原子为两相所共有，如图1-1a)。
只有孪生晶面才是理想的完全共格界面。
第一类共格：当两相之间的共格联系依靠正应变来维持时，图1-2a ）；第二类共格：当两相之间的共格联系依靠切应变来维持时，图1-2b ）。
无论哪种共格，晶界两侧都有一定的畸变。
共格界面的特点：共格界面的界面能很小，但因界面附近有畸变，所以弹性畸变能大。
共格界面必须依靠弹性畸变来维持，当新相不断长大而使共格晶面的弹性畸变能增大到足够量时，也可能超过母相的屈服极限而产生塑性变形，结果使共格联系遭到破坏。
金属固态相变的主要特点金属固态相变是指金属在固态下由于温度、压力或其他外界条件的变化而引起的物理结构和性质的变化。
金属固态相变的主要特点有以下几个方面：1. 温度变化引起的相变：金属的固态相变主要是由于温度的变化引起的。
当金属的温度超过一定的临界温度时，金属内部的晶体结构会发生变化，从而导致固态相变。
例如，铁在不同的温度下会发生α相到γ相的相变，这种相变是由于温度变化引起的。
2. 压力变化引起的相变：除了温度变化，金属固态相变还可以由压力的变化引起。
当金属受到外界的压力作用时，原子之间的距离和排列会发生变化，从而导致固态相变。
例如，钻石可以在高压下转变为金刚石，这是由于压力变化引起的相变。
3. 结构和性质的变化：金属固态相变不仅会引起晶体结构的变化，还会导致金属的性质发生改变。
例如，铁的相变会引起其磁性的变化，从铁磁性到顺磁性的转变。
这种结构和性质的变化对金属的应用具有重要的影响。
4. 相变的可逆性：金属固态相变通常是可逆的，即当外界条件恢复到原来的状态时，金属可以再次发生相反的相变。
这与金属的液态相变或气态相变不同，液态和气态的相变通常是不可逆的。
5. 相变的影响因素：金属固态相变的发生受到多种因素的影响，包括温度、压力、晶体结构、晶界能量等。
这些因素会影响金属内部原子的排列和运动方式，从而导致相变的发生和性质的改变。
6. 金属固态相变的应用：金属固态相变在材料科学和工程中具有重要的应用价值。
通过控制金属的相变过程，可以制备出具有特定结构和性质的材料，如形状记忆合金和超弹性材料等。
这些材料在医学、航空航天等领域有着广泛的应用。
金属固态相变是金属在固态下由于温度、压力或其他外界条件的变化而引起的物理结构和性质的变化。
它具有温度和压力变化引起的相变、结构和性质的变化、相变的可逆性、影响因素和应用等主要特点。
金属固态相变的研究对于材料科学和工程具有重要意义，并且在实际应用中有着广泛的应用前景。
第一章 金属固态相变特征复习：相的概念，合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。
固态相变定义：固态金属（纯金属和合金）在温度和压力改变时，组织和结构会发生变化，这种变化统称为金属的固态相变。
重点：理解相和相变的物理意义，固态相变的基本特征。
难点：意义：固态相变是金属材料热处理的基础。
例如，马氏体相变可以使钢淬火强化；过饱和固溶体分解使合金时效强化等。
因此，研究固态相变有重要的实际意义。
金属固态相变与凝固过程相同处：* 以新相和母相的自由能差作为相变的驱动力；* 大多数固态相变也都包含成核和长大两个基本过程，并遵循结晶过程的一般规律。
但因其为固态下的结晶过程，故又具有不同于液态金属结晶的一系列特点。
热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却到室温的一种热加工工艺。
热处理的作用？（1） 改变钢的组织结构，进而改善材料的性能，延长期使用寿命；（2） 消除铸、锻、焊等工艺造成的缺陷，细化晶粒，消除偏析，降低内应力，均匀钢的组织和性能；（3） 热处理还可以改善材料的切削加工性能；（4） 热处理可以提高工件表面的抗磨、耐蚀性能。
§1-1 固态相变的特点一、相界面金属固态相变时，新相与母相的界面为两种晶体的界面，按其结构特点可分为共格界面、半共格（部分共格）、非共格界面，如图1-1：1、共格界面――界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相界面上的原子排列完全匹配，界面上的原子为两相所共有，如图1-1a)。
只有孪生晶面才是理想的完全共格界面。
第一类共格：当两相之间的共格联系依靠正应变来维持时，图1-2a ）；第二类共格：当两相之间的共格联系依靠切应变来维持时，图1-2b ）。
无论哪种共格，晶界两侧都有一定的畸变。
共格界面的特点：共格界面的界面能很小，但因界面附近有畸变，所以弹性畸变能大。
共格界面必须依靠弹性畸变来维持，当新相不断长大而使共格晶面的弹性畸变能增大到足够量时，也可能超过母相的屈服极限而产生塑性变形，结果使共格联系遭到破坏。
一、名词解释1.平衡相变：是指在缓慢加热或冷却时所发生的能获得符合平衡状态图的平衡组织的相变。
2.扩散：相邻原子相对移动距离超过一个原子间距，相邻原子的相对位置发生改变。
3.均匀形核：晶核在母相中无择优地任意均匀分布4.非均匀形核：晶核在母相中某些区域择优地不均匀分布5.惯习面：新相往往在母相一定的晶面上开始形成，这个晶面为惯习面6.共格界面：界面上的原子所占据的位置恰好是两相点阵共有的位置时，两相在界面上的原子可以一对一的相互匹配。
7.球化退火：使片状渗碳体球状化，获得球状p的热处理工艺。
8.派敦处理：使高碳钢获得细珠光体（索氏体）组织，再经过深度冷拔而获得高强度钢丝。
9.魏氏组织：工业上将具有片（针）状铁素体或渗碳体加珠光体的组织（消除：细化晶粒的正火、退火以及锻造）10.伪共析转变：过冷奥氏体将全部转变为珠光体型组织，但合金的成分并非共析成分，并且其中铁素体和渗碳体的相对含量也与共析成分珠光体不同，随奥氏体的碳含量变化而变化。
11.切变共格界面：Ms的形成是以切变方式进行的，且Ms和r之间的界面上的原子是共有的。
这种界面。
12.冷处理：若Ms点在室温以上，Mf点在室温以下，则淬火到室温时将保留相当残余r。
若继续冷却至室温以下，则残余r转变为M。
13.相变诱发塑性：金属及合金在相变过程中塑性增加，往往在低于母相屈服强度时即可发生塑性变形。
14.二次淬火：回火加热、保温过程中不发生分解，冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象。
15.回火抗力（抗回火性）：合金元素这种阻碍α相中碳含量降低和碳化物颗粒长大而使钢件保持高硬度、高强度的性质。
16.二次硬化：当马氏体中含有足够量的碳化物形成元素时，在500℃以上回火时将会析出细小的特殊碳化物，导致因回火温度升高，θ-碳化物粗化而软化的钢再度硬化。
17.回火脆性：随回火温度升高，冲击韧性反而下降的现象。
18.脱溶（沉淀）：从过饱和固溶体中析出第二相（沉淀相）或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程，是一种扩散型相变。
