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1 异常长大：少数再结晶晶粒的急剧长大现象。 钉扎晶界的第二相溶于基体
2 机制 再结晶织构中位向一致晶粒的合并
大晶粒吞并小晶粒 各向异性 织构明显 优化磁导率 3 对组织和性能的影响 晶粒大小不均 性能不均
降低强度和塑韧性 晶粒粗大 提高表面粗糙度 三 再结晶退火的组织
1 再结晶图。退火温度、变形量与晶粒大小的关系图。（图）
2再结晶织构。再结晶退火后形成的织构。退火可将形变织构消除，也可形成新织构。 3 退火孪晶。再结晶退火后出现的孪晶。是由于再结晶过程中因晶界迁移出现层错形成的。
第五节 金属的热变形
一 动态回复与动态再结晶
1 动态回复：在塑变过程中发生的回复。 2 动态再结晶：在塑变过程中发生的再结晶。 包含亚晶粒，位错密度较高 特点 反复形核，有限长大，晶粒较细
应用：采用低的变形终止温度、大的最终变形量、快的冷却速度可获 得细小晶粒。 二 金属的热加工
冷加工：在再结晶温度以下的加工过程。发生加工硬化。
1 加工的分类 热加工：在再结晶温度以上的加工过程。硬化、回复、再结晶。 2 热加工温度：T再 （1） 改善铸锭组织。气泡焊合、破碎碳化物、细化晶粒、降低偏析。提高强度、 塑性、韧性。 （2） 形成纤维组织（流线）。 组织：枝晶、偏析、夹杂物沿变形方向呈纤维状分布。 性能：各向异性。沿流线方向塑性和韧性提高明显。 （3） 形成带状组织 形成：两相合金变形或带状偏析被拉长。 影响：各向异性。 消除：避免在两相区变形、减少夹杂元素含量、采用高温扩散退火或正火。 4热加工的优点 （1） 可持续大变形量加工。 （2） 动力消耗小。 （3） 提高材料质量和性能 三 超塑性 1 超塑性：某些材料在特定变形条件下呈现的特别大的延伸率。 2条件：晶粒细小、温度范围（~）、应变速率小（1～%/s）。 3 本质：多数观点认为是由晶界的滑动和晶粒的转动所致。 第九章 固态相变 第一节 概述 一 固态相变的特点 界面能增加 1相变阻力大 额外弹性应变能：比体积差 固态相变 扩散困难（新、旧相化学成分不同时） 困难 2 新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系 * 新相的某一晶面和晶向分别与母相的某一晶面、晶向平行。 共格… 界面类型 半共格… 为降低界面能，形成共格、半共格界面 位向关系 非共格… 3 惯习现象 * 新相沿特定的晶向在母相特定晶面上形成。 惯习方向 （母相）惯习面 原因：沿应变能最小的方向和界面能最低的界面发展。 4 母相晶体缺陷促进相变 点… 缺陷类型 线… 晶格畸变、自由能高，促进形核及相变。 面… （思考：晶粒细化对相变的影响） 5 易出现过渡相 * 固态相变阻力大，直接转变困难 协调性中间产物（过渡相） ＋Fe3C +(3Fe+C) 例 M +Fe3C 二 固态相变的分类 1 按相变过程中原子迁移情况 （1）扩散型：依靠原子的长距离扩散；相界面非共格。 （如珠光体、奥氏体转变，Fe,C都可扩散。） （2）非扩散型：旧相原子有规则地、协调一致地通过切变转移到新相中；相界面共格、原子间的相邻关系不变；化学成分不变。 （如马氏体转变，Fe,C都不扩散。） （3）半扩散型：既有切变，又有扩散。 （如贝氏体转变，Fe切变，C扩散。） 2 按相变方式分类 （1）有核相变：有形核阶段，新相核心可均匀形成，也可择优形成。大多数固态相变属于此类。 （2）无核相变：无形核阶段，以成分起伏作为开端，新旧相间无明显界面，如调幅分解。 3 按热力学函数变化分类 （1）一级相变：相变时两相的化学位相等，而化学位对温度及压力的一阶偏微分（－S,V）不等的相变。伴随潜热的释放和体积的改变。如蒸发、升华、熔化以及大多数固态晶型转变属于此类。 （2）二级相变：相变时两相的化学位相等，化学位的一阶偏微分也相等，但二阶偏微分不相等的相变。没有相变潜热和体积改变，有比容、压缩系数、膨胀系数变化，如磁性转变、有序－无序转变、超导转变等属于此类。 三 常见固态相变类型 相变名称 相变特征 同素异构转变 同一种元素通过形核与长大发生晶体结构的变化 多型性转变 合金中晶体结构的变化 脱溶转变 过饱和固溶体脱溶分解出亚稳定或稳定的第二相 共析转变 一个固相转变为两个结构不同的固相 包析转变 两个不同结构的固相转变为一个新的固相，组织中一般有某相残余 马氏体转变 新旧相之间成分不变、切变进行、有严格位向关系、有浮凸效应 贝氏体转变 兼具马氏体和扩散转变的特点，借助铁的切变和碳的扩散进行 调幅分解 非形核转变，固溶体分解成结构相同但成分不同的两相 有序化转变 合金元素原子从无规则排列到有规则排列，担结构不变。 第二节 固态相变的形核与长大 一 均匀形核（能量条件） 1 形核时的能量变化 相变驱动力 （1）化学自由能（体积自由能，△Gv） △Gv～T曲线 随成分变化 相变阻力 （2）界面能（，S） 取决于界面结构 △T越大，晶核越小，S大 共格/半共格 （与过冷度有关） △T越小，晶核越大，S小 非共格 相变阻力 （3）应变能(,V) 共格应变能：共格大，半共格小，非共格0 分类 比体积差 球状最大 体积应变能 新相几何形状 片状最小 针状居中 2 形核的能量条件 △G＝－V△Gv+S+ V<0 rK=2 /(△Gv-) △GK=16/3(△Gv-)2 二 非均匀形核（能量条件） （固态相变均匀形核的可能性很小，非均匀形核（依靠晶体缺陷）是主要的形核方式。） 1 不同晶体缺陷对形核的作用 能量高，降低△GK （1）晶界形核 结构混乱，降低 易扩散、偏析，利于扩散相变 新相/母相形成共格、半共格界面降低界面能 母相晶粒1 非共格界面 母相晶粒2 共格或半共格界面 新相生成处位错消失，能力释放，提高驱动力 （2）位错形核 ……位错不消失，可作为半共格界面的形成部分 易于发生偏聚，有利于成分起伏 易于扩散，有利于发生扩散型相变 促进扩散 （3）空位形核 新相生成处空位消失，提供能量 空位群可凝结成位错 （在过饱和固溶体的脱溶析出过程中，空位作用更明显。） 2 非均匀形核的能力变化 △ G＝－V△Gv+S+ V－△GD △ GD－晶体缺陷导致系统降低的能量。 三 晶核的长大 1 长大机制 切变长大 （1）半共格界面 台阶式长大 原子直接迁移 （2）非共格界面 原子迁移至新相台阶端部 2 新相长大速度 新相生成时无成分变化（有结构、有序度变化） （1） 界面控制长大 u=exp(-Q/kT)[1-exp(-△Gv/kT)] 新相生成时有成分变化 （2）扩散控制长大 u=dx/dt=( C/x)D/(C-C) （3）相变动力学 n f=1-exp(-bt) 第十章 金属材料 工业用钢、铸铁和有色金属及其合金构成了国民经济建设所必须的全部金属材料。尽管高分子材料、陶瓷材料和复合材料的应用日益广泛，但金属材料仍然是应用最广泛、用量最大的工程材料。随着现代工业的发展和科学技术的进步，对金属材料的性能要求会越来越高，新型金属材料将会不断出现。 基本要求 10.1.1 工业用钢 1.熟悉钢的分类和编号，能鉴别钢号。 2.熟悉合金元素在钢中的作用和典型钢号中合金元素的作用。 3.掌握常用工业用钢的化学成分、热处理特点（或使用状态）、使用态组织、主 要性能特点及应用。 10.1.2 铸铁 1.熟悉铸铁的分类和铸铁的石墨化。 2.熟悉常用铸铁的牌号、组织、性能特点及应用。 3.了解铸铁的热处理特点及常用热处理工艺。 10.1.3 有色金属及其合金 1.熟悉铝合金的分类和编号、铝合金的时效强化、典型铝合金的组织与性能特 点。 2.熟悉铜合金的分类和编号、了解黄铜的组织及性能特点。 内容提要 10.2.1 重要名词 合金元素……………………………………alloying element 结构钢………………………………………construction steel 工具钢………………………………………tool steel 不锈钢………………………………………stainless steel 奥氏体不锈钢………………………………austenitic stainless steel 回火稳定性…………………………………temper stability 二次硬化……………………………………secondary hardening