金屬學(xué)原理6～8章ppt課件

1、些特殊的性能。些特殊的性能。PP)()(TTTT)()(PPSTP)(VPT)(知條件：PP)()(TTTT)()(PPP22P22)()(TTT22T22)()(PPPTPT22TCTHTTSTPPPP22)(1)()(VKPVVVPVPTTT22)()()(VTVVVTVPTTP2)()(知條件：有序化轉(zhuǎn)變有序化轉(zhuǎn)變盤(pán)(碟)狀球形ac棒(針)狀100.10.0100.51相對(duì)彈性應(yīng)變能新相外形與相對(duì)彈性應(yīng)變能的關(guān)系c/a在適宜的條件下，再繼續(xù)向穩(wěn)定相轉(zhuǎn)變。在適宜的條件下，再繼續(xù)向穩(wěn)定相轉(zhuǎn)變。自在能G母相形狀GP固態(tài)相變勢(shì)壘與過(guò)渡相的產(chǎn)生形狀過(guò)渡相形狀穩(wěn)定新相形狀GSG*SG*MGPSGPM

2、母相P過(guò)渡相M穩(wěn)定新相SGM2EV3V36161dGdGdGEVV*4GGd2EVV3*)( 316GGG相變自在能變化G： 新相臨界中心尺寸d*： 臨界形核功G*： *V*2exp()exp()exp()GQIn a pkTkTGQK dkT均勻形核率I： -+0Gdd*d 2d 3(GV+GEV)/6G*G形核功G隨球形新相核胚尺寸d的變化 2EV3V3c6dGdGdGEVV*c4GGd2EVV3*c)(32GGG核胚外形為立方體： 12EVV3e)(6HGGHG2EVV3212EVV31*e)( 316)( 316GGGGGEVV1*4GGHEVV2*4GGLEVV3*4GGW12/HL

3、13/HW核胚外形為三個(gè)方向尺寸分別為L(zhǎng)、W、H的橢球體： DEVVGAGVGVGIkTQQkTGALkTGAkTQLpanIiiiii)exp()1 (exp)()exp()exp()(g*g*V新相B母相 晶界面形核表示圖母相晶界)coscos32(2131AB21cos0.00.51.01.52.01E-41E-30.010.11A1B/晶界面形核與均勻形核的臨界形核功比值A(chǔ)1隨B/比值的變化曲線(xiàn) AddGdG2V3d61)1 (1 22/1V*dGd)1 (1 22/1VdGd4122VGA*2/32/32V30*d*d)1 ()1 (316)()(GGdGdGG-1.0-0.8-0.

4、6-0.4-0.20.00.00.20.40.60.81.0Gd*/G*dG位錯(cuò)線(xiàn)上與均勻形核的臨界形核功比值/G*與參量的關(guān)系IkTGkTQQddbkTGkTQbpanI)1 (1 exp)exp()1 (exp()exp(*2/3d2*2*d2*2/3d2*dVd*dG*cdG*edG*dG)exp(*kTGexp()QkT)exp()(0tItI)exp()(1tItI011d)exp(IttIN可表示為可表示為: )exp(1)exp(akTGkTQu)(akTGDuexp()QDukT溫度母相析出相母相0TCMC0CN析出相溶質(zhì)濃度urRCNCMC0母相 析出相長(zhǎng)大過(guò)程中溶質(zhì)原子的濃

5、度分布固溶度曲線(xiàn)RrrCCCDtru)(ddMN2/1)(DtRMNM0)( 2CCCCkk)2erfc()4exp(21121312/1212/ 14)/(k3/13/1)4()4(1kkkk 2/13)( k2/122/12)4(2kkk不變分散場(chǎng)近似 不變尺寸近似解 線(xiàn)性梯度近似 0.010.11101E-41E-30.010.1131-kR=(Dt)1/21E-41E-30.010.110.010.111042-kR=(Dt)1/2 球形析出相長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)2/1)(DtSk)2erfc()4exp(12112/12/12k2/14)211 ( 2kk不變尺寸近似解 線(xiàn)性梯度近似 1E-3

6、0.010.11101E-30.010.11421-kS=(Dt)1/2 薄片狀析出相長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué) )3exp(143tIuX0.11100.00.20.40.60.81.0Transformation Fraction Xtime, log ttfts典型的Johnson-Mehl相轉(zhuǎn)變量-時(shí)間曲線(xiàn) )exp(1nBtX0.11101000.00.20.40.60.81.0Transformation Fraction Xtime, logtn=1n=2n=3n=4不同時(shí)間指數(shù)的Avrami相轉(zhuǎn)變量時(shí)間曲線(xiàn) nntt76644. 1)95. 0ln05. 0lnlog(1logsfnntt66

7、107. 2)99. 0ln01. 0lnlog(1log01. 099. 01轉(zhuǎn)變量作為相變的開(kāi)場(chǎng)，而99轉(zhuǎn)變量作為相變的完成 5轉(zhuǎn)變量作為相變的開(kāi)場(chǎng)，而95轉(zhuǎn)變量作為相變的完成 使使n相應(yīng)減小相應(yīng)減小 新相長(zhǎng)大維數(shù)對(duì)動(dòng)力學(xué)方程時(shí)間指數(shù)的影響新相長(zhǎng)大維數(shù)對(duì)動(dòng)力學(xué)方程時(shí)間指數(shù)的影響相變形核長(zhǎng)大微觀機(jī)制與動(dòng)力學(xué)方程時(shí)間指數(shù)相變形核長(zhǎng)大微觀機(jī)制與動(dòng)力學(xué)方程時(shí)間指數(shù)95%完成T1T35%開(kāi)場(chǎng)T2溫度時(shí)間，log t0.111010010000.00.20.40.60.81.0T2T3Transformation Fraction Xtime, log tT12/ 1sf2/ 12/ 1f2/ 1sf

8、f)(32d)(1fsttDtttDttNNRttf*exp()2GRnkTTG /*2/ 1sf2/ 1f)(ttDRnIR21f長(zhǎng)大過(guò)程的值1.7664/0.950.050.05(101)nttt2/102/1)2()(Ck362152102SVJ/m1035. 1/m10m)106 . 2(MPa400005 . 021GbG對(duì)形變誘導(dǎo)鐵素體相變起作用的形變儲(chǔ)能與軋制溫度和應(yīng)變速率的關(guān)系圖 )2ln(1)1 (4/)2ln(1)1 (42232SVbddGbddbdGbGSGSVG不同微區(qū)直徑形變儲(chǔ)能的變化超平衡析出量平衡析出量時(shí)間t沉淀析出量超平衡固溶度析出景象SG12lg ( )2.

9、26 6770/14NbCNT12lg ( )1.936570/14NbCNT(J/mol)318. 63829)/20033. 0(10lnSTTRTGSLSLSLmmmmmmmm()()GGGHHT SSHHHHTTTTTTT*SLexp()exp()GQIn p nkTkT332VSL2 3coscos()()64dGGd*SLcV4dG 33*SL2V162 3coscos( )3()4GfGG非均SL1vGT2exp(/)vbT23()vTqT QkA T4QE T低構(gòu)成枝晶區(qū)域提純SL/kCCL液相線(xiàn)固相線(xiàn)C0C0/kkC0成分溫度k1cos cosm種自修復(fù)行為種自修復(fù)行為nK下

10、屈服點(diǎn)上屈服點(diǎn)dd1ddnnKnKun紋帶，使資料外表質(zhì)量下降紋帶，使資料外表質(zhì)量下降n能越好。能越好。高溫條件下，晶界易于滑動(dòng)，成為主高溫條件下，晶界易于滑動(dòng)，成為主要的塑性變形方式要的塑性變形方式峰值應(yīng)變 P峰值應(yīng)力 P谷底應(yīng)力 V谷底應(yīng)變 V完全再結(jié)晶區(qū)部分再結(jié)晶區(qū)無(wú)再結(jié)晶區(qū)時(shí)間 t溫度 TPexp()sinh()nQZARTP0mnKD ZdyrDCZd()dmDvBt110mmDDKtCdDAfC32()62dDfz定程度的抑制定程度的抑制0.16 0.36 10m縱向 橫向 缺陷資料的普及。缺陷資料的普及。使資料強(qiáng)化。使資料強(qiáng)化。資料成分資料成分加工工藝加工工藝顯微缺顯微缺陷組織陷

11、組織性能性能組織性能關(guān)系合金化原理工藝學(xué)資料學(xué)性能學(xué)金屬學(xué)分析測(cè)試技術(shù)性能測(cè)定2/1CCPCKRP CC Rk CMMPMkRAlloy Mass，%Y I E LD STRENGTH INCREMENT, MPa2/1DP2GbR2/1yGPDkRdCOrowan MechanismCutting Mecanism)22.1ln(3728.02/1PPbddfKGbR)417.2ln(89952/1PPddfR晶粒細(xì)化64-10析出強(qiáng)化位錯(cuò)強(qiáng)化20%珠光體屈服強(qiáng)度P+53N+30Sn+17C+10Si+8Mn-5Al-27屈服強(qiáng)度轉(zhuǎn)機(jī)溫度(ITT),15MPa2/1C2PSC)1 ()2(a

12、ES2C2PSC)1 ()2(SEa共同點(diǎn)：微裂紋的構(gòu)成都與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻呵斥位錯(cuò)塞積有關(guān)，而阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的妨礙主要是晶界、孿晶界和第二相，這些實(shí)際模型也都可推導(dǎo)出抗拉強(qiáng)度與晶粒尺寸的Hall-Petch方式的關(guān)系式區(qū)別：Smith實(shí)際更偏重于第二相特別是晶界碳化物網(wǎng)膜的作用 晶界弱化元素的消除或抑制晶界偏析晶界弱化元素的消除或抑制晶界偏析脫硫，加硼脫硫，加硼形功迅速下降形功迅速下降2M1M1M1M2M2M1M1M)1 (TSfTSfTSfTSfTS),min(2M1MYSYSYS IF鋼中主要固溶元素對(duì)力學(xué)性能目的的影響的回歸結(jié)果 2/1y0PPDkRR2/1T0mmDkRR2/12/1PdfTSddfYSln12/1PO2/12/1PCdfYS 0