《金屬材料工程概論（第2版）》13-5原子遷移方式課件_第1頁
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文檔簡介

13.5原子遷移方式金屬中的原子是不斷運(yùn)動著的。在溫度、壓力、應(yīng)力、自由焓等因素變化時會發(fā)生遷移。遷移的方式有擴(kuò)散遷移、非協(xié)同熱激活躍遷、無擴(kuò)散的集體協(xié)同位移等方式。各類固態(tài)相變中都涉及原子的遷移，相變過程得以進(jìn)行的標(biāo)志是原子以不同的位移方式遷移而導(dǎo)致晶格重組13.5.1擴(kuò)散

擴(kuò)散的定義在金屬和合金中，原子（分子、離子）在擴(kuò)散力的作用下，進(jìn)行無規(guī)則運(yùn)動導(dǎo)致的傳質(zhì)過程，稱為擴(kuò)散。這種傳質(zhì)過程導(dǎo)致金屬不同區(qū)域成分的變化，如金屬的氧化、燒結(jié)、滲碳、滲金屬、均質(zhì)化、成分發(fā)生改變的固態(tài)相變等過程都與擴(kuò)散密切相關(guān)。菲克第一定律菲克（Fick）第一定律表示了物質(zhì)的擴(kuò)散通量與濃度梯度的關(guān)系，即在一維擴(kuò)散條件下，在單位時間通過單位面積的擴(kuò)散物質(zhì)量為：其中，負(fù)號表示下坡擴(kuò)散，D為擴(kuò)散系數(shù)。金屬中的擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系為：13.5.2成分不變的原子熱激活躍遷位移無擴(kuò)散相變過程中新相和母相化學(xué)成分相同，此時擴(kuò)散過程將不再發(fā)生作用，原子以新相與母相化學(xué)勢之差為驅(qū)動力，依靠原子熱激活躍遷越過界面能壘而實(shí)現(xiàn)相變過程。新相與母相界面的移動即對應(yīng)界面控制的生長過程。13.5.3原子位移方式不同是區(qū)別相變機(jī)制的重要判據(jù)（1）高溫區(qū)的珠光體轉(zhuǎn)變是擴(kuò)散型相變，原子進(jìn)行長程擴(kuò)散位移，每次位移距離大于或等于一個原子間距。存在體擴(kuò)散和界面擴(kuò)散。（2）貝氏體相變是半擴(kuò)散型相變。碳原子進(jìn)行擴(kuò)散位移，鐵原子和替換原子進(jìn)行界面非協(xié)同熱激活躍遷位移。原子位移距離小于一個原子間距，各原子位移矢量不等，界面控制，貝氏體鐵素體的形成是無擴(kuò)散過程，而貝氏體碳化物（滲碳體）的形成是擴(kuò)散過程。原子位移方式存在過渡性[7，12]。（3）馬氏體相變無成分變化，僅進(jìn)行晶格改組，相當(dāng)于同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，是無擴(kuò)散相變，所有原子進(jìn)行集體協(xié)同位移，原子每次移動距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個原子間距。

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