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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 热处理 » 关于高温合金中γ′析出时界面能与应变能的关系，各位大牛帮我分析一下~
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tangs

木虫 (正式写手)

[求助] 关于高温合金中γ′析出时界面能与应变能的关系，各位大牛帮我分析一下~已有1人参与

看到一篇文献说：
    热处理温度较低时,γ′和y 相保持共格关系, γ′相形貌主要取决于应变能。在γ′相的几种形态中, 立方体应变能最小的, 应变能降低促使γ′相长大并呈规则的立方体。随温度升高, 合金界面能对γ′相形貌起主要作用,界面能降低成为γ′相长大的驱动力, 而且温度越高, 原子扩散速度越快,在相同的时效时间内, 温度越高, 一次γ′尺寸越大,与立方体相比, 球形的表面积更小。因此,随时效温度升高,γ′相的棱角钝化越严重, 逐渐转变呈球形。
    我的疑惑是
    第一，γ′和y 相保持共格关系，共格界面能是最低的，但是弹性应变能包括共格应变能和比体积差应变能，需要维持共格关系的话，共格应变能就会很大，因此弹性应变能就会很大，即应变能很大。这与文献中说的恰恰相反。这一点我很困惑。
    第二，文献中说球形的表面积更小，界面能更低，界面能降低成为γ′相长大的驱动力，所以γ′相逐渐转变呈球形。但是从界面的关系看，球形析出的话，与基体的界面属于非共格界面，非共格界面的界面能应该是最高的。这又作何解释？
    希望各位大拿帮我分析分析，有重谢~~
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年轻的人生没有绝路，困境在前方，希望在拐角
1楼2012-03-17 21:26:41
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

xiachengdong

木虫 (著名写手)
★
zhyq8767: 金币+1, 感谢交流 2012-03-19 09:40:43
引用回帖:
10楼: Originally posted by tangs at 2012-03-18 23:25:23:
我现在疑惑是:同体积情况下,共格析出针状,球状,立方状的相,各形状相的界面能和应变能大小关系咋样呢?

这个问题，我们老师专门讲过，我列举一下！
              应变能              界面能
共格            大                    小
半共格         中                    中
非共格         小                    大

立方（盘）  最小                  最大
针状            中                    中
球形            最大                  小
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13楼2012-03-19 09:33:58
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Zpffpz

铁杆木虫 (职业作家)

金属小光头

优秀版主

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
tangs: 金币+3, ★有帮助, 非常感谢~ 2012-03-18 08:49:33
毛猴: 金币+1, 感谢交流！ 2012-03-18 09:56:02
第二个我认为是一部分γ′相已经共格切变完成，即摆脱y 相的限制，而切变完成的相它长大时需要主要考虑界面能，界面能降低成为γ′相长大的驱动力，所以逐渐变化为圆形就有必要了，解释不知是否合理，欢迎交流
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努力向前
2楼2012-03-17 23:17:26
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tangs

木虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by xiachengdong at 2012-03-18 22:20:21:
1.
2. 楼主你确定：“球形析出的话，与基体的界面属于非共格界面”？
非共格界面的界面能应该是最高的，我认同啊！
对于球形析出，与基体非共格，那我意见不同。
共格与非共格，与析出相的形状有直接关系吗？ ...

如果析出球形共格相，那么它的界面能很低，但是弹性应变能较高（因为比体积差应变能高），而如果析出立方的共格相，界面能很低，应变能也低，从能量的角度应该析出立方共格相，能这么解释吗？
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年轻的人生没有绝路，困境在前方，希望在拐角
7楼2012-03-18 22:31:09
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xiachengdong

木虫 (著名写手)
★ ★
Zpffpz: 金币+2, 很感谢交流 2012-03-18 23:29:46
引用回帖:
7楼: Originally posted by tangs at 2012-03-18 22:31:09:
如果析出球形共格相，那么它的界面能很低，但是弹性应变能较高（因为比体积差应变能高），而如果析出立方的共格相，界面能很低，应变能也低，从能量的角度应该析出立方共格相，能这么解释吗？

因为目前无法定量比较应变能和界面能的绝对值，到底谁高谁低还不知道。

若要定性解释的话，析出共格的立方析出相，应变能是减小了，但界面能却是增大了（立方的界面能比针状、球状的都大），后期如何发展，决定于应变能和界面能的绝对值，不知道。
若是先析出非共格的立方相，此时应变能小，界面能是主要的决定因素了，而球形的界面能小，由能量减小的趋势可知析出相由立方向球形转变。

不一定说得对，一起学习学习！
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8楼2012-03-18 22:50:58
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xiachengdong

木虫 (著名写手)
★
engle028: 金币+1, 感谢交流 2012-03-19 10:25:07
引用回帖:
12楼: Originally posted by tangs at 2012-03-19 09:26:49:
你能否解释何时能够析出球状，何时析出立方状？析出时何时共格析出？

一般认为，在时效初期的生成的GP区与基体共格，继续时效形成的亚稳相，与基体呈共格或半共格关系，此时对应于硬度或强度的峰值，而过时效则析出平衡相，与基体呈非共格关系。

这只是一般规律，具体的界限难以区分，常常是相互之间的交叉，
如湘竹仙子上面所说，会同时发现两种相的存在！
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14楼2012-03-19 10:10:16
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湘竹仙子

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
毛猴: 金币+2, 感谢交流！ 2012-03-19 14:06:43
tangs: 金币+2, ★有帮助, 有道理，这应该是两个独立的过程 2012-03-19 18:38:12
楼主，今天又仔细看了你的问题。发现你是否弄错了一件事。整个实验过程应该是这样的，对已经存在的试样进行不同温度下的热处理，在高温下gamma‘相变成了球状了，这个方面的文章报道有很多。但这球状物并不是在析出gamma’的过程中形成的。所以一个是析出的问题，一个是析出后的第二相球化问题，这似乎不能混为一谈。
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16楼2012-03-19 13:42:08
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dandaocastle

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
tangs: 金币+3, ★★★很有帮助, 非常感谢 2012-11-01 12:47:45
第一，γ′和y 相保持共格关系，共格界面能是最低的，但是弹性应变能包括共格应变能和比体积差应变能，需要维持共格关系的话，共格应变能就会很大，因此弹性应变能就会很大，即应变能很大。这与文献中说的恰恰相反。这一点我很困惑。
界面能+共格应变能+体积应变能，体积应变能基本是Ｎi与Ni3Al之间的了，定值，不需要考虑了。界面能ＶＳ共格应变能决定形状。共格，应变能增加，界面能的减少，后者大于前者，继续共格。应该不是能量绝对值的比较，而是变化值的比较吧，是一种趋势的判断。
第二，文献中说球形的表面积更小，界面能更低，界面能降低成为γ′相长大的驱动力，所以γ′相逐渐转变呈球形。但是从界面的关系看，球形析出的话，与基体的界面属于非共格界面，非共格界面的界面能应该是最高的。这又作何解释？
同上，判断趋势。另外球形的就是非共格界面了吗？只是错配度降低了些吧，关于错配度，还需要考虑一下基体和析出相点阵常数随温度的变化。
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18楼2012-11-01 11:29:04
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tangs

木虫 (正式写手)
引用回帖:
19楼: Originally posted by shi2012 at 2015-01-23 09:54:47
这是在看文献时的一个思考，很困惑！你是指从基体中析出γ′时，球状和立方状都有可能？刚看一篇文献说：经1100/8 h 时效后,γ′ 相接近球形, 其错配度接近于0 ；当错配度变得更负，γ′立方度增加。这又作何解释呢 ...

当错配度接近0时，应变能趋近于0，此时界面能起主导作用，因此为球形。而随着时效时间的延长，错配度的绝对值增加后，应变能起主导作用，而[001]具有较低的弹性模量，因此粒子会沿着[001]排列，呈立方状。

那篇文献找不到了，你可以去网上搜，其实有挺多相关文献的。
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20楼2015-01-23 10:53:58
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普通回帖

tangs

木虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by Zpffpz at 2012-03-17 23:17:26:
第二个我认为是一部分γ′相已经共格切变完成，即摆脱y 相的限制，而切变完成的相它长大时需要主要考虑界面能，界面能降低成为γ′相长大的驱动力，所以逐渐变化为圆形就有必要了，解释不知是否合理，欢迎交流

可否这么理解：在γ′形核和长大的过程中，其驱动力均是界面能的降低。因为在形核时，共格析出应变能大而界面能小，为了降低界面能，其共格析出；在长大时，为了降低自身的界面能，其自趋球化。
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3楼2012-03-18 15:48:48
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湘竹仙子

木虫 (正式写手)
★
engle028: 金币+1, 感谢交流 2012-03-18 21:45:00
楼主是在什么实验条件下观察到的？在定向凝固组织中，γ′的这两种形貌貌似可以同时观察到
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4楼2012-03-18 20:48:42
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tangs

木虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 湘竹仙子 at 2012-03-18 20:48:42:
楼主是在什么实验条件下观察到的？在定向凝固组织中，γ′的这两种形貌貌似可以同时观察到

这是在看文献时的一个思考，很困惑！你是指从基体中析出γ′时，球状和立方状都有可能？刚看一篇文献说：经1100/8 h 时效后,γ′ 相接近球形, 其错配度接近于0 ；当错配度变得更负，γ′立方度增加。这又作何解释呢？
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5楼2012-03-18 22:13:48
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xiachengdong

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
tangs: 金币+5, ★★★很有帮助, 非常感谢，有道理，可能是我混淆概念了。 2012-03-18 22:22:53
1.
2. 楼主你确定：“球形析出的话，与基体的界面属于非共格界面”？
非共格界面的界面能应该是最高的，我认同啊！
对于球形析出，与基体非共格，那我意见不同。
共格与非共格，与析出相的形状有直接关系吗？你直接把它定义成非共格，这题就无解了！
球形或者近球形的东西共格的例子非常多吧！
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6楼2012-03-18 22:20:21
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xiachengdong

木虫 (著名写手)
你这问题很有意义，
明天再好好考虑下！
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9楼2012-03-18 22:53:23
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tangs

木虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by xiachengdong at 2012-03-18 22:50:58:
因为目前无法定量比较应变能和界面能的绝对值，到底谁高谁低还不知道。

若要定性解释的话，析出共格的立方析出相，应变能是减小了，但界面能却是增大了（立方的界面能比针状、球状的都大），后期如何发展，决 ...

我现在疑惑是:同体积情况下,共格析出针状,球状,立方状的相,各形状相的界面能和应变能大小关系咋样呢?

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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10楼2012-03-18 23:25:23
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