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1、马氏体相变的形核问题读后感摘要：简要介绍论文马氏体相变的形核问题的主要内容和特点，分析该论文 的严谨与科学性。关键词：马氏体相变的形核，马氏体，马氏体相变钢在淬火时会增强硬度和强度，这早己是众所周知的事实。我国劳动人民在 战国时期就进行过钢的淬火，但19世纪后叶，人们才知道钢经加热和冷却时， 其内部组织会发生改变，有一种相变转变成另一种相，1985年为纪念金相家 Marten将淬火钢的相变产物命名为马氏体。1924年Bain首先发现，在预先抛光 的钢试样表面上形成马氏体后出现皱纹(浮突)及提出著名的Bain应变以來， 马氏体相变研究己经经历了七十余载，三十年代后期发现铜合金 (Cu-ALCu-
2、SCu-Zn)中具有和钢中类似的马氏体相变，长期以来马氏体相变的 研究得到了很大的发展。但对马氏体相变的形核机理尚无较完备可靠的理论。对 马氏体形核机理的研究将加深对马氏体相变过程及理论的认识，因此马氏体相变 的形核问题是马氏体相变研究的热点之一。我通过查阅有关马氏体相变的论文例如马氏体相变的分类、马氏体相变 研究进展和展望以及徐先生的马氏体相变及马氏体等，发现近90年来国 内外在马氏体相变晶体学、热力学与动力学等方面的研究己经取得了很多重要的 成果。尽管国内外的学者己经认识到马氏体相变具有形核长大的特征，但马氏体 的形核问题依然没有的到很好的解决。通过研究徐祖耀先生的马氏体相变的形核问题发现
3、该论文引用了国内外 的许多著名理论例如经典形核理论等，以及通过统计物理的分析推倒有力的驳斥 了一些学者近年來的错误即否定经典形核理论中马氏体形核儿率的计算，并对他 们佐证均匀形核观点所引用的试验寓于了准确解释，从而从源头上否定一些学者 均匀形核理论的错误。最后根据自己的研究和总结国内外学者的研究提出了马氏 体形核问题研究的儿个比较合理的方向。本人对于该篇论文的严谨性与科学性叹 为观止，徐祖耀先生及其合作者对马氏体相变的研究深度略见一斑，不仅从理论 上來驳倒错误的观点更进一步指出由于一些学者对一些实验没能够很好的理解 与认识便加以引用从而得出错误的结论观点。可谓搬石头砸自己的脚。以下从以 下儿个
4、方面來分析徐祖耀先生以及其合作者的该篇著作。1指出现今非均匀形核的不完备由于经典均匀形核理论与实验的不符合，学者们对晶体缺陷可引起马氏体的均匀 形核进行了大量研究并提出了一些非均匀形核理论。徐祖耀先生及其合作者否定 T Olsen与Cohen提出的在母相中由于位错的分解而产生能量低于母相的可以在 母相中自发形成的亚稳定的马氏体核胚使得马氏体形核率大大提高的观点。理由 是构成核胚的位错组态过于奇巧，在实际晶体中很难存在，更重要的到目前为止 该种形式的核胚在试验中也没有观察到。由于Magee提出的与应变场模型实际 上乂回到了经典形核理论，因此也不合理。对于Suezawa和Cook的螺形位错应 变区
5、形成马氏体核胚的模型，由于他们在计算时釆用的界面能远远低于Cohen 和Kaufman计算铁線合金马氏体临界核胚时所釆用的界面能，因此对形核能垒 的计算值并无本质改善。徐祖耀先生及其合作者通过查阅研究国内外在非均匀形 核方面提出的模型进行深入的分析，并与经典形核理论在细微深入到比较的出以 往的非均匀形核理论要么没有跳出经典均与形核计算形核能垒方面的缺陷，要么 就是不能很好用实验的到验证。从而认为非均形核的研究空间很大。2认为我国学者计算马氏体形核几率的观点是错误的我国学者认为经典形核核理论式P = Kexp （- 鵲譽）中的AG*不应是整个马氏 体核胚的能量而应是单位体积或单位原子的能量，他们
6、认为AG*不应是 AG* =警工的直接计算结果，而应当是山7的结果fkBT看作单个原子的热 沁 9chv能。对此徐祖耀先生及其合作者持否定观点。论据如下，其一按照我国学者的观 点那么AG*经过重新计算后，它的值可以使得均匀形核变得完全可能，即热波动 可以使马氏体相变均匀形核，而这一点在评价均匀形核理论时徐祖耀先生己经指 出临界形核能垒AG啲值约为kBT （此时的温度T = Ms）的IO：倍，热起伏不能克 服马氏体均匀形核所需要克服的能垒。其二是徐祖耀先生提到的统计力学的推倒 來驳斥我国学者的错误观点。其三徐祖耀先生从儿率的观点证明了 200万个原子 必须聚集在一起才能称为马氏体核胚，单个原子只
7、能是晶体缺陷，AG*应为整个 核胚的自由能变化。徐祖耀先生根据我国学者认定的马氏体形核儿率，计算了n 个原子处于Ag状态的儿率，从计算结果得出我国学者的纠错是不正确的。徐祖 耀先生用同样的方法计算了 200个原子层同时向同一方向产生平均应变为10一3 的儿率很小，得出当每一相邻的原子层产生的应变为103时，200个原子层同时 向同一方向产生平均应变为10彳的计算结果，从而判定了邓先生提出的模型不正 确的结论。对于赵先生的均匀形核理论，徐先生通过分析赵先生所引用的两个实 验反推出赵先生的均匀形核理论的错误性。由于Lin等仍用经典均匀形核里论计 算临界形核能垒，虽然其实验满足均匀形核，但其原因是它
8、的相变驱动力很大, 该实验不但没有成为赵先生的论据反而是他所认为的经典均匀形核理论的论据。 对于赵先引用的Kajiwara的试验，既不能用热力学解释也与Cech和Turnbull的 试验结果不一致，并且实验证明采用气相沉积、磁控溅射等方法制备纳米晶和大 块金属的薄膜时，气体分子从团聚凝结结晶有和大块金属完全不同的相变过程。 且从形核儿率的角度可以解释当合金尺寸小到一定尺寸时出现由液态直接转变 为bcc的凝固过程，而不产生液态到bcc到fee再到bcc的相变过程。一些研究 者也证实了 bbc相是凝固过程中最容易形成的亚稳相，并且徐祖耀先生采用磁控 溅射法在不同的纯底上制备了 Fe-Ni薄膜在一定
9、的条件下也制备了单一的bee结 构。以上说明在室温磁控溅射制备Fe-Ni合金的bee结构为直接由溅射原子碰撞 生成的。因此Kajiwara的试验结果不能作为早先生的均匀相变的论据，从而有力 的反驳了赵先生的均匀形核理论。该篇论文徐祖耀先生及其合作者首先分析了经典形核理论的正确性但也明 确的指出其不能与大部分实验很好的符合，同时指出马氏体相变是形核长大的, 也就是说除一些特殊的条件下能够实现均匀形核外，相当多的马氏体相变并不是 均匀形核的。然后乂用充分的证据证明了一些学者的非均匀形核理论模型的局限 性或者说是错误性。同时徐祖耀先生也指出我国一些学者认为马氏体相变是均匀 形核的观点及认为经典形核机理是错误的观点都是缺少详细的推论和没有很好 的解析索引文献而导致的错误。最后徐祖耀及其合作者明确指出只有在特殊情况 下，马氏体相变的形核才能依靠均匀形核來完成，对于非均匀形核仍然需要很多 研究。他们认为非均匀形核应从应力场的影响、像界面能的重新估计等方向來研 究。徐祖耀先生及其合作者的这篇论文非常的科学与客观，思维非常的纟真密。他 们对马氏体研究的深入细致可见一斑，他渊博的知识、敏锐的分析问题的能力值 得我们学习。我认为不论是从事相关研究的学者还是从事相关工作的工作人员都 应该读读这篇文章，并且一定会受益匪浅。
