相變態與動力學
轉換速率(transformation rate)
這個變化進行得多快?如果一個相變態要花 t(0.5) 秒達到它的一半,那麼一個自然的速度量度就是 速率 = 1 / t(0.5):越早完成一半,就越快。轉換速率用一個數字,捕捉一個相變態在給定溫度下進行得多快。
依慣例,速率取為達到 50 percent 轉換所需時間的倒數。所以如果一塊鋼在某溫度下 10 秒轉換一半成波來鐵,速率就是每秒 0.1;如果在另一溫度要 100 秒,速率就只有每秒 0.01。對許多過程來說,速率隨溫度上升,遵循阿瑞尼士(Arrhenius)形式,速率正比於 exp(-Q/RT),其中 Q 是活化能:越熱通常就指數地越快。
對一個成核與成長的相變態,速率並非單純越熱越快。它是一種折衷:接近平衡溫度時驅動力極小、所以慢;遠低於平衡溫度時擴散被凍結、所以也慢;速率在中間某處達到峰值。那個峰值正是 TTT 或 CCT 圖上鼻端的物理起源,轉換最快的溫度。
共析鋼在接近 540 度 C,也就是它的鼻端溫度,轉換最快,此時達到 50 percent 轉換的時間最短;比它熱或比它冷的保持都比較慢。
速率是 1 除以達到一半所需時間,而且它在中間某個溫度達到峰值。
對成核與成長的相變態,速率不會單純隨溫度上升;它在中間某個溫度(TTT 鼻端)達到最大,因為驅動力與擴散往相反方向拉扯。
又称
另见