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不锈钢热交换器管的相变应变

文章出处:浙江不锈钢钢管 网责任编辑:温州不锈钢管编辑:浙江德邦钢业 编辑
   不锈钢换热器管里面α相中形成新相β时,常常由于这两个相的比容不同而引起体积应变。对于液态或气态的α相,这变化可以通过流动而得到调节,如果α相是晶体或者玻璃态,相变应变只能通过下列过程或者其中之一来使之适应,即:1)α相中的扩散,2)α相的范性流变,3)α相和(或)β相的弹性应变。    按照计算结果知道,在完善不锈钢换热器管的晶体中,由于相变而引起的应变能和这新相的几何形状有关。在不共格的情况下,当新相核心成碟状时,应变能最小;为球形时最大;为针状时其次,但是对于体积相等的新相,碟状的表面积比球形的及针状的表面积都大,所以由于换热器不锈钢管表面能的限制,这碟状核心也不可能成为无限薄的薄片。    如果新相和母相间界面上的原子间距发生应变,使两相共格,这样,虽然界面可以大大下降,但应变能却又增加。由此可以看到,不锈钢换热器管相界能、相界共格程度、应变能同新相几何形状之间有着密切的联系。    最后大家举一个很明显的例子,即锡的多型体相变。四角结构的白锡向金刚石型锡(灰锡,或α锡)的转变温度为+18℃,但是只有当过冷度足够大时(40-50℃之间),灰锡核心才能自发地形成。不锈钢热交换器管在这种相变中,体积发生很大的膨胀(约27%)。在母相中形成一个球形灰锡时的膨胀形变能量,如果不被范性流变所释放,其值为5-6千卡/克原子,这能量约10倍于OK时的相变自由能(0.5-0.6千卡/克原子).如果灰锡以薄层的非共格的形式来成核,则应变能可以降低许多,但是相界能又太大,因而也不能发生相变.另一方面,实验证明,不锈钢热交换器管冷加工和微量杂质对锡的相变动力学却是很有影响的,常常强烈地促进白锡向灰锡的转变。
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