1.相变阻力大

式（9-43）表明，相变时系统的总自由能变化包括三个部分ΔG=ΔG1+ΔG2+ΔG3。固态相变中，母相和新相皆为固态，而且两者的比容（即密度的倒数）不同。这导致一定的体积应变。体积应变对相变有阻碍作用，因为若新相体积大，则母相对其有压应力；反之有拉应力。这种体积应变可通过新相与母相间的弹性应变来调节。而固态母相的原子间距远比液相或气相小，因此体积应变能ΔG3较大。在液固相变和气固相变过程中，母相原子可做较长距离的移动，故应变能相对较小。这也是我们在前几节忽略应变能ΔG3的原因。

2.原子的迁移率低

由于固相中的原子排列比较紧密，且键合牢固，故原子在固相中的扩散系数远小于在液相和气相中的扩散系数。因此，在受扩散过程控制的相变中，相变较难发生。当温度下降时，相变来不及发生而容易产生较大的过冷度，结果形核速率Iv大、相变后的组织较细［见式（9-54）和式（9-74）］。若进一步增大过冷度，则会由于原子扩散难度增大而使相变速率减小。

3.非均匀形核

固相中有空位、位错、晶界、杂质等多种缺陷。这些缺陷往往是非均匀形核的核心。许多电镜结果表明位错是固态相变的一个有利位置。母相越细，则缺陷的密度越高，相变速率也越大。

4.存在过渡相

由于固态相变的发生有一定难度，故在一定的过冷度下，常常有亚稳的过渡相产生。当条件改变时，过渡相会转变为稳定相（图9.7）。

5.母相与新相存在相界面

母相与新相间的相界面有三种基本的类型：共格、半共格和非共格界面。

（1）共格界面（coherent interface）。新相与母相具有相同的原子分布方式和相近的原子间距，因此在界面两侧的点阵是连续或近似连续的，如图9.27所示。CdTe（111）与Si（100）面可形成共格界面。

图9.27　共格界面示意图

（a）母相与新相成分不同但晶体结构相同；（b）有轻微错配的共格界面；（c）母相与新相的晶体结构不同［（a）（c）的共格界面无应变。虚线两侧分别为母相与新相。虚线为界面平均位置］(www.daowen.com)

人们常用点阵失配度δ来表示界面两侧点阵结构的吻合程度，如β相与γ相之间的失配度为

式中，aβ为β相无应力状态的点阵常数；aγ为γ相无应力状态的点阵常数。对共格界面来说，点阵失配度δ＜0.05。δ越小，应变能和界面能也越小。

（2）半共格界面（semicoherent interface）。当相邻两相的晶体结构相差较大时，点阵失配度δ增加。这时，相界面不能维持完全共格，而出现一些非共格的界面。这些非共格的界面往往形成一系列刃位错，以弥补原子的不匹配，如图9.28（a）所示。半共格界面的点阵失配度通常在0.05＜δ＜0.25之间。在引入了刃位错后，体积应变能下降较多，故从能量角度而言，以半共格界面代替共格界面更为有利。Fe-Ni合金中，fcc的γ相与bcc的α相存在取向关系：（111）γ∥（110）α，但点阵常数相差较大。引入错配位错后，匹配良好的区域增多。

图9.28　（a）半共格界面；（b）非共格界面

（3）非共格界面（incoherent interface）。相邻两相的晶体结构相差很大，点阵失配度δ＞0.25。通常，两个任意取向的晶体沿任意晶面的结合都可得到非共格界面。这类界面的总能量很高，其结构和大角晶界有许多相似之处。

6.存在位向关系和惯析面

为了形成有较低界面能的界面，一般低晶面指数、原子密度大的面往往互相平行。比如：fcc的奥氏体γ相转变成bcc的铁素体α相时，母相（111）面与新相（110）面平行，即（111）γ∥（110）α。

为维持共格，新相往往还在母相的某些晶面上形成。这也可降低界面能，尤其是应变能。固态相变时，新相在母相某一结晶面上形成。母相的该晶面叫惯析面（habit plane）。比如含碳质量分数为0.4%的碳钢，铁素体从奥氏体的（111）面析出，奥氏体的（111）面为惯析面。

图9.29　Fe-Fe3C相图中碳钢的转变温度示意图（一定组成的系统升温或降温到与相应线条相交时，交点对应温度为此处指的转变温度）

固态相变的以上特点在低温下较显著。