【正文】 其原因。答案37. 某工廠用一冷拉鋼絲繩將一大型鋼件吊入熱處理爐內(nèi)，由于一時(shí)疏忽，未將鋼繩取出，而是隨同工件一起加熱至860℃，保溫時(shí)間到了，打開爐門，欲吊出工件時(shí)，鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析原因。答案38. 已知H70黃銅（30%Zn）在400℃的恒溫下完成再結(jié)晶需要1小時(shí)，而在390℃完成再結(jié)晶需要2小時(shí)，試計(jì)算在420℃恒溫下完成再結(jié)晶需要多少時(shí)間？答案39. 設(shè)有1cm3黃銅，在700℃退火，180。103cm，，求保溫2小時(shí)后的晶粒尺寸。答案40. 設(shè)冷變形后位錯(cuò)密度為1012/cm2的金屬中存在著加熱時(shí)不發(fā)生聚集長(zhǎng)大的第二相微粒，其體積分?jǐn)?shù)f=1%，半徑為1mm，問這種第二相微粒的存在能否完全阻止此金屬加熱時(shí)再結(jié)晶（已知G=105MPa，b=，比界面能s=）。答案41. W具有很高的熔點(diǎn)(Tm=3410℃)，常被選為白熾燈泡的發(fā)熱體。但當(dāng)燈絲存在橫跨燈絲的大晶粒，就會(huì)變得很脆，并在頻繁開關(guān)的熱沖擊下產(chǎn)生破斷。試介紹一種能延長(zhǎng)燈絲壽命的方法。答案略42. Fe3%Si合金含有MnS粒子時(shí)，，在850℃以下退火過程中，當(dāng)基體晶粒平均直徑為6 mm時(shí)，其正常長(zhǎng)大即行停止，試分析其原因。答案略43. 工程上常常認(rèn)為鋼加熱至760℃晶粒并不長(zhǎng)大，而在870℃時(shí)將明顯長(zhǎng)大。，晶粒長(zhǎng)大經(jīng)驗(yàn)公式為，其中D為長(zhǎng)大后的晶粒直徑，D0為原始晶粒直徑，c為比例常數(shù)，t為保溫時(shí)間。 已知760℃時(shí)，n=，c=6180。1016；870℃時(shí)，n=，c=2180。108，% C的鋼在上述兩溫度下保溫1小時(shí)晶粒直徑。答案44. 簡(jiǎn)述一次再結(jié)晶與二次再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力，并如何區(qū)分冷、熱加工？動(dòng)態(tài)再結(jié)晶與靜態(tài)再結(jié)晶后的組織結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是什么？答案1． 2．a(chǎn)）3600(N) b） 3. %4． 55%5． (GPa),(GPa),%6．a(chǎn)）(m) b）18%7．a(chǎn)) ； b) ； c) ； d) ； 8．a(chǎn)）A比B的應(yīng)變硬化能力高。 b）B的位錯(cuò)密度高。 c）9. 滑移系：滑移系：10. 方向：故在此方向上無論施加多大應(yīng)力都不能產(chǎn)生滑移。方向：11. %12. (MPa)13. (MPa)14. (MPa)15. 對(duì)氧化鎂，不存在任何不會(huì)引起滑移的拉伸（或壓縮）方向。16. 由立方晶系（001）標(biāo)準(zhǔn)投影圖可查得，bcc晶體其他三個(gè)同類型的交滑移系是： 、17. 836(kPa),ρ=*108(cm2)18. 19. (MPa),(MPa)20. ρ=*1012(m2)21. 答案略。22. (MPa)23. (MPa) 24. (MPa)25. 答案略26. (nm) 27. (N)28. 44(MPa)29. 答案略。30. 因此，接著進(jìn)行再結(jié)晶退火，以消除加工硬化，再進(jìn)行再結(jié)晶退火。31. 59(分)32. 29(nm)33. ℃34. a) b)答案略。 c)答案略。35. Fe的最低再結(jié)晶溫度= ℃ Cu的最低再結(jié)晶溫度= ℃ 生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)效率，工廠中實(shí)際再結(jié)晶退火溫度通常選定為+100~200℃。36. 答案略。37. 答案略。38. h。39. d2=180。103(cm)40. 這種第二相微粒的存在不能完全阻止再結(jié)晶。41. 答案略。42. 答案略。43. 760℃：D = (mm)故此晶?；旧蠟殚L(zhǎng)大； 870℃：D = (mm) 相對(duì)原始晶粒直徑已明顯長(zhǎng)大（約37%）。44. 答案略。第6章 單組元相圖及純晶體凝固，對(duì)于不同程度的過冷度，即：ΔT=1，10，100和200℃，計(jì)算：(a)臨界晶核尺寸；(b)半徑為r*的晶核個(gè)數(shù)；(c) 從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固態(tài)時(shí)，單位體積的自由能變化ΔG*（形核功）；(d)從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固態(tài)時(shí)，臨界尺寸r*處的自由能的變化 ΔGv。鋁的熔點(diǎn)Tm=993K，單位體積熔化熱Lm=109J/m3，固液界面比表面能δ=93mJ/m2，書中表64是121mJ/m2,原子體積V0=1029m3。答案:（a） 臨界晶核尺寸r*=因?yàn)棣= TmT是正值，所以r*為正，將過冷度ΔT=1℃代入，得：(b) 半徑為r*的球狀晶核的數(shù)目：(c) ΔGV= (d）處于臨界尺寸r*的晶核的自由能ΔG*:同理可得ΔT=10,100和200℃的結(jié)果，見下表： ΔT1℃10℃100℃200℃r*,nmNr**108*105*102ΔGv,J/m3*106*107* 108* 108ΔGr*,J*1015*1017*1019*1019）105Pa(1個(gè)大氣壓)，過冷度為319℃時(shí)發(fā)生均勻形核。設(shè)臨界晶核半徑為1nm，純鎳的熔點(diǎn)為1726K，熔化熱Lm=18075J/mol，摩爾體積V=，計(jì)算純鎳的液固界面能和臨界形核功答案：（a） 因?yàn)樗裕╞）要在1726K發(fā)生均勻形核，就必須有319℃的過冷度，為此必須增加壓力，才能使純鎳的凝固溫度從1726K提高到2045K：對(duì)上式積分：1. 計(jì)算當(dāng)壓力增加到500105Pa時(shí)錫的熔點(diǎn)的變化時(shí),已知在105Pa下,錫的熔點(diǎn)為505K，熔化熱7196J/mol，103kg/mol，103kg/m，熔化時(shí)的體積變化為+%。答案2. 根據(jù)下列條件建立單元系相圖：(a) 組元A在固態(tài)有兩種結(jié)構(gòu)A1和A2，且密度A2A1液體；(b) A1轉(zhuǎn)變到A2的溫度隨壓力增加而降低(c) A1相在低溫是穩(wěn)定相；(d) 固體在其本身的蒸汽壓1333Pa(10mmHg)℃。(e) *105Pa(一個(gè)大氣壓)下沸點(diǎn)是90℃。(f) *106Pa(10個(gè)大氣壓)下及40℃時(shí)三相共存（假設(shè)升溫相變H0）答案3. 考慮在一個(gè)大氣壓下液態(tài)鋁的凝固，對(duì)于不同程度的過冷度，即：ΔT=1，10，100和200℃，計(jì)算：(a) 臨界晶核尺寸；(b) 半徑為r*的晶核個(gè)數(shù)；(c) 從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固態(tài)時(shí)，單位體積的自由能變化ΔG*（形核功）；(d) 從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固態(tài)時(shí)，臨界尺寸r*處的自由能的變化 ΔGv。鋁的熔點(diǎn)Tm=993K，單位體積熔化熱Lm=109J/m3，固液界面比表面能δ=93mJ/m2，書中表64是121mJ/m2,原子體積V0=1029m3。答案4. （a） 105Pa(1個(gè)大氣壓)，過冷度為319℃時(shí)發(fā)生均勻形核。設(shè)臨界晶核半徑為1nm，純鎳的熔點(diǎn)為1726K，熔化熱Lm=18075J/mol，摩爾體積V=，計(jì)算純鎳的液固界面能和臨界形核功。 （b）若要在2045K發(fā)生均勻形核，需將大氣壓增加到多少?已知凝固時(shí)體積變化ΔV=(1J=105 )。答案5. 純金屬的均勻形核率可以下式表示式中A1035,exp(Q/kT) 102，ΔG*為臨界形核功，k為波耳茲曼常數(shù)，*1023J/K （a）假設(shè)過冷度ΔT分別為20℃和200℃，界面能σ=2105J/cm2，熔化熱ΔHm=12600J/mol，熔點(diǎn)Tm=1000K，摩爾體積V=6cm3/mol，計(jì)算均勻形核率。 （b）若為非均勻形核，晶核與雜質(zhì)的接觸角θ=60176。，則如何變化？ΔT為多少時(shí)？ (c) 導(dǎo)出r*與ΔT的關(guān)系式，計(jì)算r*=1nm時(shí)的ΔT/Tm。答案6. 試證明在同樣過冷度下均勻形核時(shí)，球形晶核較立方晶核更易形成。答案7. 證明任意形狀晶核的臨界晶核形成功ΔG*與臨界晶核體積V*的關(guān)系： ,ΔGV——液固相單位體積自由能差。答案8. ℃的等溫結(jié)晶過程，由結(jié)晶放熱峰測(cè)得如下數(shù)據(jù)。結(jié)晶時(shí)間t(分)結(jié)晶度(%)試以Avrami作圖法求出Avrami指數(shù)n，結(jié)晶常數(shù)K和半結(jié)晶期t1/2。答案9. 試說明結(jié)晶溫度較低的高分子的熔限較寬，反之較窄。答案。試求晶片厚度趨于無限大時(shí)的熔點(diǎn)Tm。如果聚乙烯結(jié)晶的單位體積熔融熱為ΔH=280焦耳/厘米3，問表面能是多少？答案L(nm)Tm(℃)1. 2. 答案略。3. （a） (b) *108(個(gè))(c) *106J/m3(d)*1015J4. （a） (J/m2),*1018(J)（b） 116365*105(Pa)5. (a)*103(cm3s1)(b)70攝氏度(c)6. r*=,得球形核胚的臨界形核功為：邊長(zhǎng)為a的立方形晶核的臨界形核功為：二式相比較：可見形成球形晶核的臨界形核功僅為形成立方形晶核的1/2。7. 證明：均勻形核自由能變化 （1）