材料科學(xué)基礎(chǔ)5---9章習(xí)題-全文預(yù)覽
【正文】 開(kāi)始時(shí)，該合金液相成分(a點(diǎn))為60％A、20％B、20％C，而三元共晶反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的液相成分(E點(diǎn))為50％A、10％B、40％C。成分Ⅱ的合金冷卻時(shí)首先結(jié)晶出Mg5Al8，隨后發(fā)生L → MnAl3+Mg5Al8的兩相共晶。其液相成分變溫線的溫度走向如圖所示：2. 根據(jù)所示AlMgMn系富Al一角的投影圖。1085℃時(shí)：L→γ+Fe3C+ WC～1200℃時(shí)：L+ M6C→WC+γ1335℃時(shí)：L+α→γ+ M6C1380℃時(shí)：L+ Fe3W2→M6C+α～1500℃時(shí)：L+ W→M6C+Fe3W2～1700℃時(shí)：L+ WC+ W→M6C～2400℃時(shí)：L+ W2C→WC+W，2755～2400℃時(shí)：L+W5C3→WC+W2C，其液相成分變溫線的溫度走向如圖所示：答案：四相反應(yīng)如下：18. 答案略。 (2) 可采用變質(zhì)劑（納鹽）或增加冷卻速率來(lái)細(xì)化AlSi合金的鑄態(tài)組織11．證明：k01時(shí)的正常凝固方程為：12. 答案略。8. (a)所示的ZrO2—CaO相圖中共有三個(gè)三相恒溫轉(zhuǎn)變： 包晶反應(yīng)：L+T—ZrO2→C—ZrO2 共晶反應(yīng)：L→C—ZrO2+ZrCaO3 共析反應(yīng)：TZrO2→M—ZrO2+CZrO2其中L代表液相，T代表四方，C代表立方，M代表單斜。（b） A組元的凝固溫度恒定，所以液固相線在A成分處相交于一點(diǎn)。答案18. 什么是均聚物，共聚物，均加聚，共縮聚？答案略19. 為什么拉伸能提高結(jié)晶高分子的結(jié)晶度？答案略20. 1. (a) 在合金成分線與液相線相交點(diǎn)作水平線，此線與固相線交點(diǎn)的合金成分即為首先凝固出來(lái)的固體成分：~85%B。答案15. 利用上題中的數(shù)據(jù)，.%Cu，液體無(wú)對(duì)流，計(jì)算：（b） 開(kāi)始凝固時(shí)的界面溫度；（c） 保持液—固界面為平面界面的溫度梯度；（d） 在同一條件下含銅量增至2wt.%Cu時(shí)（a）、(b)題的變化。式中m是液相線斜率，w0是合金原始成分，D是原子在液體中的擴(kuò)散系數(shù)，k0是平衡分配系數(shù)，DT=T1T2。假定單斜ZrO2固溶體和立方ZrO2固溶體在室溫的溶解度分別為2mol%CaO和15mol%CaO答案9. (a)根據(jù)FeFe3C相圖，%C，%C的二次滲碳體的析出量，(b)%的冷卻曲線。答案5. MgNi系的一個(gè)共晶反應(yīng)為 507℃L(.%Ni) α(純鎂)+Mg2Ni(.%Ni)設(shè)C1為亞共晶合金，C2為過(guò)共晶合金，這兩種合金中的先共晶相的重量分?jǐn)?shù)相等，但C1合金中的α 總量為C2合金中的α ，試計(jì)算C1和C2的成分。（b）w（C）=%的冷卻曲線：1. 固溶體合金的相圖如圖所示，試根據(jù)相圖確定： (a) 成分為40%B的合金首先凝固出來(lái)的固體成分； (b) 若首先凝固出來(lái)的固體成分含60%B，合金的成分為多少？ (c) 成分為70%B的合金最后凝固的液體成分；(d) 合金成分為50%B，凝固到某溫度時(shí)液相含有40%B，固體含有80%B，此時(shí)液體和固體各占多少分?jǐn)?shù)？答案，并加以改正。Fe3C2%= =%或者先求ω（C）=%時(shí)鐵碳合金在共析反應(yīng)前的滲碳體的總量為：(Fe3C)t%=然后從(Fe3C)t%中減去共晶中Fe3C的量，即得Fe3C2%，F(xiàn)e3C2%= =%則共晶中奧氏體可析出Fe3C2的量為:共晶中奧氏體的量為 =w（C）=%時(shí)%,可得到最大Fe3C2析出量:（a）w（C）=%時(shí)，F(xiàn)e3C2%= =%將（1）式代入（2）式，可解得：C1=%Ni，C2=%Ni即 （2）令C1中 總量為 ，則：令C2中 總量為 ，則：由題意 = C2= (1)答案:根據(jù)已知條件，由杠桿定理得：由題意， ，聯(lián)立上述二式可解得：對(duì)（1）求極值，即臨界晶核半徑：r*= (2)臨界晶核體積：V*=A(r*)3 = (3)將（2）式代入（1）式，得：對(duì)于非均勻形核，可證上式仍成立。試求晶片厚度趨于無(wú)限大時(shí)的熔點(diǎn)Tm。答案8. ℃的等溫結(jié)晶過(guò)程，由結(jié)晶放熱峰測(cè)得如下數(shù)據(jù)。 （b）若為非均勻形核，晶核與雜質(zhì)的接觸角θ=60176。答案4. （a） 105Pa(1個(gè)大氣壓)，過(guò)冷度為319℃時(shí)發(fā)生均勻形核。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)℃。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。42. 答案略。38. h。 c)答案略。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。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。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。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(kāi)關(guān)的熱沖擊下產(chǎn)生破斷。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。答案略35. 已知Fe的Tm=1538℃，Cu的Tm=1083℃，試估算Fe和Cu的最低再結(jié)晶溫度。答案29. 解釋高聚物在單向拉伸過(guò)程中細(xì)頸截面積保持基本不變現(xiàn)象。答案27. 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)常用來(lái)檢測(cè)陶瓷材料的力學(xué)行為。答案23. ,？答案24. 已知工業(yè)純銅的屈服強(qiáng)度s S =70MPa，其晶粒大小為NA=18個(gè)/mm2，當(dāng)NA=4025個(gè)/mm2時(shí)，s S =95MPa。（已知GCu=，GaFe=，v=）. 答案20. 設(shè)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)被釘扎以后，其平均間距(r為位錯(cuò)密度)，又設(shè)Cu單晶已經(jīng)應(yīng)變硬化到這種程度，作用在該晶體所產(chǎn)生的分切應(yīng)力為14 MPa，已知G=40GPa，b=，計(jì)算Cu單晶的位錯(cuò)密度。若Cu單晶體的t0=700kPa，初始位錯(cuò)密度r0=105cm2,則臨界分切應(yīng)力為多少？已知Cu的G=42180。而基面法線與拉伸軸交成60176。試確定主滑移系的分切應(yīng)力。若室溫下對(duì)鋁單晶試樣作為拉伸試驗(yàn)時(shí)，拉伸軸為[123]方向，試計(jì)算引起該樣品屈服所需加的應(yīng)力。答案10. 有一bcc晶體的[111]滑移系的臨界分切力為60MPa，試問(wèn)在[001]和[010]方向必須施加多少的應(yīng)力才會(huì)產(chǎn)生滑移？答案11. Zn單晶在拉伸之前的滑移方向與拉伸軸的夾角為45176。答案7. 確定下列情況下的工程應(yīng)變ee和真應(yīng)變eT，說(shuō)明何者更能反映真實(shí)的變形特性： a）； b）； c）由L伸長(zhǎng)至2L； d）。答案4. 有一Cu30%Zn黃銅板冷軋25%后厚度變?yōu)?cm，試求總冷變形度，并推測(cè)冷軋后性能變化。1． 有一根長(zhǎng)為5 m，直徑為3mm的鋁線，已知鋁的彈性模量為70GPa，求在200N的拉力作用下，此線的總長(zhǎng)度。求拉伸后的延伸率。239。b239。第5章 材料的形變和再結(jié)晶1. 有一70MPa應(yīng)力作用在fcc晶體的[001]方向上，求作用在（111）和（111）滑移系上的分切應(yīng)力。239。a239。拉伸后滑移方向與拉伸軸的夾角為30176。 代入相應(yīng)數(shù)據(jù)，得到 t3 = h。若另一燒結(jié)Al2O3的E=270GPa，試求其孔隙度。答案6. 將一根長(zhǎng)為20m，求a）這根鋁棒拉拔后的尺寸；b）這根鋁棒要承受的冷加工率。答案9. 有一70MPa應(yīng)力作用在fcc晶體的[001]方向上，求作用在（111）和（111）滑移系上的分切應(yīng)力。答案12. Al單晶在室溫時(shí)的臨界分切應(yīng)力tC =105Pa。與[111]176。、85176。實(shí)際上，此公式也是加工硬化方法的強(qiáng)化效果的定量關(guān)系式。答案19. 試指出Cu和aFe兩晶體易滑移的晶面和晶向，并求出他們的滑移面間距，滑移方向上的原子間及點(diǎn)陣阻力。已知Fe的切變模量G=104Mpa，aFe的點(diǎn)陣常數(shù)a=，試計(jì)算40鋼的切變強(qiáng)度?，F(xiàn)假定Al2O3陶瓷的表面裂紋的臨界長(zhǎng)度為l
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