【文章內(nèi)容簡介】 式中：A和B為晶核的形狀因子。對（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：對于非均勻形核，可證上式仍成立。8. 結(jié)晶常數(shù)k=105,結(jié)晶期==(min)9. 由于高分子在較低的溫度下結(jié)晶時(shí)，分子鏈的活動能力差，形成的晶體較不完善，完善的程度差別也較大，因此，缺陷較多的晶體將在較低的溫度下溶融，而缺陷較少的晶體將在較高的溫度下熔融，因此導(dǎo)致較寬的溶限。反之，高分子在較高溫度下結(jié)晶時(shí)，分子鏈活動能力較強(qiáng)，形成的結(jié)晶較完善，不同晶體完全程度的差異也較小，因此，溶限較窄。10. 第7章 二元系相圖及合金的凝固507℃L(.%Ni) α(純鎂)+Mg2Ni(.%Ni)設(shè)C1為亞共晶合金，C2為過共晶合金，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。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：C2= (1)令C1中 總量為 ，則：令C2中 總量為 ，則：由題意 = 即 （2）將（1）式代入（2）式，可解得：C1=%Ni，C2=%Ni（a）w（C）=%時(shí)，F(xiàn)e3C2%= =%%,可得到最大Fe3C2析出量:w（C）=%時(shí)共晶中奧氏體的量為 =則共晶中奧氏體可析出Fe3C2的量為: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%= =%（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的固體成分； (b) 若首先凝固出來的固體成分含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。答案 3. 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。答案4. 組元A和B在液態(tài)完全互溶，但在固態(tài)互不溶解，且形成一個(gè)與A、B不同晶體結(jié)構(gòu)的中間化合物，由熱分析測得下列數(shù)據(jù)：含B量（wt%.%）液相線溫度（℃）固相線溫度（℃）0—1000209007504076575043—7505093075063—10408085064090—640100—800（a） 畫出平衡相圖，并注明個(gè)區(qū)域的相、各點(diǎn)的成分及溫度，并寫出中間化合物的分子式（原子量A=28，B=24）。（b） 100kg的含20wt.%B的合金在800℃平衡冷卻到室溫，最多能分離出多少純A。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。答案6. 假定我們在SiO2中加入10at%的Na2O，請計(jì)算氧與硅之比值。如果O:Si≤，則形成玻璃化的最大Na2O是多少？答案7. 一種由SiO245%Al2O3(wt%)構(gòu)成的耐高溫材料被用來盛裝熔融態(tài)的鋼（1600℃）。(a) 在此情況下有多少百分率的耐熱材料會熔化？（共晶成分10wt%Al2O3）(b) 選用該耐高溫材料是否正確？（實(shí)際使用，液相不能超過20%）答案8. 根據(jù)所示的CaOZrO2相圖，做下列工作： （a）寫出所有的三相恒溫轉(zhuǎn)變（b）計(jì)算4wt%CaOZrO2陶瓷在室溫時(shí)為單斜ZrO2固溶體 (Monoclinic ZrO2 SS)和立方ZrO2固溶體(Cubic ZrO2 SS)的相對量(用mol%表示)。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。答案略10. 根據(jù)所示的AlSi共晶相圖，試分析下列（a,b,c）三個(gè)金相組織屬什么成分并說明理由。指出細(xì)化此合金鑄態(tài)組織的可能用途。答案11. 假設(shè)質(zhì)量濃度為ρ0的固溶體進(jìn)行正常凝固，若k01,并用g表示固溶體相的分?jǐn)?shù)x/L，試證明固相平均質(zhì)量濃度可表達(dá)為：固相中的溶質(zhì)總量M=ρsg，則答案12. 證明題：1)如下圖所示，已知液、固相線均為直線，證明k0=ws/wl=常數(shù)；2)當(dāng)k0=常數(shù)時(shí)，試證明液、固平面狀界面的臨界條件G/R=[mw0(1k0)]/(k0D)可簡化為G/R=DT/D。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。答案略13. 證明：在液相完全不混合得情況下，亞共晶成分W0合金獲得偽共晶組織時(shí)的平直界面臨界條件為：GCR=mR(wew0)/D答案14. AlCu合金相圖如圖410所示，設(shè)分配系數(shù)K和液相線斜率均為常數(shù)，試求：(a)含1%Cu固溶體進(jìn)行緩慢的正常凝固，當(dāng)凝固分?jǐn)?shù)為50%時(shí)所凝固出的固體成分；(b)經(jīng)過一次區(qū)域熔化后在x=5處的固體成分，取熔區(qū)寬度l=；(c)測得鑄件的凝固速率R=3180。104cm/s，溫度梯度G=30℃/cm，擴(kuò)散系數(shù)D=3180。105cm/s時(shí)，合金凝固時(shí)能保持平面界面的最大含銅量。答案15. 利用上題中的數(shù)據(jù)，.%Cu，液體無對流，計(jì)算：（b） 開始凝固時(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。答案16. 青銅（CuSn）和黃銅（CuZn）相圖如圖所示：（a） 敘述Cu10%Sn合金的不平衡冷卻過程并指出室溫時(shí)的金相組織；（b） 比較Cu10%Sn合金鑄件和Cu30%Zn合金鑄件的鑄造性能及鑄造組織；說明Cu10%Sn合金鑄件中有許多分散砂眼的原因；（c） 分別含2%Sn、11%Sn和15%Sn的青銅合金，哪一種可進(jìn)行壓力加工，哪種可利用鑄造法來制造機(jī)件？答案略17. 根據(jù)所示PbSn相圖：(1)畫出成分為w(Sn)=50%合金的冷卻曲線及其相應(yīng)的平衡凝固組織；（2）計(jì)算該合金共晶反應(yīng)后組織組成體的相對量和組成相的相對量；（3）計(jì)算共晶組織中的兩相體積相對量，由此判斷兩相組織為棒狀還是為層片狀形態(tài)。在計(jì)算中忽略Sn在a相和Pb在b相中的溶解度效應(yīng)，假定a相的點(diǎn)陣常數(shù)為Pb的點(diǎn)陣常數(shù)aPb=，晶體結(jié)構(gòu)為面心立方，每個(gè)晶胞4個(gè)原子；b相的點(diǎn)陣常數(shù)為bSn的點(diǎn)陣常數(shù)aSn=，cSn=，晶體點(diǎn)陣為體心四方，每個(gè)晶胞4個(gè)原子。Pb的原子量207，Sn的原子量為119。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的固體成分：~85%B。 （b）作60%B垂直線與α固相線相交點(diǎn)的水平線，此線與液相線L相交點(diǎn)的成分即為合金成分：~15%B。 （c ）原理同上：~20%B。 （d）75%，25%2. (a)任何溫度下所作的連接線兩端必須分別相交于液相線和固相線，不能相交于單一液固相線或單一固相線。（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)。 (c) 在兩元系的三相平衡反應(yīng)中，三相的成分是唯一的。 (d) 在兩元系只能出現(xiàn)三相平衡反應(yīng)。3. C1=%Ni，C2=%Ni4. (a) 中間化合物的分子式為AB2(b) 5. C1=%Ni，C2=%Ni6. x小于等于1/37. （a）由圖可知：L%=，會熔化(b) 因熔化的百分比超過20%，故知選用此材料不正確。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）mol%單斜=%，mol