【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 界面前沿液態(tài)中的溫度與熔點(diǎn)之差。(2)……使體系自由能減小……(3)在過(guò)冷液體中，液態(tài)金屬中出現(xiàn)的……(4)在一定過(guò)冷度(厶了’)下……(5)……就是體系自由能的減少能夠補(bǔ)償2／3表面自由能……(6)……不能成核，即便是有足夠的能量起伏提供，還是不能成核。(7)測(cè)定某純金屬均勻形核時(shí)的有效過(guò)冷度……(8)……那么總的形核率N＝N2。(9)……則結(jié)晶后就可以形成數(shù)萬(wàn)顆晶粒。(10)……非均勻形核的形核功最小。(11)……則只要在工藝上采取對(duì)厚處加快冷卻(如加冷鐵)就可以滿足。(12)……因?yàn)榍罢呤且酝饧淤|(zhì)點(diǎn)為基底，形核功小……(13)……主要尋找那些熔點(diǎn)高，且……(14)……若液—固界面呈粗糙型，則其液相原子……(15)只有在負(fù)溫度梯度條件下，常用純金屬……(16)……結(jié)晶終了時(shí)的組織形態(tài)不同，前者呈樹枝晶(枝間是水)，后者呈一個(gè)個(gè)(塊狀)晶粒。(17)……生長(zhǎng)過(guò)程，但可以通．過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，如把正在結(jié)晶的金屬剩余液體倒掉，或者整體淬火等進(jìn)行觀察，所以關(guān)于樹枝狀生長(zhǎng)形態(tài)不是一種推理。(18)……其生長(zhǎng)形態(tài)不會(huì)發(fā)生改變。(19)……其界面是粗糙型的。(20)……平直的稱為粗糙界面結(jié)構(gòu)……鋸齒形的稱為平滑界面結(jié)構(gòu)。(21)……因還與液—固界面的結(jié)構(gòu)有關(guān)，即與該金屬的熔化熵有關(guān)。(22)……增加，但因金屬的過(guò)冷能力小，故不會(huì)超過(guò)某一極大值……(23)……動(dòng)態(tài)過(guò)冷度比形核所需要的臨界過(guò)冷度小。第四章，xMg=，計(jì)算該合金中Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wMg)(，)。2．已知AlCu相圖中，K＝，m＝。若鑄件的凝固速率R＝3104 cm/s，溫度梯度G＝30℃/cm，擴(kuò)散系數(shù)D＝3105cm2/s，求能保持平面狀界面生長(zhǎng)的合金中WCu的極值。3．證明固溶體合金凝固時(shí)，因成分過(guò)冷而產(chǎn)生的最大過(guò)冷度為：最大過(guò)冷度離液—固界面的距離為：式中m —— 液相線斜率；wC0Cu —— 合金成分；K —— 平衡分配系數(shù)；G —— 溫度梯度；D —— 擴(kuò)散系數(shù)；R —— 凝固速率。說(shuō)明：液體中熔質(zhì)分布曲線可表示為：4．MgNi系的一個(gè)共晶反應(yīng)為：設(shè)w1Ni＝C1為亞共晶合金，w2Ni=C2為過(guò)共晶合金，這兩種合金中的先共晶相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，試計(jì)算C1和C2的成分。5．在圖4—30所示相圖中，請(qǐng)指出：(1) 水平線上反應(yīng)的性質(zhì)；(2) 各區(qū)域的組織組成物；(3) 分析合金I，II的冷卻過(guò)程；(4) 合金工，II室溫時(shí)組織組成物的相對(duì)量表達(dá)式。6．根據(jù)下列條件畫出一個(gè)二元系相圖，A和B的熔點(diǎn)分別是1000℃和700℃，含wB=℃完全凝固，%的先共晶。%的(α+β)共晶組成。而wB＝℃時(shí)的組織由40%的先共晶α和60%的(α+β)共晶組成，并且此合金的α總量為50%。7．圖431為PbSb相圖。若用鉛銻合金制成的軸瓦，要求其組織為在共晶體基體上分布有相對(duì)量為5%的β(Sb)作為硬質(zhì)點(diǎn)，試求該合金的成分及硬度(已知α(Pb)的硬度為3HB，β(Pb)的硬度為30HB)。8．參見圖432 CuZn相圖，圖中有多少三相平衡，寫出它們的反應(yīng)式。分析含wZn=。9．計(jì)算含碳wC=，組織中的珠光體、二次滲碳體和萊氏體的相對(duì)量；并計(jì)算組織組成物珠光體中滲碳體和鐵素體、萊氏體中二次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體的相對(duì)量。10．根據(jù)顯微組織分析，一灰口鐵內(nèi)石墨的體積占12%，鐵素體的體積占88%，試求Wc為多少(已知石墨的密度ρG＝，鐵素體的密度ρα＝)。11．汽車擋泥板應(yīng)選用高碳鋼還是低碳鋼來(lái)制造?12．當(dāng)800℃時(shí)，(1) C的鋼內(nèi)存在哪些相?(2) 寫出這些相的成分；(3) 各相所占的分率是多少？13．根據(jù)FeFe3C相圖（見圖433），(1) 比較wC＝；(2) 比較wc＝；(3) 說(shuō)明不同成分區(qū)域鐵碳合金的工藝性。14．550℃時(shí)有一鋁銅合金的固熔體，其成分為xC＝。此合金先被淬火，然后重新加熱到100℃以便析出θ。此θ(CuAl2：)相發(fā)展成許多很小的顆粒彌散分布于合金中。(1) 請(qǐng)問(wèn)1mm3合金內(nèi)大約形成多少個(gè)顆粒?(2) 如果我們假設(shè)100℃時(shí)α中的含Cu量可認(rèn)為是零，試推算每個(gè)9顆粒內(nèi)有多少個(gè)銅原子( nm)。15．如果有某CuAg合金(WCu＝，WAg＝) 1000g，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N方案，可從該合金內(nèi)提煉出100g的Ag，且其中的含Cu量wCu(假設(shè)液相線和固相線均為直線)。16．已知和滲碳體相平衡的αFe，其固溶度方程為：假設(shè)碳在奧氏體中的固熔度方程也類似于此方程，試根據(jù)FeFe3C相圖寫出該方程。17．一碳鋼在平衡冷卻條件下，所得顯微組織中，含有50％的珠光體和50％的鐵素體，問(wèn)：(1) 此合金中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(2) 若該合金加熱到730℃，在平衡條件下將獲得什么組織?(3) 若加熱到850℃，又將得到什么組織?18．利用相律判斷圖434所示相圖中錯(cuò)誤之處。19．指出下列概念中錯(cuò)誤之處，并更正。(1) 固熔體晶粒內(nèi)存在枝晶偏析，主軸與枝間成分不同，所以整個(gè)晶粒不是一個(gè)相。(2)盡管固熔體合金的結(jié)晶速度很快，但是在凝固的某一個(gè)瞬間，A、B組元在液相與固相內(nèi)的化學(xué)位都是相等的。(3)固熔體合金無(wú)論平衡或非平衡結(jié)晶過(guò)程中，液—固界面上液相成分沿著液相平均成分線變化；固相成分沿著固相平均成分線變化。(4)在共晶線上利用杠桿定律可以計(jì)算出共晶體的相對(duì)量。而共晶線屬于三相區(qū)，所以杠桿定律不僅適用于兩相區(qū)，也適用于三相區(qū)。(5)固熔體合金棒順序結(jié)晶過(guò)程中，液—固界面推進(jìn)速度越快，則棒中宏觀偏析越嚴(yán)重。(6)將固熔體合金棒反復(fù)多次“熔化一凝固”，并采用定向快速凝固的方法，可以有效地提純金屬。(7) 從產(chǎn)生成分過(guò)冷的條件可知，合金中熔質(zhì)濃度越高，成分過(guò)冷區(qū)域小，越易形成胞狀組織。(8)厚薄不均勻的NiCu合金鑄件，結(jié)晶后薄處易形成樹枝狀組織，而厚處易形成胞狀組織。(9)不平衡結(jié)晶條件下，靠近共晶線端點(diǎn)內(nèi)側(cè)的合金比外側(cè)的合金易于形成離異共晶組織。(10)具有包晶轉(zhuǎn)變的合金，室溫時(shí)的相組成物為。α＋β，其中β相均是包晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。(11)用循環(huán)水冷卻金屬模，有利于獲得柱狀晶區(qū)，以提高鑄件的致密性。(12)鐵素體與奧氏體的根本區(qū)別在于固熔度不同，前者小而后者大。(13) (13)727℃是鐵素體與奧氏體的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度。(14)在FeFe3C系合金中，只有過(guò)共析鋼的平衡結(jié)晶組織中才有二次滲碳體存在。(15)凡是碳鋼的平衡結(jié)晶過(guò)程都具有共析轉(zhuǎn)變，而沒有共晶轉(zhuǎn)變；相反，對(duì)于鑄鐵則只有共晶轉(zhuǎn)變而沒有共析轉(zhuǎn)變。(16)無(wú)論何種成分的碳鋼，隨著碳含量的增加，組織中鐵素體相對(duì)量減少，而珠光體相對(duì)量增加。(17)含碳wC＝，白色基體為Fe3C，其中包括Fe3CI、Fe3CII、Fe3CIII、Fe3C共析和Fe3C共晶等。(18)觀察共析鋼的顯微組織，發(fā)現(xiàn)圖中顯示滲碳體片層密集程度不同。凡是片層密集處則碳含量偏多，而疏稀處則碳含量偏少。(19)厚薄不均勻的鑄件，往往厚處易白口化。因此，對(duì)于這種鑄件必須多加碳、少加硅。(20)用NiCu合金焊條焊接某合金板料時(shí)，發(fā)現(xiàn)焊條慢速移動(dòng)時(shí)，焊縫易出現(xiàn)胞狀組織，而快速移動(dòng)時(shí)則易于出現(xiàn)樹枝狀組織。20．讀出圖435濃度三角形中，C，D，E，F(xiàn)，G，H各合金點(diǎn)的成分。它們?cè)跐舛热切沃兴幍奈恢糜惺裁刺攸c(diǎn)?；(1) 寫出點(diǎn)P，R，S的成分；(2) 設(shè)有2kg P，4kg R，2kg S，求它們混熔后的液體成分點(diǎn)X；(3) 定出wC＝，A、B組元濃度之比與S相同的合金成分點(diǎn)Y；(4) 若有2Kg P，問(wèn)需要多少何種成分的合金Z才能混熔得到6Kg的成分R的合金。答案1. wMg=。 2. 。3.設(shè)純?nèi)軇┙M元A的熔點(diǎn)為TA，液相線與固相線近似為直線，則離界面距離x處液相線溫度TL為： ，應(yīng)為：因?yàn)槿苜|(zhì)分布而產(chǎn)生的成分過(guò)冷為：令，得：將（4）代入（3）得：4. C1合金成分為wMg＝，wNi＝；C2合金成分為wMg＝，wNi＝5.(1)高溫區(qū)水平線為包晶線，包晶反應(yīng)：Lj+δk→αn中溫區(qū)水平線為共晶線，共晶反應(yīng)：Ld′→αg+βh(2)各區(qū)域組織組成物如圖4—30中所示(3)。 1～2，均勻的液相L。 2～3勻晶轉(zhuǎn)變，L→δ不斷結(jié)晶出δ相。 3～3′，發(fā)生包品反應(yīng)L+δ→α。 3′～4，剩余液相繼續(xù)結(jié)晶為α。 4，凝固完成，全部為α。 4～5，為單一α相，無(wú)變化。 5～6，發(fā)生脫溶轉(zhuǎn)變?chǔ)痢翴I。室溫下的組織為α+βII。 。 1～2，均勻的液相L。 2～3，結(jié)晶出α初，隨溫度下降α相不斷析出，液相不斷減少。 3～3′，剩余液相發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變L→α+β。 3′～4，α→βII，β→αII，室溫下的組織為。α初+（α+β）共+βII (4)室溫時(shí)，合金I、II組織組成物的相對(duì)量可由杠桿定律求得。 合金I： 合金II：第五章1.能否說(shuō)擴(kuò)散定律實(shí)際上只要一個(gè)，而不是兩個(gè)？℃下使通過(guò)α－Fe箔的氫氣通氣量為2108mol/(m2s),鐵箔兩側(cè)氫濃度分別為3106mol/m3和8108 mol/m3，若D=106m2/s,試確定：（1） 所需濃度梯度；（2） 所需鐵箔厚度3.在硅晶體表明沉積一層硼膜，再在1200℃下保溫使硼向硅晶體中擴(kuò)散，已知其濃度分布曲線為若M=51010mol/m2,D=4109m2/s。1010 mol/m3所需要的時(shí)間?！嫦聺B碳，欲獲得與927℃下滲碳10h相同的滲層厚度需多少時(shí)間（忽略927℃和870℃下碳的溶解度差異）？若兩個(gè)溫度下都滲10h，滲層厚度相差多少？5. Cu－Al組成的互擴(kuò)散偶發(fā)生擴(kuò)散時(shí)，標(biāo)志面會(huì)向哪個(gè)方向移動(dòng)？6. 設(shè)A,B元素原子可形成簡(jiǎn)單立方點(diǎn)陣固溶體，點(diǎn)陣常數(shù)a＝，若A,B原子的跳動(dòng)頻率分別為1010s1和109s1，濃度梯度為1032原子/m4,計(jì)算A,B原子通過(guò)標(biāo)志界面的通量和標(biāo)志面移動(dòng)速度。7.根據(jù)無(wú)規(guī)行走模型證明：擴(kuò)散距離正比于。，試分析其濃度分布曲線隨時(shí)間的變化規(guī)律。，原子每次跳動(dòng)一次相當(dāng)于空位反向跳動(dòng)一次，并未形成新的空位，而擴(kuò)散激活能中卻包含著空位形成能，此說(shuō)法是否正確？請(qǐng)給出正確解釋。10.間隙擴(kuò)散計(jì)算公式為,為相鄰平行晶面的距離，為給定方向的跳動(dòng)幾率，為原子跳動(dòng)頻率；（1）計(jì)算間隙原子在面心立方晶體和體心立方晶體的八面體間隙之間跳動(dòng)的晶面間距與跳動(dòng)頻率；（2）給出擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算公式（用晶格常數(shù)表示）；（3）固熔的碳原子在925℃下，20℃下，討論溫度對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響。11. 為什么鋼鐵零件滲碳溫度一般要選擇γ相區(qū)中進(jìn)行？若不在γ相區(qū)進(jìn)行會(huì)有什么結(jié)果？12. 鋼鐵滲碳溫度一般選擇在接近但略低于Fe－N系共析溫度（500℃），為什么？+的NaCl晶體，在高溫下與肖脫基缺陷有關(guān)有關(guān)的Na+空位數(shù)大大高于與Cd2+有關(guān)的空位數(shù)，所以本征擴(kuò)散占優(yōu)勢(shì)；低溫下由于存在Cd2+離子而造成的空位可使Na+離子的擴(kuò)散加速。試分析一下若減少Cd2+濃度，會(huì)使圖55轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度向何方移動(dòng)？14.三元系發(fā)生擴(kuò)散時(shí)，擴(kuò)散層內(nèi)能否出現(xiàn)兩相共存區(qū)