【文章內容簡介】 界面前沿液態(tài)中的溫度與熔點之差。(2)……使體系自由能減小……(3)在過冷液體中，液態(tài)金屬中出現的……(4)在一定過冷度(厶了’)下……(5)……就是體系自由能的減少能夠補償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)測定某純金屬均勻形核時的有效過冷度……(8)……那么總的形核率N＝N2。(9)……則結晶后就可以形成數萬顆晶粒。(10)……非均勻形核的形核功最小。(11)……則只要在工藝上采取對厚處加快冷卻(如加冷鐵)就可以滿足。(12)……因為前者是以外加質點為基底，形核功小……(13)……主要尋找那些熔點高，且……(14)……若液—固界面呈粗糙型，則其液相原子……(15)只有在負溫度梯度條件下，常用純金屬……(16)……結晶終了時的組織形態(tài)不同，前者呈樹枝晶(枝間是水)，后者呈一個個(塊狀)晶粒。(17)……生長過程，但可以通．過實驗方法，如把正在結晶的金屬剩余液體倒掉，或者整體淬火等進行觀察，所以關于樹枝狀生長形態(tài)不是一種推理。(18)……其生長形態(tài)不會發(fā)生改變。(19)……其界面是粗糙型的。(20)……平直的稱為粗糙界面結構……鋸齒形的稱為平滑界面結構。(21)……因還與液—固界面的結構有關，即與該金屬的熔化熵有關。(22)……增加，但因金屬的過冷能力小，故不會超過某一極大值……(23)……動態(tài)過冷度比形核所需要的臨界過冷度小。第四章，xMg=，計算該合金中Mg的質量分數(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，擴散系數D＝3105cm2/s，求能保持平面狀界面生長的合金中WCu的極值。3．證明固溶體合金凝固時，因成分過冷而產生的最大過冷度為：最大過冷度離液—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；G —— 溫度梯度；D —— 擴散系數；R —— 凝固速率。說明：液體中熔質分布曲線可表示為：4．MgNi系的一個共晶反應為：設w1Ni＝C1為亞共晶合金，w2Ni=C2為過共晶合金，這兩種合金中的先共晶相的質量分數相等，試計算C1和C2的成分。5．在圖4—30所示相圖中，請指出：(1) 水平線上反應的性質；(2) 各區(qū)域的組織組成物；(3) 分析合金I，II的冷卻過程；(4) 合金工，II室溫時組織組成物的相對量表達式。6．根據下列條件畫出一個二元系相圖，A和B的熔點分別是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量為5%的β(Sb)作為硬質點，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，寫出它們的反應式。分析含wZn=。9．計算含碳wC=，組織中的珠光體、二次滲碳體和萊氏體的相對量；并計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量。10．根據顯微組織分析，一灰口鐵內石墨的體積占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．汽車擋泥板應選用高碳鋼還是低碳鋼來制造?12．當800℃時，(1) C的鋼內存在哪些相?(2) 寫出這些相的成分；(3) 各相所占的分率是多少？13．根據FeFe3C相圖（見圖433），(1) 比較wC＝；(2) 比較wc＝；(3) 說明不同成分區(qū)域鐵碳合金的工藝性。14．550℃時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) 請問1mm3合金內大約形成多少個顆粒?(2) 如果我們假設100℃時α中的含Cu量可認為是零，試推算每個9顆粒內有多少個銅原子( nm)。15．如果有某CuAg合金(WCu＝，WAg＝) 1000g，請?zhí)岢鲆环N方案，可從該合金內提煉出100g的Ag，且其中的含Cu量wCu(假設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：假設碳在奧氏體中的固熔度方程也類似于此方程，試根據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：(1) 此合金中含碳質量分數為多少?(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所示相圖中錯誤之處。19．指出下列概念中錯誤之處，并更正。(1) 固熔體晶粒內存在枝晶偏析，主軸與枝間成分不同，所以整個晶粒不是一個相。(2)盡管固熔體合金的結晶速度很快，但是在凝固的某一個瞬間，A、B組元在液相與固相內的化學位都是相等的。(3)固熔體合金無論平衡或非平衡結晶過程中，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算出共晶體的相對量。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晶過程中，液—固界面推進速度越快，則棒中宏觀偏析越嚴重。(6)將固熔體合金棒反復多次“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) 從產生成分過冷的條件可知，合金中熔質濃度越高，成分過冷區(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)不平衡結晶條件下，靠近共晶線端點內側的合金比外側的合金易于形成離異共晶組織。(10)具有包晶轉變的合金，室溫時的相組成物為。α＋β，其中β相均是包晶轉變產物。(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轉變溫度。(14)在FeFe3C系合金中，只有過共析鋼的平衡結晶組織中才有二次滲碳體存在。(15)凡是碳鋼的平衡結晶過程都具有共析轉變，而沒有共晶轉變；相反，對于鑄鐵則只有共晶轉變而沒有共析轉變。(16)無論何種成分的碳鋼，隨著碳含量的增加，組織中鐵素體相對量減少，而珠光體相對量增加。(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，發(fā)現焊條慢速移動時，焊縫易出現胞狀組織，而快速移動時則易于出現樹枝狀組織。20．讀出圖435濃度三角形中，C，D，E，F，G，H各合金點的成分。它們在濃度三角形中所處的位置有什么特點?；(1) 寫出點P，R，S的成分；(2) 設有2kg P，4kg R，2kg S，求它們混熔后的液體成分點X；(3) 定出wC＝，A、B組元濃度之比與S相同的合金成分點Y；(4) 若有2Kg P，問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.設純溶劑組元A的熔點為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： ，應為：因為溶質分布而產生的成分過冷為：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：Lj+δk→αn中溫區(qū)水平線為共晶線，共晶反應：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勻晶轉變，L→δ不斷結晶出δ相。 3～3′，發(fā)生包品反應L+δ→α。 3′～4，剩余液相繼續(xù)結晶為α。 4，凝固完成，全部為α。 4～5，為單一α相，無變化。 5～6，發(fā)生脫溶轉變α→βII。室溫下的組織為α+βII。 。 1～2，均勻的液相L。 2～3，結晶出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，合金I、II組織組成物的相對量可由杠桿定律求得。 合金I： 合金II：第五章1.能否說擴散定律實際上只要一個，而不是兩個？℃下使通過α－Fe箔的氫氣通氣量為2108mol/(m2s),鐵箔兩側氫濃度分別為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所需要的時間。℃下滲碳，欲獲得與927℃下滲碳10h相同的滲層厚度需多少時間（忽略927℃和870℃下碳的溶解度差異）？若兩個溫度下都滲10h，滲層厚度相差多少？5. Cu－Al組成的互擴散偶發(fā)生擴散時，標志面會向哪個方向移動？6. 設A,B元素原子可形成簡單立方點陣固溶體，點陣常數a＝，若A,B原子的跳動頻率分別為1010s1和109s1，濃度梯度為1032原子/m4,計算A,B原子通過標志界面的通量和標志面移動速度。7.根據無規(guī)行走模型證明：擴散距離正比于。，試分析其濃度分布曲線隨時間的變化規(guī)律。，原子每次跳動一次相當于空位反向跳動一次，并未形成新的空位，而擴散激活能中卻包含著空位形成能，此說法是否正確？請給出正確解釋。10.間隙擴散計算公式為,為相鄰平行晶面的距離，為給定方向的跳動幾率，為原子跳動頻率；（1）計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的晶面間距與跳動頻率；（2）給出擴散系數計算公式（用晶格常數表示）；（3）固熔的碳原子在925℃下，20℃下，討論溫度對擴散系數的影響。11. 為什么鋼鐵零件滲碳溫度一般要選擇γ相區(qū)中進行？若不在γ相區(qū)進行會有什么結果？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有關的Na+空位數大大高于與Cd2+有關的空位數，所以本征擴散占優(yōu)勢；低溫下由于存在Cd2+離子而造成的空位可使Na+離子的擴散加速。試分析一下若減少Cd2+濃度，會使圖55轉折點溫度向何方移動？14.三元系發(fā)生擴散時，擴散層內能否出現兩相共存區(qū)