材料科學(xué)基礎(chǔ)課后作業(yè)及答案(分章節(jié))-資料下載頁
2025-01-14 15:21本頁面
【正文】 1這三種溶質(zhì)分布曲線的示意圖。5．某二元合金相圖如圖645所示。今將含WB40％的合金置于長(zhǎng)度為 I,的長(zhǎng)瓷舟中并保持為液態(tài)，并從一端緩慢地凝固。溫度梯度大到足以使液一固界面保持平直，同時(shí)液相成分能完全均勻混合。1)試問這個(gè)合金的k。和 k。是多少？2)該試樣在何位置 （以端部距離計(jì)）出現(xiàn)共晶體？畫出此時(shí)的溶質(zhì)分布曲線。3)若為完全平衡凝固，試樣共晶體的百分?jǐn)?shù)是多少？4）如合金成分為含wu 5 ，問 2), 3）的答案如何？5)假設(shè)用含wa5％的合金作成一個(gè)大鑄件，如將鑄件剖開，問有無可能觀察到共晶體？6．仍用上題的合金相圖，如合金含二elooo，也澆成長(zhǎng)棒 自一端緩慢凝固，其溶質(zhì)分布為XS=koxo(1 f)39。“一‘（等同于式（628))，式中 f為凝固的長(zhǎng)度百分?jǐn)?shù)，Xs, x。為摩爾分?jǐn)?shù)。1)證明當(dāng)凝固百分?jǐn)?shù)為f時(shí)，固相的平均成分為2)在凝固過程中，由于液相中的溶質(zhì)含量增高會(huì)降低合金的凝固溫度，證明液相的凝固溫度 T(與已凝固試樣的分?jǐn)?shù)f之間的關(guān)系為式中，T、為純?nèi)軇┙M元A的熔點(diǎn)，m,為液相線的斜率。3）在圖上畫出凝固溫度為 7500C, 7000C, 6000C, 5000C時(shí)的固相平均成分二So7．參考 CuZn（圖646）和CuSn合金相圖 （圖 544)，試對(duì)比Cu30Zn和 Cu10Sn合金在做鑄件時(shí)：1)哪種合金的疏松傾向較嚴(yán)重？ Cu10Sn 原因：相圖水平、垂直距離；2)哪種合金含有第二相的可能性大？Cu30Zn原因：靠近成分點(diǎn)；3)哪種合金的反偏析傾向大？Cu10Sn原因：枝晶嚴(yán)重、Sn熔點(diǎn)低；8．說明成分過冷在理論上和實(shí)際生產(chǎn)中的意義。9．說明雜質(zhì)對(duì)共晶生長(zhǎng)的影響。10．比較普通鑄造、連續(xù)鑄造和熔化焊這三種凝固過程及其組織。第七章習(xí) 題1．鋼的滲碳有時(shí)在870℃ 而不是在 927℃ 下進(jìn)行，因?yàn)樵谳^低的溫度下容易保證獲得細(xì)晶粒。試問在 870℃下滲碳要多少時(shí)間才能得到相當(dāng)于在 927℃下10h的滲層深度？（滲碳時(shí)選用的鋼材相同，爐內(nèi)滲碳?xì)夥障嗤?。關(guān)于碳在γFe中的擴(kuò)散數(shù)據(jù)可查表 74)解：根據(jù)Fick第二定律 在滲層深度相同時(shí)，在該深度的碳濃度為一定值，則，2．今有小量的放射性Au‘沉積在金試樣的一端，在高溫下保持 24h后將試樣切割成薄層，距放射源不同距離測(cè)量相應(yīng)位置的放謝性強(qiáng)度，其數(shù)據(jù)如下：距離放射源位置小m 10 20 30 40 50相對(duì)放射強(qiáng)度 求 Au的擴(kuò)散系數(shù)。（這是測(cè)定物質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)的一種常用方法。沉積的放射性 Au‘總量是恒定的，各個(gè)位置的放射強(qiáng)度與其所含的放射性 Au’原子數(shù)成正比）3．自擴(kuò)散與空位擴(kuò)散有何關(guān)系？為什么自擴(kuò)散系數(shù)公式 （718)要比空位擴(kuò)散系數(shù) 公小得多？(Dv=Dlnv, n：為空位的平衡濃度）41)為什么晶界擴(kuò)散和體擴(kuò)散 （或點(diǎn)陣擴(kuò)散）對(duì)擴(kuò)散的相對(duì)貢獻(xiàn)為D,81D,d? (D, D，分別為晶界和點(diǎn)陣擴(kuò)散系數(shù)，8, d分別為晶界厚度和晶粒直徑。為簡(jiǎn)單計(jì)，將晶粒設(shè)想為一立方體，試用菲克第一定律寫出此關(guān)系）2)利用表74給出的Ag的晶界擴(kuò)散和體擴(kuò)散數(shù)據(jù)，如晶界厚度為 。. 5nm, Ag的晶粒尺寸d=IOzpm，試問晶界擴(kuò)散在 927℃ 和 727℃ 能否覺察出來？（假定實(shí)驗(yàn)誤差在士，％）5．假定第二相 p自母相 a中形核，形核位置可能有兩種情形 （圖 746)，則1)試證明俘相無論是在晶內(nèi)以球狀形核，還是在晶界以雙球冠狀形核，其晶核臨界半徑 Yk和臨界晶核形成功 △Gk均為（這說明晶核臨界半徑 rk與臨界體積 Vk均與晶核形狀無關(guān)）2)當(dāng)兩面角 8120“時(shí)，卩是首先在晶內(nèi)還是在晶界上形核？什么情況下 歸相會(huì)首先在晶內(nèi)形核？6．對(duì)鋁合金，形成 e 相的點(diǎn)陣錯(cuò)配度約 100, 0相呈盤狀，厚度約 20人，其應(yīng)變能計(jì)算書中已給出，試計(jì)算 00相生長(zhǎng)厚度為多少時(shí)共格就會(huì)遭到破壞？(E=7X 10N/mmz，非共格界面能為500 X 1039。J/cm39。)7．新相的長(zhǎng)大為什么會(huì)有擴(kuò)散控制長(zhǎng)大和界面控制長(zhǎng)大兩種類型？什么情況下晶體的長(zhǎng)大是由界面控制或界面反應(yīng)決定的？能否找到一種實(shí)驗(yàn)方法來確定某新相的長(zhǎng)大是由界面反應(yīng)決定 的？8．調(diào)幅分解反應(yīng)和一般的形核長(zhǎng)大機(jī)制有何不同？答：調(diào)幅分解反應(yīng)不需要形核，新相成分變化、結(jié)構(gòu)不變，界面寬泛(初期無明顯分界面)，組織均勻規(guī)則，原子擴(kuò)散為上坡擴(kuò)散，形核轉(zhuǎn)變率高；形核不需克服能壘，但長(zhǎng)大需要克服梯度能和表面能；一般的形核長(zhǎng)大需要形核，新相成分、結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，界面明晰，組織均勻性差、不規(guī)則，原子擴(kuò)散為下坡擴(kuò)散，形核轉(zhuǎn)變率低。形核、長(zhǎng)大均需克服能壘。
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