中南大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案-文庫(kù)吧資料
2025-01-21 00:11本頁(yè)面
【正文】 上述冷加工纖維組織、帶狀組織和變形織構(gòu)都使材料的性能具有方向性，即在各個(gè)方向上的性能不均，對(duì)使用性能有不良影響，但少數(shù)金屬材料，如用作變壓器的硅鋼片，各向異性能更好滿足使用要求。多晶體加工硬化曲線一般不出現(xiàn)易滑移的第一階段，而加工硬化率明顯高于單晶體。典型的面心立方單晶體的加工硬化曲線可以分為三個(gè)階段。3 簡(jiǎn)答：1）α的滑移系為{110}111，b相的常見滑移系為{111}110，h相的常見滑移系為（0001）110。二 問答1 簡(jiǎn)答：純金屬變形主要借助位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，通過滑移和孿生完成塑性變形，開動(dòng)滑移系需要臨界切應(yīng)力，晶體中還會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)；單相合金的基本變形過程與純金屬的基本過程是一樣的，但會(huì)出現(xiàn)固溶強(qiáng)化，開動(dòng)滑移系需要臨界切應(yīng)力較大，還有屈服和應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象。晶體在切應(yīng)力作用下一部分晶體沿著一定的晶面（孿晶面）和一定的晶向（孿生方向）相對(duì)于另外一部分晶體作均勻的切變，使相鄰兩部分的晶體取向不同，以孿晶面為對(duì)稱面形成鏡像對(duì)稱，孿晶面的兩邊的晶體部分稱為孿晶。通過位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)完成塑性變形；2） 對(duì)性能影響，與第二相粒子，通過切過或繞過機(jī)制強(qiáng)化材料，冷加工中位錯(cuò)密度增加也能強(qiáng)化材料，或通過形成科垂?fàn)枤鈭F(tuán)強(qiáng)化材料，以及位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)中相互交截，或形成割階、面角位錯(cuò)等使材料強(qiáng)化；3） 對(duì)再結(jié)晶中的晶核形成機(jī)制有影響；是優(yōu)先擴(kuò)散通道。解答：位錯(cuò)是晶體中的缺陷，對(duì)材料有許多重要影響。故位置1位錯(cuò)受斥力，位置2位錯(cuò)處于亞穩(wěn)平衡，偏離該位置則遠(yuǎn)離或運(yùn)動(dòng)到與原點(diǎn)處位錯(cuò)垂直的地方。計(jì)算可得27e （300K）時(shí)空位濃度C1＝10－13，627e 時(shí)空位濃度為C2＝10－5，故從27e 升溫到627e 時(shí)空位濃度增加倍。高溫淬火后由于高濃度空位被保留至低溫，對(duì)低溫加熱擴(kuò)散有促進(jìn)作用。4 解答：平衡空位濃度，A為材料常數(shù)，k＝10－23 J/K，Ev為空位形成能。新位錯(cuò)柏氏矢量為；新形成位錯(cuò)為在（001）面上刃型位錯(cuò)，牽制到其它兩個(gè)不全位錯(cuò)和兩個(gè)層錯(cuò)均不能運(yùn)動(dòng)，會(huì)引起冷加工中的加工硬化。新位錯(cuò)位于（001）面上，是純?nèi)行臀诲e(cuò)，由于不在其滑移面{111}面上，為不可動(dòng)位錯(cuò)。若反應(yīng)前的是刃位錯(cuò)，則反應(yīng)后的擴(kuò)展位錯(cuò)只能在原滑移面上進(jìn)行滑移；若反應(yīng)前的是螺型位錯(cuò)，反應(yīng)后形成的擴(kuò)展位錯(cuò)可以進(jìn)行束集，與其相交面如面相交處束集，而后過渡到面上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并有可能再次分解為擴(kuò)展位錯(cuò)。]+中，滿足能量條件；同時(shí)，滿足幾何條件，故反應(yīng)能進(jìn)行。2. 解答： 1）對(duì)于位錯(cuò)反應(yīng)，需要同時(shí)滿足能量條件和幾何條件，反應(yīng)才能進(jìn)行。多邊形化：連續(xù)彎曲的單晶體中由于在加熱中通過位錯(cuò)的滑移和攀移運(yùn)動(dòng)，形成規(guī)律的位錯(cuò)壁，成為小角度傾斜晶界，單晶體因而變成多邊形的過程。鈴木氣團(tuán)：溶質(zhì)原子在層錯(cuò)區(qū)偏聚，由于形成化學(xué)交互作用使金屬?gòu)?qiáng)度升高。Orowan機(jī)制：合金相中與基體非共格的較硬第二相粒子與位錯(cuò)線作用時(shí)不變形，位錯(cuò)繞過粒子，在粒子周圍留下一個(gè)位錯(cuò)環(huán)使材料得到強(qiáng)化的機(jī)制。PN力：周期點(diǎn)陣中移動(dòng)單個(gè)位錯(cuò)時(shí)，克服位錯(cuò)移動(dòng)阻力所需的臨界切應(yīng)力擴(kuò)展位錯(cuò)：兩個(gè)不全位錯(cuò)之間夾有層錯(cuò)的位錯(cuò)組態(tài)堆垛層錯(cuò)：密排晶體結(jié)構(gòu)中整層密排面上原子發(fā)生滑移錯(cuò)排而形成的一種晶體缺陷。位錯(cuò)：晶體中的一種原子排列不規(guī)則的缺陷，它在某一個(gè)方向上的尺寸很大，另兩個(gè)方向上尺寸很小。由于成分線過Bi的頂點(diǎn)，故所求合金中可求得Pb%=9%，Sn=%。3) 1區(qū)的三相反應(yīng)是：L+δ－γ795℃的四相平衡的反應(yīng)式：γ＋C－α+ C6 解答：Ⅳ區(qū)合金凝固過程為：L－α,L－α＋β，α－β互析；Ⅵ區(qū)合金凝固過程為：L－α,L－α＋β，L－α＋β+γ,隨后α，β，γ同析；四相反應(yīng)式為：L－α＋β＋γ7 解答：℃時(shí)P點(diǎn)：Lp+α－β＋δ℃時(shí)E點(diǎn) L－β2＋δ＋γ三元系初晶面有δ、α、β、γ的四個(gè)初晶面；2）三元合金中合金1的結(jié)晶過程為：L－γ，L－γ+δ+β；合金2的結(jié)晶過程為：L－δ，L－δ+β，L－γ+δ+β； 合金3的結(jié)晶過程為：L－α，L－δ+α,L＋α－β+δ；合金4的結(jié)晶過程為:：L－α, L＋α－β+δ。Cu25Zn6Al合金位于α＋＋γ的三相區(qū)中，由α＋＋γ的三相區(qū)組成，可以從圖中讀出各相成分點(diǎn)：α：, γ：, β：Cu30Zn4Al故Cu20Zn8Al合金中α％＝100％＝%γ％＝1－α％＝%Cu－25Zn－6Al合金中＝100％=50%α%=(1)%=%,γ％=(1)%=%3) Y合金凝固過程：L－α，L－α＋β，β－α3 解答： 1) ：L+α－β：L－β+γ：L－α+γ2) L+α－β+γ3）O合金凝固過程：L－α,L+α－β,L+α－β+γ,α,β,γ同析。2 解答： 1）Cu30%Zn10%Al合金的成分點(diǎn)見圖中X點(diǎn)。4）Pb30%Bi合金平衡凝固過程為L(zhǎng)—α，L＋α—β，L—β，β—Bi，室溫下平衡組織為β＋Bi，非平衡凝固下由于L＋α—β包晶反應(yīng)很難進(jìn)行完全，故在β晶粒內(nèi)部會(huì)保留部分α，室溫下組織為β＋殘留α＋Bi。8： 解答： 1）相區(qū)填充如圖；2）設(shè)X合金中Bi組元的含量是x，依題意有，可以解得x＝，％。3） 可以根據(jù)相圖估計(jì)，在共晶溫度下盡可能高的溫度進(jìn)行退火。8）1200℃時(shí)各相的自由能成分曲線示意圖如圖。6）亞穩(wěn)轉(zhuǎn)變后組織為P＋Fe3CⅡ，淬火冷卻后C在Fe中形成過飽和固溶體（馬氏體相變）。3）提高壓力加工合金的強(qiáng)度的方法主要有加工硬化，合金元素固溶產(chǎn)生的固溶強(qiáng)化，細(xì)化晶粒強(qiáng)化，熱處理強(qiáng)化，第二相強(qiáng)化，彌散質(zhì)點(diǎn)的彌散強(qiáng)化。2）二元系中比較適合做變形合金和合金為單相固溶體，適合作為鑄造合金的成分范圍為含有較多共晶體的合金。 不同點(diǎn)：固溶體合金形核除需要能量起伏和結(jié)構(gòu)起伏外，還需要成分起伏，非平衡結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生偏析，一般會(huì)產(chǎn)生成分過冷，凝固過程是在一個(gè)溫度區(qū)間進(jìn)行，而純金屬凝固在等溫進(jìn)行。4）Y=10%wt之合金可能的強(qiáng)化方法有細(xì)化晶粒，加工硬化和固溶時(shí)效。Y=5%wt時(shí)的合金K在室溫時(shí)的平衡組織為（Mg）固溶體。3 解答： 1）相區(qū)填寫如圖所示。相組成物的相對(duì)含量為：和組織組成物的相對(duì)含量：（η+Sn）共晶％＝1－η％＝％。這些少量b相可以通過均勻化退火消除。7）1500e 時(shí)AlNi合金系的自由能—成分曲線示意圖如圖。5）含Ni89%（重量）的NiAl合金其平衡凝固時(shí)室溫組織為Ni和Ni中析出的ε，非平衡凝固后會(huì)出現(xiàn)非平衡共晶組織，即為Ni和少量的1387℃反應(yīng)生成的L－（ε＋Ni）共晶。3）1455℃，L＋δ－ε，包晶反應(yīng)；1387℃，L－ε＋Ni，共晶反應(yīng)；1135℃，L＋δ－γ，包晶反應(yīng)；855℃，L＋γ－β，包晶反應(yīng)；640℃，L－Al＋β，共晶反應(yīng)；4）Ni 30
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1