【正文】 167。 (1) 能 （2）、（3）、（4）均不能。第四章 例題解答例1. 設(shè)有一條內(nèi)徑為30mm的厚壁管道，通過向管子一端向管內(nèi)輸入氮氣，以保持膜片一側(cè)氮氣濃度為1200mol/m3，而另一側(cè)的氮氣濃度為100mol/m3。例題解答：通過管道中鐵膜的氮氣通量為 膜片兩側(cè)氮濃度梯度為：據(jù)Fick’s First Law： 例2. 課本P124，例題例題解答：（見課本）例3. CuAl組成的互擴散偶發(fā)生擴散時，標志面會向哪個方向移動？ 例題解答：TAl（熔點）TCu（熔點），說明Al的鍵能較Cu低，Cu原子在Al中的擴散系數(shù)要高于Al原子在Cu中的擴散系數(shù)，因此，CuAl組成的互擴散偶發(fā)生擴散時標志面將向Cu的一側(cè)移動。已知CCr=，?C/?x=126/cm，互擴散系數(shù)D=109cm2/s，試求Matano平面移動速度和Cr、Fe的本征擴散系數(shù)DCr、DFe。）例題解答：據(jù)Darken : CCr+CFe = 1 例5. 鋼在進行滲碳處理時，表面很快達到較高濃度，然后逐步向中間擴散，設(shè)在1000℃時，測得工件離表面1mm和2mm之間的碳濃度從5at.%降到4at.%，試計算碳原子在該區(qū)域的流量（γFe在1000℃，擴散系數(shù)=（105m2/s）exp[(142000J/mol)/RT]）,以原子/m2（上P462）解答：. 因而 = =105exp(142000/1273)=1011(m2/s) 例6. %C鋼在930℃滲碳，%。%，表面應(yīng)車削去多少深度？ [=107cm2/s，參考課本P124，公式（）] （上P4710）解答： 表面脫碳后： 例8. 鋼在較低溫度滲碳有一定優(yōu)越性，淬火變形小又可得到較細的晶粒，并能延長爐子的壽命。試分析這種設(shè)想是否正確。（上P4711）解答：當(dāng)，則有 即 t2= 故設(shè)想不正確，應(yīng)延長3倍以上。第5章 例題解答1. 金屬中常見的細化晶粒的措施有哪些？為什么常溫下金屬材料為什么晶粒越細小，不僅強度越高，而且塑性和韌性也越好例題解答：細化晶粒方法：（1）鑄態(tài)使用的合金：合理控制冶鑄工藝，如增大過冷度、加入變質(zhì)劑、進行攪拌和振動等。（3）對熱處理強化態(tài)使用的合金：控制加熱和冷卻工藝參數(shù)利用相變重結(jié)晶來細化晶粒。原因是：材料在外力作用下發(fā)生塑性變形時，通常晶粒中心區(qū)域變形量較大，晶界及其附近區(qū)域變形量較小。2．將經(jīng)過大量冷塑性變形（70%以上）的純金屬長棒一端浸入冷水中，另一端加熱至接近熔點的高溫（），過程持續(xù)一小時，然后完全冷卻，作出沿棒長度的硬度分布曲線（示意圖），并作簡要說明。在整個棒的長度上，由于溫度不同，經(jīng)歷了回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大三個過程。若純金屬為純鐵，因純鐵有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，在上述情況下，由于到達一定溫度會發(fā)生重結(jié)晶而使晶粒細化，故在第（III）區(qū)域后會有硬度回升的第（IV）區(qū)。(1)固溶強化是由于溶質(zhì)原子造成了點陣畸變，其應(yīng)力場將與位錯應(yīng)力場發(fā)生彈性交互作用、化學(xué)交互作用和靜電交互作用，并阻礙位錯運動。（2）沉淀（析出）強化是通過過飽和固溶體的時效處理而沉淀析出細小彌散、均勻分布的第二相微粒，第二相與位錯相互作用； （3）彌散強化――是通過粉末冶金方法加入細小彌散、均勻分布的硬質(zhì)第二相形成復(fù)相，第二相阻礙位錯運動，起強化作用。（5）加工（形變）強化――塑性形過程中，位錯發(fā)生增值，位錯密度升高，導(dǎo)致形變胞的形成和不斷細化，對位錯的滑移產(chǎn)生巨大的阻礙作用，可使金屬的變形抗力顯著升高。4. 在室溫下對Pb板進行彎折，越彎越硬，但如果放置一段時間再進行彎折，Pb板又像最初一樣柔軟，這是為什么？（Tm(Pb)=327℃）例題解答：在室溫下對Pb板進行彎折，越彎越硬，發(fā)生了加工硬化。因T再=（327＋273）－273 = －33℃。 （1）畫出此銅片經(jīng)完全再結(jié)晶后晶粒沿片長方向的變化示意圖。銅片的寬度不同，再結(jié)晶退火后晶粒的大小不同。（2）變形量增大，冷變形儲存能越高，越易發(fā)生再結(jié)晶，因此，在較低溫度退火時，在較寬處發(fā)生再結(jié)晶6. 用冷撥銅絲制作導(dǎo)線，冷撥后應(yīng)如何處理，為什么？如果用冷撥銅絲制作電燈用的花導(dǎo)線呢？例題解答： 用冷撥銅絲制作導(dǎo)線時，應(yīng)采用去應(yīng)力退火。用冷撥銅絲制作導(dǎo)線時，應(yīng)采用再結(jié)晶退火。7. OFHC銅（無氧商導(dǎo)電率銅）冷撥變形后強度可提高2倍以上，若許用應(yīng)力的安全系數(shù)取2，試計算OFHC銅零件在130℃下制作的使用壽命。）（）例題解答：由于OFCH銅在130℃工作，強度設(shè)計安全系數(shù)取2時，對冷加工溫氏材料只允許發(fā)生50%再結(jié)晶，即 已知A=10121/min，T=（130＋273）k = 403k代入題中數(shù)據(jù) 8. 純Zr在553℃和627℃等溫退火至完成再結(jié)晶分別需要40h和1h，試求此材料的再結(jié)晶激活能。11. 簡述冷塑性變形對材料組織及性能的影響？習(xí)題解答：12. 為獲得細小的晶粒組織，應(yīng)根據(jù)什么原則制定塑性變形及其退火工藝？習(xí)題解答：13. 已知含30%Zn的黃銅在400℃的恒溫下完成再結(jié)晶需要1小時，而在390℃完成再結(jié)晶需要2小時，計算①再結(jié)晶的激活能；②在420℃恒溫下完成再結(jié)晶需多少時間？習(xí)題解答：再結(jié)晶速率，設(shè)t為再結(jié)晶完成的時間，則 U再t=1 Aexp(Q/RT1)t1=Aexp(1/RT2)t2=Aexp(Q/RT3)t3 將T1=673k，t1=1h，T2=663k，t2=2h，T3=693k 代入上式 解得 t3=≈16min 解： t為再結(jié)晶完成所需時間 則：V再t=1 上式可得： 由①式得 =16個/mm2時，σs=1000MPa；而為NA=4096個/mm2時，σs=250MPa，試求晶粒大小為NA=256個/mm2時的σs。19）例題解答：設(shè)晶粒平均直徑為d，1mm2內(nèi)晶粒數(shù)NA，則有 故 代入HallPatch公式，即 故NA=250個/mm2， d3=103mm時 σs=90+(103)1/2=第7章 例題例題1：指出相圖中的錯誤，并畫出正確的相圖 例2. A（熔點Tm=600℃），B（熔點Tm=500℃）在液態(tài)下無限互溶；固態(tài)時A在B中的最大溶解度（質(zhì)量分數(shù)）為WA=，室溫時A在B中的最大溶解度（質(zhì)量分數(shù)）為WA=，但B在固態(tài)時和室溫時均不溶于A；在300℃時，含WB=，試畫出A—B相圖；并分析WA=、WA=、WA=。6）解答：如右圖所示：A→B形成β固溶體。二者在750℃形成A2B化合物，A與B原子量分別為30與50；在450℃和320℃分別發(fā)生液相成分為22%B及60%B（質(zhì)量分數(shù)）的共晶轉(zhuǎn)變。（上P30—142 故化合物中含A組元55wt%，B組元45wt%，相圖如右圖所示。[已知α(Pb)的硬度3HB，β(Sb)的硬度為30HB]（劉P6021）解答：（1）設(shè)合金中，則 （2）F+A （3）全部A （4）例6. MgNi系一共晶反應(yīng)α(純Mg)+（下標為Niwt%）設(shè)C1為亞共晶合金，C2為過共晶合金，這兩種合金中先共晶相的質(zhì)量分數(shù)相等，試計算C1及C2的成分。3）例題答案： 題意中， ……………………（2）（1）（2）聯(lián)立得 例7. 有組元 A（熔點Tm=1000℃）和B（熔點Tm=700℃），含WB=25%的合金正好在500℃完全凝固，%%的（α+β）共晶；而WB=50%的合金在500℃的組織由40%的先共晶α和60%的（α+β）共晶組成，此時合金中的總的α總量為50%。（劉P54設(shè)有1000g含1%C的奧氏體從1200℃緩慢冷至室溫，試求：（1）Fe3C開始形成的溫度；（2）Fe3C完全形成的溫度；（3）最后轉(zhuǎn)變的奧氏體成分；（4）在726℃時兩相的重量；（5）室溫時珠光體與二次滲碳體的重量。34）例題答案（圖略）（1）約820℃（2）727℃（Fe3CⅢ）(3) %C（4）（5）例9. 結(jié)合上題圖描述5%C的鐵碳合金平衡冷卻至室溫的過程，并計算其室溫組織中一次滲碳體、共晶滲碳體、二次滲碳體、共析滲碳體、三次滲碳體的重量分數(shù)。37）例題答案合金結(jié)晶過程:LⅠ→L+Fe3CⅠ→L+ Ld (A+Fe3C)+Fe3CI→Ld (A+Fe3C)+Fe3CI→Ld (A+Fe3CⅡ+Fe3C)+Fe3CⅠ→L’d [(F+Fe3C)+Fe3CⅡ+Fe3C]+Fe3CⅠ→L’d [(F+Fe3C+Fe3CⅢ)+Fe3CⅡ+Fe3C]+Fe3CⅠ或LⅠ→L+Fe3CⅠ→(A+Fe3C)+Fe3CI→(A+Fe3CⅡ+Fe3C)+Fe3CⅠ→[(F+Fe3C)+Fe3CⅡ+Fe3C]+Fe3CⅠ →[(F+Fe3C+Fe3CⅢ)+Fe3CⅡ+Fe3C]+Fe3CⅠ由杠桿定律: 10. 簡述金屬結(jié)晶過程的熱力學(xué)、動力學(xué)、能量和結(jié)構(gòu)條件。動力學(xué)條件： 液固界面前沿液體的溫度Ti Tm，存在動態(tài)過冷。結(jié)構(gòu)條件：液體中存在結(jié)構(gòu)起伏是產(chǎn)生晶核的基礎(chǔ)。（3分）合理控制冶鑄工藝，增大過冷度、加入變質(zhì)劑、進行攪拌和振動等。是狼就要練好牙，是羊就要練好腿。不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來越難。拼一個春夏秋冬！贏一個無悔人生！早安！—————獻給所有努力的人.學(xué)習(xí)參考