《材料科学基础》习题集

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3. Mg-Ni系的一个共晶反应为 507℃

L(23.5Wt.%Ni) ? α(纯镁)+Mg2Ni(54.6Wt.%Ni)

设C1为亚共晶合金,C2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的重量分数相等,但C1合金中的α 总量为C2合金中的α 总量的2.5倍,试计算C1和C2的成分。

4. 组元A和B在液态完全互溶,但在固态互不溶解,且形成一个与A、B不同晶体结构的中间化合物,由热分析测得下列数据: 含B量(wt%.%) 0 20 40 43 50 63 80 90 100 液相线温度(℃) — 900 765 — 930 — 850 — — 固相线温度(℃) 1000 750 750 750 750 1040 640 640 800 (a) 画出平衡相图,并注明个区域的相、各点的成分及温度,并写出中间化合物的分子式(原子量A=28,B=24)。

(b) 100kg的含20wt.%B的合金在800℃平衡冷却到室温,最多能分离出多少纯A。 5. Mg-Ni系的一个共晶反应为 507℃

L(23.5Wt.%Ni) ? α(纯镁)+Mg2Ni(54.6Wt.%Ni)

设C1为亚共晶合金,C2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的重量分数相等,但C1合金中的α 总量为C2合金中的α 总量的2.5倍,试计算C1和C2的成分。

6. (a)根据Fe-Fe3C相图,分别求2.11%C,4.30%C的二次渗碳体的析出量,(b)画出4.3%的冷却曲线。

7. Al-Cu合金相图如图4-10所示,设分配系数K和液相线斜率均为常数,试求:

(a)含1%Cu固溶体进行缓慢的正常凝固,当凝固分数为50%时所凝固出的固体成分; (b)经过一次区域熔化后在x=5处的固体成分,取熔区宽度l=0.5;

(c)测得铸件的凝固速率R=3?10cm/s,温度梯度G=30℃/cm,扩散系数D=3?10cm/s时,合金凝固时能保持平面界面的最大含铜量。

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8. 利用上题中的数据,设合金成分为Al-0.5wt.%Cu,液体无对流,计算: (a) 开始凝固时的界面温度;

(b) 保持液—固界面为平面界面的温度梯度; 在同一条件下含铜量增至2wt.%Cu时(a)、(b)题的变化。

9. 计算45钢室温下的组织组成物和相组成物。

含C为0.45%和1.0%的Fe-C合金室温下组织各是什么?并计算它们的相对含量。 10. 试计算Fe-FeC3合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大可能含量。

11.分析含C为1.2%的铁碳合金从液态平衡冷却到室温的转变过程,画出冷却曲线和组织示意图。计算室温下组织组成物和相组成物的相对含量。

12.分析含C为3.5%的Fe-C合金平衡凝固过程,画出冷却曲线,指出在室温下组织组成物和相组成物。

13.请计算含C为4.5%的白口铁室温平衡组织中,各组织组成物和各组成相的相对含量?

第8章 单元相图

概念与名词:

等边成分三角形,液相面,固相面,水平截面,垂直截面,投影图,三元匀晶反应,三元包共晶反应,三元包晶反应,三元共晶反应

1.根据所示Fe-W-C三元系的低碳部分的液相面的投影图,试标出所有四相反应。

2. 根据所示Al-Mg-Mn系富Al一角的投影图。 (a)写出图中二个四相反应。

(b)写出图中合金Ⅰ和Ⅱ的凝固过程。

3. 已知A、B、C三组元固态完全不互溶,成分为80%A、10%B、10%C的O合金在冷却过程中将进行二元共晶反应和三元共晶反应,在二元共晶反应开始时,该合金液相成分(a点)为60%A、20%B、20%C,而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50%A、10%B、40%C。 (a) 试计算A初%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。 (b) 写出图中I和P合金的室温平衡组织。

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