材料科学基础经典习题及答案

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14.550℃时有一铝铜合金的固熔体,其成分为xC=0.02。此合金先被淬火,然后重新加热到100℃以便析出θ。此θ(CuAl2:)相发展成许多很小的颗粒弥散分布于合金中,致使平均颗粒间距仅为5.0nm。 (1) 请问1mm3合金内大约形成多少个颗粒?

(2) 如果我们假设100℃时α中的含Cu量可认为是零,试推算每个9颗粒内有多少个铜原子(已知Al的原子半径为0.143 nm)。 15.如果有某Cu-Ag合金(WCu=0.075,WAg=0.925) 1000g,请提出一种方案,可从该合金内提炼出100g的Ag,且其中的含Cu量wCu<0.02(假设液相线和固相线均为直线)。

16.已知和渗碳体相平衡的α-Fe,其固溶度方程为:

w?C?11.3?103?2.55expRT

假设碳在奥氏体中的固熔度方程也类似于此方程,试根据Fe-Fe3C相图写出该方程。

17.一碳钢在平衡冷却条件下,所得显微组织中,含有50%的珠光体和50%的铁素体,问:

(1) 此合金中含碳质量分数为多少?

(2) 若该合金加热到730℃,在平衡条件下将获得什么组织? (3) 若加热到850℃,又将得到什么组织? 18.利用相律判断图4-34所示相图中错误之处。

19.指出下列概念中错误之处,并更正。

(1)固熔体晶粒内存在枝晶偏析,主轴与枝间成分不同,所以整个晶粒不是一个相。(2) 尽管固熔体合金的结晶速度很快,但是在凝固的某一个瞬间,A、B组元在液相与固相内的化学位都是相等的。(3) 固熔体合金无论平衡或非平衡结晶过程中,液—固界面上液相成分沿着液相平均成分线变化;固相成分沿着固相平均成分线变化。(4)在共晶线上利用杠杆定律可以计算出共晶体的相对量。而共晶线属于三相区,所以杠杆定律不仅适用于两相区,也适用于三相区。(5)

固熔体合金棒顺序结晶过程中,液—固界面推进速度越快,则棒中宏观偏析越严重。(6) 将固熔体合金棒反复多次“熔化一凝固”,并采用定向快速凝固的方法,可以有效地提纯金属。

GmC01?K0??RDK0(7) 从产生成分过冷的条件可知,

合金中熔质浓度越高,成分过冷区域小,越易形成胞状组织。(8)厚薄不均匀的Ni-Cu合金铸件,结晶后薄处易形成树枝状组织,而厚处易形成胞状组织。

(9)不平衡结晶条件下,靠近共晶线端点内侧的合金比外侧的合金易于形成离异共晶组织。(10)具有包晶转变的合金,室温时的相组成物为。α+β,其中β相均是包晶转变产物。(11)用循环水冷却金属模,有利于获得柱状晶区,以提高铸件的致密性。(12)铁素体与奥氏体的根本区别在于固熔度不同,前者小而后者大。(13)(13)727℃是铁素体与奥氏体的同素异构转变温度。(14)在Fe-Fe3C系合金中,只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳体存在。(15)凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变,而没有共晶转变;相反,对于铸铁则只有共晶转变而没有共析转变。(16)无论何种成分的碳钢,随着碳含量的增加,组织中铁素体相对量减少,而珠光体相对量增加。(17)含碳wC=0.043的共晶白口铁的显微组织中,白色基体为Fe3C,其中包括Fe3CI、Fe3CII、Fe3CIII、Fe3C共析和Fe3C共晶等。(18)观察共析钢的显微组织,发现图中显示渗碳体片层密集程度不同。凡是片层密集处则碳含量偏多,而疏稀处则碳含量偏少。(19) 厚薄不均匀的铸件,往往厚处易白口化。因此,对于这种铸件必须多加碳、少加硅。(20) 用

Ni-Cu合金焊条焊接某合金板料时,发现焊条慢速移动时,焊缝易出现胞状组织,而快速移动时则易于出现树枝状组织。20.读出图4-35浓度三角形中,C,D,E,F,G,H各合金点的成分。它们在浓度三角形中所处的位置有什么特点?

21.在图4-36的浓度三角形中; (1) 写出点P,R,S的成分;

(2) 设有2kg P,4kg R,2kg S,求它们混熔后的液体成分点X; (3) 定出wC=0.08,A、B组元浓度之比与S相同的合金成分点Y; (4) 若有2Kg P,问需要多少何种成分的合金Z才能混熔得到6Kg的成分R的合金。

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