材料科学基础复习资料整理

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36. 根据三元共晶相图,画出T=TE时的水平截面图。

37. 假设某纯金属液体按均匀形核方式结晶,晶胚呈边长为a的立方体,晶胚的单位面积表

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面能为σ,液、固两相单位体积的吉布斯自由能差为△GV。求临界晶核边长a和临界晶核形

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成功△G的表达式。

38. 液态金属凝固时,若过冷液体中形成的晶胚是任意形状的,则体系的自由能变化可以表

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示为△G=n△Gn+ξnσ式中,n为晶胚的原子个数;△Gn为液、固相间每个原子的自由能差,

4?3?3ξ为形状因子(即ξn为晶胚的表面积);试证明:△G=

27?Gn22/3

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39. 已知液态纯镍在1大气压,过冷度为319℃时发生均匀形核。设临界晶核半径为1nm,

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纯镍的熔点为1726K,熔化热△Hm=18075J/mol,摩尔体积Vs=6.6cm/mol,计算纯镍的液-固界面能和临界形核功。

40. 液态金属凝固时都需要过冷,那么固态金属熔化是否会出现过热?

41. 已知平均晶粒直径为1mm和0.0625mm的纯铁的屈服强度分别为112.7MPa和196Mpa,问平均晶粒直径为0.0196mm的纯铁的屈服强度为多少?

42. 试根据纯铝的熔点(660℃)与再结晶温度的实验关系,确定工业纯铝的再结晶退火温度。(再结晶退火温度比最低再结晶温度高200℃)

43. 试用多晶体塑变理论解释室温下金属的晶粒越细,其强度越高,塑性也越好的现象(Hall-Petch公式)。

44. 若单晶体铜的表面恰好为{100}晶面,假设晶体可在各个滑移系上进行滑移。试讨论表面上可能见到的滑移线形貌(滑移线方位和它们之间的夹角),若单晶体表面为{111}晶面呢?

45. 将一个楔形铜片,置于间距恒定的两个轧辊之间轧制,如图所示。 (1)分析此铜片完全再结晶之后晶粒的变化情况。

(2)如果在较低的温度退火,何处先发生再结晶,为什么?

46. 分析滑移和孪生的异同,比较它们在塑变过程中的作用。

47. 根据Fe-Fe3C相图和C曲线,对共析钢进行以下处理,试析:(Vk为淬火临界冷却速度) (1)加热至760℃,保温均匀后的相和成分。 (2)760℃加热均匀后,用0.5s冷到680℃,保温100s后以大于Vk的速度冷至室温的组织。 (3)760℃加热均匀后,在0.5s内冷到680℃,保温1h后空冷至室温的组织。 (4)760℃加热均匀后,在1s内冷到320℃,保温1h后空冷至室温的组织。

(5)760℃加热均匀后,以大于Vk的速度冷至室温的组织。若再分别进行低温、中温、高温回火,又各获得什么组织?

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