发布时间 : 星期六 文章太原理工大学材料科学基础习题及参考答案更新完毕开始阅读
5-6 指出题图5-1相图中的错误，说明理由并加以改正．
5-7 画出Fe-Fe3C相图指出：S、C、J、H、E、P、N、G以及GS、SE、PQ、HJB、PSK、ECF各点、线的意义，并标出各相区的相组成物和组织组成物．
5-8 分析w(C)＝0.2%、w(C)＝0.6%、w(C)＝1.0% 的铁碳合金从液态平衡冷却到室温的转变过程，用冷却曲线和组织示意图说明各阶段的组织．并分别计算室温下的相组成物和组织组成物．
5-9 分析w(C)＝3.5%、w(C)＝4.5% 铁碳合金从液态平衡结晶过程，画出冷却曲线和组织变化示意图，并计算室温下的组织组成物和相组成物的含量．
5-10 Fe-Fe3C合金中的一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体的主要区别是什么? 根据Fe-Fe3C相图计算二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量． 5-11 莱氏体与变态莱氏体的主要区别是什么？变态莱氏体的共晶渗碳体和共析渗碳体的含量各为多少?
5-12 Fe-C相图和Fe-Fe3C相图二者的主要区别是什么? 分析并说明灰口铸铁的石墨化过程．
5-13 白口铸铁、灰口铸铁和钢三者的成分组织和性能有什么不同?
5-14 根据A-B-C三元共晶投影图 (题图5-2) 分析合金n1、n2 、n3 ( E点)3个合金的结晶过程，求出其结晶完成后的组织组成物和相组成物的含量并作出Bb变温截面．
5-15 绘出题图5-3中1、2、3、4合金冷却曲线和室温下的组织示意图． 5-16 在A1-Cu-Mg三元系液相面投影图 (图5-99) 中标出 w(Cu) = 5%，w(Mg) = 5%，w(A1) = 90% 和 w(Cu)＝20%，w(Mg) = 20%，w(A1) = 60% 两个合金的成分点，并指出其初生相及开始结晶的温度．
5-17 试根据Fe-Fe3C相图作铁碳合金在950、860、727以及600℃时各有关相的自由能－成分[ w(C) ] 曲线(示意图)．
5-18 试用自由能--成分曲线解释铁碳双重相图中的虚线位于实线的右上方的原因． 5-19 分折讨论题图5-4形成多种不稳定化合物的相图 ( BaO-TiO2系相图)．
参考答案：
5-1 凝聚系统—没有气相的系统。
组元－组成合金的各种化学元素或化合物。
相－合金内部具有相同的(或连续变化的)成分、结构和性能的部分或区域。
5-2 相律－处于热力学平衡状态的系统中自由度f与组元数c和相数p之间的关系定律。 吉布斯相律数学表达式： f=c-p+n
5-3 如P159 图5-19 Pb-Sn相图，含βⅡ最多和最少的成分点分别为19 % Sn 和 f 点．含共
晶体最多和最少的成分点分别为61.9 % Sn和接近c、d点． 5-4 (1) 100% 液相；
(2) L、α相 L % = 25.6 % α % = 74.4 % (3) α、β相 α = 86 % β = 14% (4) α、β相 α = 71.4 % β = 28.6 %
5-8 w(C)＝0.2％： α ＝ 97.3％ Fe3C ＝ 2.7％ α ＝ 72.6％ P ＝ 23.85
w(C)＝0.6％： α ＝ 91.3％ Fe3C ＝ 8.7％ α ＝ 22.7% PⅠ＝ 77.3%
w(C)＝1.0％： α ＝ 85.3％ Fe3C ＝ 14.7％ P ＝ 82.8% Fe3CⅡ＝ 17.2%
5-9 w(C)＝3.5％： α ＝ 47.8％ Fe3C ＝ 52.2％
P = 28.28％ Fe3CⅡ＝ 8.25％ Le ＝ 63.47％ w(C)＝4.5％： α ＝ 32.8％ Fe3C ＝ 67.2％ Le ＝ 91.6％ Fe3CⅠ＝ 8.4％
5-10 一次渗碳体：从液相中直接结晶出，呈粗大长条状；
二次渗碳体：沿奥氏体晶界析出，呈网状；
三次渗碳体：从基体相铁素体晶界上析出，呈细片状； 共析渗碳体：共析反应后形成的渗碳体，呈片层状；
共晶渗碳体：共晶反应后形成的渗碳体，是连续的基体组织。 Fe3CⅡmax = 22.6 % Fe3CⅢ max = 0.326 %
5-14 合金n1、n2、n3 结晶完成后的相组成都为A、B、C三元相，各自含量为： n1：WA =
n1a1nbnc× 100% WB = 11× 100% WC = 11× 100% Aa1Bb1Cc1n2a2nbnc× 100% WB = 22× 100% WC = 22× 100% Aa2Cc2Bb2n3a3nbnc× 100% WB = 33× 100% WC = 33× 100% Aa3Bb3Cc3 n2：WA =
n3：WA =
组织组成及相对含量为：
n1：A+(A+B+C) WA =
n1EAn1× 100% W(A+B+C) = × 100% AEAE n2：B+(B+C)+(A+B+C) WB =
ngn2m× 100% W(A+B+C) = WLE =2× 100%
EgBm W(B+C) = (1-
n2mn2g- )× 100% BmEg n3：(A+B+C) W(A+B+C) = 100%
第六章 材料的凝固
习 题
6-1 试证明金属均匀形核时?Gc＝ (1/2) Vc?GV，非均匀形核时 ?Gc* 与V * 又是什么关系? 6-2 说明固溶体合金结晶时浓度因素在晶体形核及长大过程中的作用．
6-3 在A-B二元共晶系中说明共晶成分的合金在 T1 ( < TE ) 温度下发生共晶转变时共晶体内的两个相互激发形核及合作协调，匹配长大的原理．
6-4 在C0成分单相合金的棒料中存在成分不均匀，请指出为使之均匀化和提纯金属所采用的方法和措施．
6-5 为使固溶体合金在凝固中使晶体呈柱状树枝状生长应采取什么措施，而欲使生长界面保持稳定又采取什么措施？
6-6 说明玻璃态结构和性能上的特性，什么材料容易获得非晶固态，为什么? 6-7 说明Tm、Tg、Tf的物理意义和本质，分别为哪些材料所具有．
6-8 与金属材料比较，说明在结晶动力学上硅酸盐和聚合物的结晶过程的特点．聚合物的晶区与一般金属材料中的晶体比较有什么特性? 哪些因素影响聚合物结晶过程及结晶度?
6-9 用分子运动来说明非晶聚合物3种物理状态的特性及形变机理． 6-10 说明橡胶态、皮革态及玻璃态出现的条件．
6-11 高弹态的本质是什么? 什么条件下聚合物才充分表现出它的高弹性?
6-12 从金属、硅酸盐和高聚物材料的结构、熔体特性来分析这3类材料的结晶有什么共性和个性．
参考答案：
6-1 证明： 金属均匀形核时，
因为临界晶核半径
?C?2? ?GV16??3 临界形核功 ?GC? 23(?GV) 故临界晶核体积 VC?2?GC4??C3? 3?GV 所以 ?GC?1VC?GV 2
非均匀形核时，有同样的关系式： ?GC?
?1?VC?GV 2