最新材料科学工程基础计算题讲课稿

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材料工程基础讲稿2

2）位错新相在位错线上形核 ①可由位错线消失时所释放出来的能量作为相变驱动力以降低形核功； ②新相形核时位错不消失，而依附于新相界面上构成半共格界面上的位错部分，以补偿错配度，从而降低应变能，使形核功降低； ③溶质原子在位错线上偏聚，使溶质含量增高，便于满足新相形成时所需的成分条件，使新相晶核易于形成； ④位错线可作为扩散的短路通道，降低扩散激活能，从而加速形核过程； ⑤位错可分解形成有两个分位错与其间的层错组成扩展位错，使其层错部分作为新相的核胚而有利于形核。
x xo
dx D C 则新相的长大速度为 v dt C C ( x ) xo
C dt，则有（Cβ-Cα)dx=D x
dt xo
C 这表明新相的长大速度与D和界面附近母相中的 x xo
2.奥氏体核的形成
1）形核位置共析组织 : F 和渗碳体交界处（ text book p40, next slide）亚共析钢平衡组织 : F和渗碳体交界处、 P 团界、先共析F和P团的交界处。球状组织和调质组织: F交界处及球状渗碳体和F交界处。即A核优先在晶界或两相交界处形成，与渗碳体形态无关。
2－2 奥氏体的形成
1、奥氏体形成的热力学条件, 以共析钢为例 P→A的转变的驱动力为α 相、渗碳体相和γ 相三相的自由焓差。转变温度与临界点A1之差——过热度。过热度↑→驱动力↑，转变速度↑。即随过热度↑，P向A转变的热力学和动力学条件的充分性增加，对于这种扩散型转变——转变速度增加→单调性。过热度与加热速度有关，加热↑→ 过热度↑。工程上规定以0.125℃/min 加热测得的临界点用AC1、AC3表示。同理冷却时所发生的转变,因冷却速度的加快而发生滞后现象，规定以 0.125℃/min速度冷却发生转变的温度为Ar1、Ar3 。

材料工程基础讲稿5

升高。
P的断裂强度随片间距的减小而升高。当片间距大于 150nm时，片间距的改变对断面收缩率影响不大，小于 150nm亦即S时，断面收缩率随片间距的减小显著增加。
硬度与强度的升高是因为片间距减小时F与渗碳体变薄，相界面增多，F中位错不易滑动，故使塑变抗力升高。在外力足够大时，位于F中心的位错源被开动后，滑动的位错将受阻于渗碳体片，渗碳体及F片愈厚，因受阻而塞积的位错也愈多，塞积的位错将在渗碳体薄片中造成正应力，而使渗碳体片产生断裂。片层愈薄，塞积的位错愈少，正应力也愈小，愈不易引起开裂，必须提高外加作用力，才能使更多的位错塞积在相界面一侧，造成足够的正应力使渗碳体片产生断裂。当每一个渗碳体片断裂并连接在一起时便发生整体脆断。
片间距的减小可以提高断裂抗力，不仅如此，当渗碳体片很薄时，塞积的位错也可以切过渗碳体薄片而不使之发生正断，引起切断，然后在正应力的作用下裂纹不断发展，最后导致整体延性断裂。片间距的减小可以提高塑性，这是因为渗碳体片很薄时，在外力作用下可以滑移产生塑性变形，也可以产生弯曲，致使塑性提高，在生产上也正是利用这一特点，发展了一种极为有效的用于提高钢丝强度的强化工艺——派登（Patenting）处理或称铅浴处理。
将高碳钢丝经铅浴等温处理得到片间距极小的索氏体S 组织,然后利用薄渗碳体片可以弯曲和产生塑性变形的特性进行深度冷拔以增加F片内的位错密度亦即细化由位错缠结所组成的胞块，而使强度得到显著提高。经派登处理所能达到的强度是钢在目前生产条件下所能获得的最高强度。
2．球状P的力学性能球状P的强度、硬度稍低，塑性较好。球状P的切削性好，对刀具磨损小，冷挤压成型性也好，加热淬火时的变形、开裂倾向小，因此，高碳钢在机加工和热处理前要求先进行球化处理得到球状 P。 3．亚共析钢的力学性能亚共析钢的力学性能取决于F和P的相对量多少、P团大小、F晶粒大小以及P片间距的大小。当P量少时，P对强度贡献不占主要地位，此时强度的提高主要依靠F的晶粒尺寸的减小。P增加到一定数量时，强度的提高主要依靠P片间距的减小。塑性则随P量的增多而下降，随F晶粒的细化而升高。

材料工程基础讲稿13

究了低、中碳钢的残余A分解后发现，产生TME时，总是伴随着残余 A的分解，在A板条间产生渗碳体薄膜，正是这种Fe3C薄膜导致了 TME。由于一般低、中碳钢淬火后主要形成板条M，残余A则存在于板条M之间，因此分解而成的Fe3C也处于板条之间，其所造成的断
裂对于M而言是沿晶断裂，而对于原A而言则是穿晶断裂。如果M板
W18Cr4V高速钢经1280℃淬火再经不同温度回火后的硬度变化为：回火温度高于150℃时，由于θ 碳化物的析出，聚集与长大，硬度不断下降。当回火温度超过300～400℃时，硬度重新回升，在 550℃左右达到最高点。随回火温度的进一步升高，硬度又下降，称为过时效。
W18Cr4V高速钢
2）产生二次硬化的原因：随回火温度的升高θ 碳化物重新溶入α 基体，由于淬火钢中含有足够量的Mo、W、V、Nb、Ti、Cr等合金元素，将通过这些合金元素的富集、形核而析出在高温下较θ 碳化物更为稳定的M2C 及MC合金碳化物。这类碳化物呈极细丝状（直径1～3nm，长度10～30nm），与 α 相保持共格，引起晶格畸变，产生畸变强化；由晶格畸变诱发α 相中产生高密度位错，引起位错强化；同时这类M2C及MC合金碳化物弥散细小，引起弥散强化。当回火温度过高时，这些极细的M2C及MC合金碳化物也会聚集粗化，使硬度下降，在回火温度－硬度曲线上出现极大值。因此，二次硬化本质上是一种共格析出的合金碳化物的弥散强化。合金碳化物越稳定细小，强化效果内应力(由马氏体相变和急冷所引起),没有得到充分的消除。
弹簧钢一般在300～ 400℃(或稍高之间回火。
0.82%C
含C量较高时，低温回火时由于脆性大，拉伸实验时试样发生早期脆断，因此测不出强度值。
综上所述，低碳钢淬火成低碳M后不经回火或经低温回火均可获得很好的综合力学性能。这也是近年来低碳A获得广泛应用的原因所在。但应指出，由于低碳钢Ms点高，即使未进行低温回火，实际上也已发生了自回火。但一般为了降低淬火应力，在淬成低碳马氏体后常再进行一次低温回火。中碳钢经中温回火可以获得良好的综合力学性能。所以，用中温回火得到回火T组织的“硬调质”的性能比淬火加高温回火得到回火S组织的调质性能要好。高碳钢采用完全淬火时，如回火温度低于300℃，则仍处于脆性状态；如高于300℃，则所得综合性能并不比低碳M经低温回火好。故高碳钢一般采用不完全淬火，使溶入A中的碳仅0.5% 左右，淬火后在低温回火下使用以获得高的硬度。提高钢的碳含量只是为了增加碳化物的数量以提高耐磨性以及细化A晶粒。

材料工程基础讲稿(1)

a
7
双相分解在125～150℃以下。随碳化物的析出，出现了两个正方度不同的α相。即具有高正方度的保持原始碳含量的未分解的M以及具有低正方度的碳已经部分析出的M。进一步的测定表明随回火时间的延长，正方度均不变，但高正方度α的衍射愈来愈弱，直至消失，而低正方度α相的衍射愈来愈强。这表明在低于150℃回火过程中，随碳化物的析出，两个α相的碳含量均未发生变化：只是高碳区↓，低碳区↑。
M单相分解 >150℃时，M将以单相分解亦即连续分解方式进行。此时，碳原子已具有较大的活动能力，能够作较长距离扩散。已析出的碳化物有可能从较远地区获得碳原子而长大，α相内部碳浓度及正方度随分解过程的进行不断下降。当温度达到300℃时，正方度c/a接近1，此时α相中的碳含量已接近平衡状态，M分解过程基本上结束。
产物马氏体回火M Ar分解回火T 回火S
注：回火转变是随温度升高连续进行的，由于所采用的实验方法和精度不同，不同文献给出的各阶段温度范围会有一些差异，甚至对回火阶段的划分也不尽相同。
a
3
1．回火预备阶段（时效阶段，－40～100℃）初形成的M中，碳原子分布在扁八面体中心——碳原子
的存在→晶体点阵产生严重畸变→M处于不稳定状态。为了降低能量，碳在以碳化物形式析出之前，碳原子将首先向大量存在于M中的位错及孪晶界面偏析。
a
5
高碳M比较复杂，高碳M在0℃以下具有异常正方度，点阵常数a及
正方度c/a就有可能发生变化。这表明碳原子在x、y位置与z位置之间在0℃以下就有了跳动。
原子探针还证实了碳原子在片状M的孪晶界面上的偏聚。对Fe0.78C-0.65Mn钢，经1200℃、2hA化后水淬成M并立即在液氮中深冷，再在室温时效24h，然后用原子探针测量。结果得出α基底碳含量为0.57%，低于平均碳含量，而孪晶界的碳含量为1.45%。如假定这些碳分布在孪晶界单原子层上，则可得出碳含量可高达 5.04%。

材料工程基础讲稿8

出现热弹性M旳必要条件是界面共格联络未被破坏。热弹性M旳三个基本条件是：
①母相和M旳比容要小，因比容小，弹性应力也小； ②母相旳弹性极限要高，因弹性极限高靠切应变维持旳第二类共格联络不易被破坏； ③母相应呈有序化状态，因有序化程度愈高，原子排列规律性愈强，愈轻易维持共格联络。除极个别合金外，几乎全部热弹性马氏体旳母相均呈有序态。有序化程度愈高，Ms与As愈接近，热滞愈小。
3．伪弹性温度升降引起热弹性M片旳消长，外加应力旳变化一样也能够引
起M片旳消长。随应力增长，M片长大，随应力减小，M片缩小。因为由外力促发旳M片往往具有相同旳空间取向，故M片旳长大，即随M量旳增长将伴随宏观旳形状变化。形状记忆合金在某一恒定温度下进行拉伸，拉伸曲线随应力旳增长，最初出现旳是极少旳弹性变形，后来因为发生了某一取向旳M转变，使试样产生附加应变，即产生宏观旳弹性应变；当外力消除，首先发生旳是弹性回复，随即发生旳逆转变使由M转变而引起旳附加应变得以回复。由应力诱发M定向转变所产生旳应变 ——伪弹性。
在降低温度时，驱动力不小于阻力，使共格边界未遭破坏旳M继续
长大，直至到达新旳平衡。当温度回升时，随母相与M自由焓差旳减小，为使系统自由焓降低，界面能与弹性能将提供驱动力使M片缩小，逆转变为母相。如在冷却转变时无不可逆旳能量消耗（如塑
性变形），则转变无热滞。如存在少许不可逆能量消耗，则转变将
有热滞，但极小——仅十几至几十摄氏度。
5．高碳马氏体旳显微裂纹高碳钢在淬成透镜片状M时，经常在M片边沿以及M片与片旳交接
处出现显微裂纹。原因是因为片状M形成时旳相互碰撞或与A晶界相撞所产生旳。M旳形成速度极快，相互碰撞时将因冲击而形成相当大旳应力场，高碳M又很脆，不能借助塑性变形来松弛应力。故极易在相互碰撞时发生开裂。这种显微裂纹既可能穿过M片，也可能沿M旳边界出现——给钢带来附加脆性，在应力作用下有可能成为现成旳裂纹源而使疲劳寿命明显下降，也有可能扩展成宏观裂纹并造成断裂。

材料工程基础讲稿34

表1-7 生产难熔金属化合物的基本通式
3、电化学法主要包括水溶液电解法、熔盐电解法、有机电解质电解和液体金属电解法，其中以水溶液电解法为主。生产铜、镍、铁、银、铬等金属粉末及合金粉末。特点：纯度较高、形状为树枝状、压制性较好。
第二章
粉末材料的成形
粉体通过成形、固结的粉末冶金方法是重要的成材径。粉末成形基本原理与工艺技术。粉末的成形将松散的粉体加工成具有一定尺寸、形状以及一定密度和强度的坯块。成形方法有模压、等静压、挤压、轧制、注浆和热压铸成形等。近年来，由于各学科的交叉渗透以及胶体化学、表面活性剂化学的发展，出现了许多新的成形方法，如压滤成形、注射成形等。按粉料成形时的状态，成形可分为压力成形，如模压成形、等静压成形等和增塑成形，如挤压成形、注射成形等几类。成形是一门实验科学，关于成形的理论尚不完善。
MeX—被还原的化合物；Me’—金属还原剂；Q—反应热
钙还原TiO2、ThO、UO等；镁还原TiCl、ZrCl4、TaCl5等; 共还原氧化铬和氧化镍，制取镍、铬不锈钢粉。
钠还原TiCl4、ZrCl4、K2ZrF6、K2TaF7等；用氢化钙 (CaH2)
(4)还原-化合法：制备难熔金属的化合物，如用于硬质合金、金属陶瓷、各种难熔化合物涂层以及弥散强化材料。用碳、碳化硼、硅、氮与难熔金属氧化物作用而得碳化物、硼化物、硅化物和氮化物。
在压制过程中，随着压力↑→粉体密度↑→气孔率↓。对压力与密度或气孔率的关系进行了大量研究：压力与相对密度之间推导出定量的数学公式。黄培云压制理论方程： (d m d0 )d (2-3) m lg ln lg p lg M (d m d )d0
式中：dm--致密金属密度；do--压坯原始密度；d--压坯密度； p--压制压力；M--相当于压制模数；m--相当于硬化指数的倒数。

材料科学和工程基础作业讲评优质课件专业知识讲座

(a) Plot the data as engineering stress versus engineering strain. (b) Compute the modulus of elasticity. (c) Determine the yield strength at a strain offset of 0.002. (d) Determine the tensile strength of this alloy. (e) What is the approximate ductility, in percent elongation? (f ) Compute the modulus of resilience.
KIC=Y(a)1/2, Y= KIC /[(a)1/2]=(40 Mpa m 1/2 ) /
[(365Mpa)(3.14*0.0025/2m)1/2]=1.75 另外受力： = KIC /[(a)1/2 Y]=(40 Mpa m 1/2 )/
[(3.14*0.004/2m)1/2 1.75]=288.4MPa,
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9.17 Some aircraft component is fabricated from an aluminum alloy that has a plane strain fracture toughness of 35 MPa.m1/2. It has been determined that fracture results at a stress of 250 MPa when the maximum (or critical) internal crack length is 2.0 mm. For this same component and alloy, will fracture occur at a stress level of 325 Mpa when the maximum internal crack length is 1.0 mm? Why or why not?

材料科学基础课程教学大纲

材料科学基础课程教学大纲课程名称：材料科学基础课程代码：MSE101学分：3学分开课对象：本科一年级材料科学与工程专业学生课程教师：XXX一、课程目标材料科学基础是一门介绍材料科学与工程领域基本概念、基本原理以及基本技能的课程。

通过本课程的学习，学生将掌握材料科学与工程的基本知识，包括材料分类、材料结构与性能的关系、材料制备和加工技术等方面的知识。

同时，本课程将培养学生的问题分析与解决能力，提高其实践操作能力和科学研究能力。

二、教学内容与教学安排1.材料科学与工程概述-介绍材料科学与工程的基本定义和发展历程-大纲各个章节的介绍2.结构与性能-原子结构与晶体结构的基本概念和分类-晶体缺陷和固溶体的形成-材料的力学性能、热性能、电性能等基本性能3.材料的制备与加工-金属材料的提取、精炼和制备-陶瓷材料的制备与加工-高分子材料的合成与制备-纳米材料的制备技术4.材料性能测试与分析-材料性能测试的基本原理和方法-金属材料、陶瓷材料和高分子材料的常用测试方法-材料性能测试数据的处理和分析5.材料应用与发展-不同材料在不同工程领域中的应用-材料科学与工程在可持续发展中的作用三、教学方法与学时安排本课程采用理论与实践相结合的教学方法。

理论部分通过讲课、课堂讨论和案例分析来讲解相关知识点。

实践部分设有课堂实验和实验报告，以及期末考核。

教学安排如下：-第1-4周：材料科学与工程概述-第5-8周：结构与性能-第9-12周：材料的制备与加工-第13-16周：材料性能测试与分析-第17-18周：材料应用与发展-第19周：期末考试四、考核方式与成绩评定1.平时表现（20%）-考勤情况（10%）-课堂讨论和参与度（10%）2.实验报告（30%）-实验报告的撰写质量和实验操作技能3.期末考试（50%）-考查学生对课程内容的理解和掌握程度五、参考教材1.材料科学与工程基础，陆谦、蔡生民，高等教育出版社2. 材料科学与工程导论，William D. Callister Jr.、David G. Rethwisch，机械工业出版社1. Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister Jr., David G. Rethwisch2. Introduction to Materials Science and Engineering, JamesF. Shackelford3. Fundamentals of Materials Science and Engineering, William D. Callister Jr., David G. Rethwisch以上即为《材料科学基础》课程的教学大纲。

材料工程基础讲稿

(3)制粒：用于成形的粉末粒度较细时，进行制粒 (造粒)——小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序。
目的：改善粉末的流动性，使粉末能顺利地充填模腔。普通造粒法：将粉料加入适量的粘合剂，然后于研钵内混匀后过筛——少量试料。批量造粒在相应的设备上进行，如滚筒制粒机、圆盘制粒机和擦筛机、震动筛等。加压造粒：将混合了粘合剂的粉料预压成块，然后再粉碎过筛。特点是固体颗粒体积密度大，机械强度高，能满足各种大型和异型制品的成形要求，常用的方法。
(1)粉末退火处理：使氧化物还原、降低碳和杂质含量、提高粉末纯度。消除加工硬化、稳定晶体结构。一般要进行退火。为防止超细金属粉末自燃，退火处理使其表面钝化。温度一般选在金属粉末熔点的0.5~0.6倍处。
(2)粉末的混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀的过程。有时也将成分相同而粒度不同的粉末进行混合—合批。两种方法：机械法和化学法，机械法应用较多。机械法：可分为干混和湿混。湿混：在混合过程中加入液体分散介质，常用的液体介质有：水、酒精、汽油、丙酮等。湿混介质的要求：不与物料发生反应、沸点低易挥发、无毒性、来源广泛、成本低廉等。化学法混料：将金属或化合物粉末与金属盐溶液混合，或者是各组元全部以某种盐的溶液形式混合后沉淀、干燥和还原等处理得到成分均匀分布的混合物。
用等静压法及普通模压法对各种金属及碳化物粉末进
行成形试验，证实了双对数规律的正确性。表明该方程不
仅实用于等静压，也适用于一般的单向压制，且对硬、软
粉末适用效果均较好。
2、压力成形 1）模压成形
将粉料填充到模具内部后，单向或双向加压，将粉料压制成所需形状。
操作简便，生产效率高，易于自动化。但成形时，粉料易团聚，坯体厚度大时，内部密度不均匀，形状可控精度差，模具质量要求高，复杂形状的部件模具设计较困难。模压成形包括：原料准备、装模、加压、保压、脱模。

材料科学工程基础计算题解读

1热工基础习题解答第二章：传热学2-1某窑炉炉墙由耐火粘土砖、硅藻土砖与红砖砌成，硅藻土砖与红砖的厚度分别为40mm 和250mm，导热系数分别为0.13和0.39W/m℃，如果不用硅藻土层，但又希望炉墙的散热维持原状，则红砖必须加厚到多少毫米？（1）解得即红砖的厚度应增加到370mm 才能维持原散热热流密度不变。

2-2某厂蒸汽管道为Ø175×5的钢管，外面包了一层95mm厚的石棉保温层，管壁和石棉的导热系数分别为50、0.1w/m.℃，管道内表面的温度为300℃，保温层外表面温度为50℃。

试求每米管长的散热损失。

在计算中能否略去钢管的热阻，为什么？解：石棉保温层和钢管在每米长度方向上产生的热阻分别为：2-3试求通过如图3-108所示的复合壁的热流量。

假设热流是一维的；已知各材料的导热系数为：λA=1.2、λB=0.6、λC=0.3、λD=0.8w/m･℃。

2-4平壁表面温度tw1=450℃，采用石棉作为保温层的热绝缘材料，导热系数λ=0.094+0.000125t，保温层外表面温度tw2=50℃，若要求热损失不超过340w/m2℃，则保温层的厚度应为多少？解：平壁的平均温度为：即保温层的厚度应至少为147mm。

2-5浇注大型混凝土砌块时，由于水泥的水化热使砌块中心温度升高而导致开裂，因此，砌块不能太大。

现欲浇注混凝土墙，水泥释放水化热为100w/m3，混凝土导热系数为1.5W/m℃，假设两壁温度为20℃，限制墙中心温度不得超过50℃。

试问墙厚不得超过多少米？解：由于墙的两侧温度相等，所以墙内的温度分布为2-6一电炉炉膛长×宽×高=250×150×100mm,炉衬为230mm厚的轻质粘土砖（密度为800kg/m3)。

已知内壁平均温度为900℃，炉体外表面温度为80℃。

试求此电炉的散热量。

解：通过该电炉的散热量可以表示为：将该电炉视为中空长方体，则其核算面积为：2-7有两根用同样材料制成的等长度水平横管，具有相同的表面温度，在空气中自然散热，第一根管子的直径是第二根管子直径的10倍，如果这两根管子的（GrPr)值均在103~109之间，且可用准数方程式Nub=0.53Grb。

材料工程基础讲稿4

冷却速度和晶粒度对铁碳合金合金组织的影响
如前所述，与亚共析钢相似，即使在过共析钢中，当碳合量和冷却条件与奥氏体晶粒较合适时，也可能产生渗碳体的魏氏组织。此时，渗碳体往往以针状或扁片状、条状出现在奥氏体晶粒内部。其组织形态如前面图所示。
一般认为,钢中魏氏组织的存在，虽然对抗拉强度影响不大，但却能显著降低其塑性，特别是冲击韧性将大为降低，有的甚至能降低50 一75％，因此，希望能通过退火或正火予以消除。后来，一些研究说明，对上述这一结论应重新加以考虑。研究指出，过去一些关于针状铁索体(魏氏组织)使钢的机械性能恶化的结论，都是在与热处理后具有细晶粒组织的钢相比前提下做出的。实际上，主要是奥氏体晶粒粗大所造成的影响。
魏氏组织
魏氏组织形成与那些因素有关系?通过那些方法可以消除魏氏组织？为什么低碳钢渗碳后空冷时极易出现魏氏组织？
钢中魏氏组织的形成，主要决定于其化学成分(含碳量)、奥氏体的晶粒度和冷却速度(转变温度)。
消除魏氏组织的常用方法是细化奥氏体晶粒的正火、退火以及锻造等。低碳钢渗碳过程中，由于惨碳温度高，保温时间长，表层含碳且增加，故在渗碳后空冷时极易出现魏氏组织，以致大大地降低其机械性能。
/jpkc2007/gccl/class/chap3/sec2.asp
/jpkc2007/gccl/class/chap3/sec2.asp
钢中魏氏组织的形成，主要决定于其化学成分(含碳量)、奥氏体的晶粒度和冷却速度(转变温度)。随着上述三个参数的变化，先共析铁素体大体上以下列三种金相状态存在，即块状铁素体、魏氏组织铁素体及晶界网状铁素体。它们各自的形成温度范围与成分范围如图下图所示。可以看出，不同碳含量的钢，奥氏体品粒大小不同时，形成魏氏组织的温度也不一致。碳含量越高，奥氏体晶粒越小，就必须有较大的冷却速度(即较大的过冷度或较低的转变温度)才能形成魏氏组织。

材料工程基础讲稿10

4．贝氏体转变的台阶扩散机制 (optional) 与B转变的切变机制的提出者不同，持台阶扩散机制的研究者虽然也承认有表面浮凸存在，但认为 B转变的浮凸与M转变的浮凸不同，B转变的浮凸是由转变产物的体积效应引起的，而并非由于切 B B 变所致。B转变是非层状的共析反应产物，B转变同P转变机理相同，两者的区别仅在于P产物是片层状，从而提出了B转变是按台阶扩散方式进行的，并受碳的扩散所控制。
台阶的水平面为α/γ的半共格界面，界面两侧的α与γ 有一定的位向关系，在半共格界上存在着柏氏矢量与界面平行的刃型位错，即界面由刃型位错及台阶组成。这样的界面必须通过位错的攀移才能向前平移。在温度不够高的情况下，位错的攀移难以实现，故这样的半共格界面就很难移动。如果在界面上存在台阶，则台阶的端面为非共格界面，这样的界面活动能力很高，易于向侧面移动,从而使水平面向上推移。台阶移动的速度受碳的扩散所控制。在原有的台阶消失后必须待新的台阶形成后，长大才能继续进行。关于台阶的来源,到目前为此尚不清楚。
§5－4 贝氏体转变热力学及转变机制 B转变的机制目前正在激烈地争论着。现有的转变机制大体上可以归纳为两种，即M型的切变机制和P型的台阶机制，两种都在不断的充实和修正之中，许多问题还有待于进一步研究。 1．恩金贝氏体相变假说恩金认为：B相变属于M相变性质，由于随后回火析出碳化物而形成B，提出了贫富碳理论假说。 γ→贫碳的γ1＋富碳的γ2 γ1→α’ γ2→γ1+Bc →α’
从以上的讨论可见，按此机制，不同形态B中的α都是通过切变形成的,只是因为转变温度不同,使α相中碳的脱溶以及碳化物析出的方式不同导致组织形态的不同。
BF的长大速度极慢。切变观点认为，这是因为BF的长大受碳的扩散所控制。根据B转变动力学曲线计算所得的激活能也表明B转变受碳的扩散所控制。透射电镜观察BF束中一个亚基元的长大过程表明，BF的长大是不连续的、跳跃式的。BF条片依靠不断形成亚基元而长大。每个亚基元都是按切变共格方式形成，其长大速度极快，但每个亚单元的尺寸是有限的，长成后就不再长大，必须停留一段时间，然后通过在其近旁诱发出新核，形成新的亚基元，构成了BF板条在纵向和横向的长大得以进行。使长大停止的另一个原因是碳在界面附近的富集，必须待富集的碳通过扩散被消除后长大才能继续进行。此外，长大的停止还可能与切变造成的弹性应变有关，在弹性应变得到松弛后，新的亚基元才得以形成。

材料工程基础题集含答案公开课获奖课件

A 切应力和压强；变形速度
B 切应力和剪切
C 切应力和剪切变形； D 切应力和流速
2.为了进行绝缘处理,将导线从充斥绝缘涂料模具中间拉过．已知导线直径为０.８mm,涂料粘度μ＝０.０２Pa.s,模具直径为０.９mm,长度为２０mm,导线牵拉速度为５０m/s，试求所需牵拉力。 4
第4页
习题一答案
动力粘度为
920 5.6 10 4 0.5152 （Pa·s）
2
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由牛顿粘性定律
F A du
dy
由于间隙很小，速度可认为是线性分布
F
A
u D
0 d
2 0.5152 3.14 0.2 1 1 103
206 200
2 107.8（N）
3
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习题１
1.与牛顿粘性定律直接有关原因是：
= 519.92（w/m）
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外表面温度 ql h1d1 tw1 t1 15 3.14 0.16 (tw1 t1)
tw1 88.99
=
5.842103 (
w/m2 )
同理 G1 2.75104 (W / m2 )
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（3）有效辐射
J 1 G2 5.85 103 ( w/m2) J 2 G1 2.75 103 ( w/m2)
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[例题2-6]两无限长套管，内管和外管温度分别是527℃和27℃，辐射率均为0.8 ，内管以热辐射形式传给外管热量是 1060W/m，内管直径是20mm，求：外管直径为多少？
(2)管外表面辐射换热系数hr1和对流换热系数hc1。
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【解】（1）单位长度管壁总传热量计算
ql
1

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试求每米管长的散热损失。

在计算中能否略去钢管的热阻，为什么？解：石棉保温层和钢管在每米长度方向上产生的热阻分别为：2-3试求通过如图3-108所示的复合壁的热流量。

假设热流是一维的；已知各材料的导热系数为：λA=1.2、λB=0.6、λC=0.3、λD=0.8w/m･℃。

2-5浇注大型混凝土砌块时，由于水泥的水化热使砌块中心温度升高而导致开裂，因此，砌块不能太大。

现欲浇注混凝土墙，水泥释放水化热为100w/m3，混凝土导热系数为1.5W/m℃，假设两壁温度为20℃，限制墙中心温度不得超过50℃。

已知内壁平均温度为900℃，炉体外表面温度为80℃。

试求此电炉的散热量。

试求两根管子的对流换0.25热系数比值和热损失的比值。

解：对于与圆管进行对流换热的情形，空气的由于横管的表面温度相同，并且空气温度相同，所以均相等，可得2-8根据隧道窑模型实验，确定了圆柱形料垛对流换热系数的准数方程式为：Nuf=0.0146Ref0.85。

现用空气强制冷却圆柱形料垛，空气温度为20℃，空气流速为1.28m/s，料垛直径为0.118m。

试求圆柱形料垛对空气的对流换热系数。

解：查得空气在20C时的物性参数为：2-9一条半圆拱式烟道，长10m，烟道内宽800mm，两侧墙高300mm，拱高400mm。

今有烟气以1800Nm3/h的流量通过该烟道，已知烟气平均温度为350℃，烟道内壁面平均温度为240 ℃，试求烟气对壁面的对流换热系数及传热量。

解：烟道的截面积和周长分别为：2-10 60℃的水进入一内径为25.4mm的管子，水的流速为2cm/s。

试计算水的出口温度（已知管长3m，管壁温度恒定为80℃）解：设水出口处的温度为70C，则水的定性温度为：查得水的物性参数为：与原假设相差不大，所以可以认为水的出口温度为72.8℃。

如果要求的精确度更高，可以再假设水的出口温度为71.4℃，继续进行计算，直到满意为止。

2-11 两无限大平面，其表面温度分别为20℃及600℃，黑度均为0.8，在这两块平面间安放一块黑度为0.8或0.05的遮热板，试求这两无限大平行平面间的净辐射热量。

解：使用电网络单元法2-12 已知裸气管的表面温度为440℃，直径为0.3m，黑度为0.8，周围环境温度为10℃，在裸气管的周围安放遮热管（黑度为0.82，直径为0.4）（1）求裸气管的辐射散热损失。

（2）如果同时考虑对流换热损失，已知遮热管对流换热系数为35W/m2·℃,裸气管的散热损失为多少？2-13有一平板，水平放置在太阳光下，已知太阳投射到平板上的热流量为700W/m2，周围环境温度为25℃。

如果忽略对流换热，试求下列情况下的平板表面温度：⑴平板表面涂有白漆。

⑵平板表面涂有无光黑漆。

⑶如果将上述平板放置在工业炉的热辐射下，当辐射热流量仍为700W /m2，环境温度仍为25℃时。

已知白漆对于太阳辐射的吸收率为0.14，白漆对于低于2000℃的热辐射的吸收率为0.90，无光黑漆对于太阳辐射的吸收率为0.96，无光黑漆对于低于2000℃的热辐射的吸收率为0.95。

解：根据克希霍夫定律,黑体和灰体的吸收率等于同温度下的黑度，平板的散热量为：处于热平衡时：2-14 热空气在Φ426×9mm的钢管中流过，热空气的温度用一个装在外径为15mm的瓷保护管中的热电偶来测量，为了减小测量误差，把热电偶保护瓷管用薄铝圆筒屏蔽，屏蔽筒的黑度为0.3，面积为保护瓷管的4倍。

空气向屏蔽筒的对流换热系数为35w/m2·℃，已知钢管内壁温度为110℃，热电偶读数（即瓷管温度）为220℃，瓷管的黑度为0.8，空气向瓷管的对流换热系数为52.4w/m2·℃，设瓷管本身的热传导可忽略不计。

试求热电偶的测量相对误差，并求出空气的实际温度。

解：设薄铝圆筒（遮热罩）F1温度t3、表面积F3，管道内热空气与热接点之间的对流换热量管道内热空气与遮热罩两表面之间的对流换热量热电偶接点与遮热罩之间的辐射换热量：遮热罩与管道壁之间的辐射换热量当热接点达到热平衡时，即由于F1＜＜F3，则：同理，当遮热罩达到热平衡时，即代入已知数据，求得：t3=185.2℃，t1=218.2℃，热电偶测量误差：2-15 试求锅炉壁(δ=20mm，λ=58w/m ·℃)两表面的温度和通过锅炉壁的热流量。

已知烟气温度为1000℃，水的温度为200℃，从烟气到壁面的对流辐射换热系数为116w/m2 ·℃，从壁面到水的对流换热系数为2320 w/m2 ·℃。

解：通过锅炉壁的热流量为：2-16 一根内径为20mm，外径为30mm的钢管，包上20mm厚的保温材料，保温材料的导热系数为0.057 w/m℃，表面黑度为0.7，保温层的内壁温度为200℃，周围环境温度为20 ℃。

试计算每米管长的热损失。

解：设保温层的外表面温度为t2，则保温层向空气的辐射散热量为：ta为空气的温度，通过保温层导热的热流量为：t1为保温层的内壁温度当达到稳态时，有将已知数据代入解得：t2=70C管道每米长的散热损失为：2-17 有一套管逆流式换热器，用水冷却油，油在内管中流动，油进出口温度分别为110℃和75℃，水在套管环隙中流动，水的流量为68kg/min，水的进出口温度分别为35℃和75℃。

已，知按内管外表面积计算的平均总传热系数为320 w/m2℃，油的比热为1.9KJ/Kg℃。

试求此换热器的换热面积。

解：该换热器的对数平均温差为：2-18 厚0.25m的不锈钢大平板铸件，导热系数为23W/m.℃，导温系数为0.44×10-5 m2/s。

在炉内加热到767 ℃后，取出放在27 ℃的空气中冷却。

表面的换热系数为125W/m2.℃。

试计算经过85分钟之后，板中心和板表面的温度为多少。

解：属于无限大平壁一维不稳定导热问题求t中心t w得出t w=337.8 ℃t中心=471℃be (am, is, are ) 动词填空练习卷1.Who ______ he in the photo?2.I ______ a pupil. You _______ a teacher.3.How ______ you? I ____ fine.4.He ____ Tom. He ____ in Class Two.5.______ you new here? Y es, I ______.6.______Alice fat? No, she ____ thin.7.Where ____ you from? I _____ from Beijing. I用am，you用are。

He，she，it用is。

单数（单个人名Lily，没有加s的单词book）用is，复数（加s的单词books）全用are。

8.______ I your classmate? No, you _____ not.9.My mum _____ young. My dad ______ tall. They _______ dentists.10.Where _____ the parrots? They ______ in the cage.1.Mr. Cow likes to eat grass. He ______ very strong.2.I _____ fat. I ______ tall.3.Who _______ your sister? Jenny __________.4.______ you Mr. Birdie? Yes, I ______.5.How ________ Linda’s Spotty? He’s fine.6.My pet ____ a smart monkey.7.______ you in the classroom? Yes, I ________.8.Who _______ this man in the photo? It _____ your father.9.Bob and Lily ______ my classmates.10. The picture ______ beautiful.11. What _____ this? It ______ a blue pen.12. _________Sandy in the classroom? Yes, he ______.13. I ______ hungry. You ____ thirty.14. He ______sad. She ______ sleepy.。