第四章二元合金相图与合金凝固答案
第四章二元合金相图与合金凝固
一、本章主要内容：
相图基本原理：相，相平衡，相律，相图的表示与测定方法，杠杆定律；
二元匀晶相图：相图分析，固溶体平衡凝固过程及组织，固溶体的非平衡凝固与微观偏析
固溶体的正常凝固过程与宏观偏析：成分过冷，溶质原子再分配，成分过冷的形成及对组织的影响，区域熔炼；
二元共晶相图：相图分析，共晶系合金的平衡凝固和组织，共晶组织及形成机理：粗糙—粗糙界面,粗糙—光滑界面,光滑—光滑界面；
共晶系非平衡凝固与组织：伪共晶，离异共晶，非平衡共晶；
二元包晶相图：相图分析，包晶合金的平衡凝固与组织，包晶反应的应用
铸锭：铸锭的三层典型组织，铸锭组织控制，铸锭中的偏析
其它二元相图：形成化合物的二元相图，有三相平衡恒温转变的其它二元相图：共析，偏晶，熔晶，包析，合晶，有序、无序转变，磁性转变，同素异晶转变
二元相图总结及分析方法
二元相图实例：Fe-Fe3C亚稳平衡相图，
相图与合金性能的关系
相图热力学基础：自由能—成分曲线，异相平衡条件，公切线法则，由成分—自由能曲线绘制二元相图
二、
1.填空
1 相律表达式为___f=C-P+
2 ___。
2. 固溶体合金凝固时，除了需要结构起伏和能量起伏外，还要有___成分
_______起伏。
3. 按液固界面微观结构，界面可分为____光滑界面_____和_______粗糙界面___。
4. 液态金属凝固时，粗糙界面晶体的长大机制是______垂直长大机制_____，光滑界面晶体的长大机制是____二维平面长大____和_____依靠晶体缺陷长大___。
5 在一般铸造条件下固溶体合金容易产生__枝晶____偏析，用____均匀化退火___热处理方法可以消除。
6 液态金属凝固时，若温度梯度dT/dX>0（正温度梯度下），其固、液界面呈___平直状___状，dT/dX<0时（负温度梯度下），则固、液界面为______树枝___状。
7. 靠近共晶点的亚共晶或过共晶合金，快冷时可能得到全部共晶组织，这称为____伪共晶。
8 共晶，包晶，偏晶，熔晶反应式分别为_______L1→α+β______, __ L+α→β
____, ______ L1—L2＋α________, ___________γ→α+ L _______。
10 共析，偏析，包析反应式分别为______γ→α+β________，______ α1—α2＋β________，_______α+β→γ______。
11 固溶体合金凝固时，溶质分布的有效分配系数k0=__ C s/C l __
14 固溶体合金定向凝固时，液相中溶质混合越充分，则凝固后铸锭成分_偏析最严重__。
15. 在二元相图中，L1→α+L2叫___偏晶___反应，β→L+α称为___熔晶__转变，而反应α１—α２＋β称为____偏析___反应，α+β→γ称为___包析___反应。19 Fe-Fe3C相图中含碳量小于__ 0.0218-2.11% __为钢，大于___ 2.11% __为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由_______F______和____ Fe3C __________两个基本相组成；根据溶质原子的位置，奥氏体其晶体结构是____ FCC
__________，是____间隙________固溶体，铁素体是_____ ____间隙固溶体
______固溶体，其晶体结构是__ BCC ____，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含C量是___ 2.11 _______；珠光体是由___铁素体____和__渗碳体__组成的两相混合物；莱氏体的含碳量_____ 4.3% ____；在常温下，亚共析钢的平衡组织是___ P+F ___，过共析钢的平衡组织是____ P+Fe3C II ____，亚共晶白口铸铁的平
衡组织是_______ Ld _____，莱氏体的相组成物是____ A+ Fe 3C ______
，变态莱氏体的组织组成物是___ P+Fe3C +Fe3C II ___ ，Fe 3C I 是从_________液相_______中析出的，Fe 3C II 是从_______A__________中析出的，Fe 3C III 是从____________F________中析出的，它们的含碳量为________ 6.69
__________，Fe 3C 主要性能特点是_____硬、脆_________，A 共析反应后的生成物称为______ P ______。
2. 选择
1 图1中Ⅲ合金非平衡凝固后的组织为___B___。
A β
B β+αII
C β+未转变的α
2 要得到细小的层片状共晶组织，必须__A_____。
A 增大过冷度
B 降低凝固速度
C 增大两相间的界面能
3 图2中1，2，3合金在常温下凝固后，枝晶偏析最小的是____C______。
A 合金1
B 合金2
C 合金3
3 有枝晶偏析的铜镍合金，___B _____
A 枝干富Cu ，枝间富Ni
B 枝干富Ni ，枝间富Cu
C 枝干和枝间都富Cu
9 室温下含0.3%C 的钢平衡条件下，组织组成物为_____A______。
图1 Ⅲ Ⅱ
图2
A F+P
B F+Fe3
C C (Fe3C)II+P
10 铁碳合金中的Fe3C II是从__B__中析出来的。
A 液相
B 奥氏体 C铁素体 D 珠光体
11 Fe3C II含量最多的是___C_____。
A Fe-0.0218%C合金
B Fe-0.77%C合金
C Fe-2.11%C合金
D Fe-6.69%C合金
12 亚共析钢于两相区长时加热，（ B ）变成单相奥氏体。A 能，B 不能
3 名词解释
负温度梯度，粗糙界面，平衡分配系数，枝晶偏析，均匀化退火，成分过冷，比重偏析，伪共晶，离异共晶，不平衡共晶，包析反应，共析反应，偏晶反应，珠光体，莱氏体，二次渗碳体，正偏析、反偏析、比重偏析
4 判断
1、固溶体合金形核比纯金属形核难。（√）
2 产生新相，其自由能一定要比母相低才能发生。（×）
3 在一定温度下二元合金中存在二相平衡条件是α相和β相有相同的自由能。（×）
4 晶粒之间化学成分不均匀的现象，称为枝晶偏析。（√）
5 晶内偏析可通过均匀化退火消除。（√）
6 存在晶内偏析的固溶体相由于其晶粒内各处成分不同，所以不能看成一个相。（×）
8 成分过冷愈大，树枝组织愈发达。（√）
9 任何合金的不平衡结晶总是先结
晶的固溶体晶粒含高熔点组元多，
而后结晶的固溶体枝晶含低熔点组
元多。（√）
10 离异共晶只能在非平衡条件下产
生。（×）--初晶相很多共晶相
