合金的构造与合金相图题库2-0-8

合金中的扩散与相变习题（相变部分）1. 名词解释形核驱动力、相变驱动力，调幅分解、惯析面、连续脱溶、不连续脱溶、热弹性马氏体。

2（1）如果不考虑畸变能，第二相粒子在晶内析出是何形态？在晶界析出呢？（2）如果不考虑界面能，析出物为何种形态？是否会在晶界优先析出呢？3 已知α、β、γ、δ相的自由能-成分曲线如图所示， 从热力学角度判断浓度为C 0的γ相及δ相应析出的相，并说明理由，同时指出在所示温度下的平衡相（稳定相） 及其浓度。

4 指出固溶体调幅分解与形核分解两之间的的主要区别。

5 假设将0.4%C 的铁碳合金从高温的单相γ状态淬到750℃时，从过冷γ中析出了一个很小的α晶核.试回答:(1) 在Fe-Fe 3C 相图下方,作出α、γ、Fe 3C 在750℃的自由能-成分曲线。

(2) 用作图法求出最先析出晶核的成分，并说明之。

6 沉淀相θ‘’呈圆盘状，厚度为2.0 nm ，其失配度δ约为10%。

已知弹性模量E=7×1010Pa ，共格界面因失配而造成的一个原子应变能为223δεVE V =（V 为一个原子所占体积）。

今假设共格破坏后的非共格界面能为0.5J/m 2，求共格破坏时θ‘’圆盘的直径。

7 假定在Al （面心立方，原子间距d=0.3 nm ）基固溶体中，空位的平衡浓度（N n ）在550℃时为2×10-4，而在130℃时可以忽略不计：（1）如果所有空位都构成G .P 区的核心，求单位体积中的核心数目；（2）计算这些核心的平均距离。

8 Al-2at.%Cu 合金进行时效硬化，先从520℃淬至27℃，3小时后，在此温度形成平均间距为1.5×10-6cm 的G .P.区。

已知27℃铜在铝中的扩散系数D=2.3×10-25cm 2/s ，假定过程为扩散控制，试估计该合金的空位形成能（假设淬火过程中无空位衰减）。

9 假设在固态相变过程中新相形核率N 及长大速率G 均为常数，则经t 时间后所形成新相的体积分数x 可用Johnson-Mehl 方程得到，即)3exp(143t NG x π--=已知形核率N=1000/cm 3.s ，G=3×10-5cm/s ，试计算：（1）发生相变速度最快的时间；过程中的最大相变速度；（2）获得50%转变量所需的时间。

答：液相L—L+A---A—A+ FesGi——p+Fe 3G1
4.结合Fe-Fe3C相图指出A1、A3和Acmf弋表哪个线段，并说明该线段表示的意思
答：
A1 PSK共析线
A3 GS自A中开始析出F的临界温度线
Acm ES碳在A中的固溶线
5.简述碳钢中碳含量变化对机械性能的影响。
答：略
6.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。
4.珠光体是由奥氏体和渗碳体所形成的机械混合物，其平均含碳量为0.77%。铁素体
5.亚共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体，二次渗碳体和莱氏体组成。珠
光体
6.在亚共析钢平衡组织中，随含碳量的增加，则珠光体量增加，而二次渗碳体量在减
少。铁素体
7.过共晶白口铁缓冷12.在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。二次
渗碳体
14.亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。珠光体
15.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时，其平衡组织为莱氏体。珠光体
16.在铁碳合金相图中，ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。Am
四、简答题
A.共晶线B.共析线C.A3线D.Acm线
8.在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（）。
A.A1线B.ECF线C.Acm线D.PSK线
9.珠光体是一种（）。
A.固溶体B.金属化合物C.机械混合物D.单相组织金属
10.在铁-碳合金中，当含碳量超过（）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在
明显下降。
A.0.8%B.0.9%C.1.0%D.1.1%
8.在铁碳合金相图中，钢的部分随含碳量的增加，内部组织发生变化，则其塑性和韧

相结构与相图
相： 合金中具有一样成分和一样构造〔聚集 状态〕并以界面分开的、均匀的组成局部。 固态金属一般是一个相，而合金那么可 能是几个相。由于形成条件不同，各相可以 不同的数量、形状、大小组合。在显微镜下 观察，可以看到不同的组织。
固态合金的相可分成两类：
固溶体：假设相的晶体构造与某一组成元素 的晶体构造一样，这种固相称为固溶体；
〔1〕置换固溶体
〔2〕间隙固溶体
〔3〕固溶体的溶解度
〔4〕固溶体的性能
相结构与相图
〔1〕置换固溶体 溶质原子占据溶剂晶格的某些结点位
置而形成的固溶体。 形成条件：
溶剂与溶质原子尺 寸相近。
溶质原子 溶剂原子
置换固溶体
相结构与相图
〔2〕间隙固溶体
溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形 成的固溶体。
形成条件：
L
垂线与相线的交点
做出冷却速度曲线
Ni
时间
相结构与相图
〔1〕单相区中，不管温度怎么变化 单相的成份=合金的成份， 单相的重量=合金的重量。
〔2〕两相区中的两个相随温度变化会 发生两个变化： ①两个相的成分随温度变化分别沿各 自的相线变化〔水平温度线〕 ②两个相的相对重量随温度变化也要 发生变化〔杠杆定律〕
求合金Ⅰ在温度t3下 两个相的相对重量
L
t3
QXQaQQLLXL 1 X0
Q
QL
QL
(
X0 XL
Xa Xa
) 1 0 0%
Q
( XL XL
X0 Xa
) 1 0 0%
A
Xa X0 XL B
QL X0 Xa Q XL X0
相结构与相图
例：求含Ni60%的Cu-Ni合金，冷却至温度

第一章材料的结构和金属的结晶一、选择题1. 金属中正离子与电子气之间强烈的库仑力使金属原子结合在一起，这种结合力叫做（）。

（a）离子键（b）共价键（c）金属键（d）氢键2. 两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键叫做（）。

（a）离子键（b）氢键（c）共价键（d）金属键3. 金属具有良好的导电性和导热性与（）有密切关系。

（a）金属有光泽（b）金属不透明（c）金属塑性好（d）金属中自由电子数量多4. 金属键没有方向性，对原子没有选择性，所以在外力作用下发生原子相对移动时，金属键不会被破坏，因而金属表现出良好的（）。

（a）脆性（b）塑性（c）绝缘性（d）刚性5. 金属加热时，正离子的振动增强，原子排列的规则性受到干扰，电子运动受阻，电阻增大，因而金属具有（）。

（a）正的电阻温度系数（b）高强度（c）高塑性（d）绝缘性6. 固态物质按原子（离子或分子）的聚集状态分为两大类，即（）。

（a）晶体和非晶体（b）固体和液体（c）液体和气体（d）刚体和质点7. 原子（离子或分子）在空间规则排列的固体称为（）。

（a）气体（b）液体（c）晶体（d）非晶体8. 原子（离子或分子）在空间不规则排列的固体称为（）。

（a）气体（b）液体（c）晶体（d）非晶体9. 晶体具有（）的熔点。

（a）不定确定（b）固定（c）可变（d）无法测出10. 非晶体（）固定的熔点。

（a）没有（b）有11. 在晶体中，通常以通过原子中心的假想直线把它们在空间的几何排列形式描绘出来，这样形成的三维空间格架叫做（）。

（a）晶胞（b）晶格（c）晶体（d）晶核12. 从晶格中取出一个能完全代表晶格特征的最基本的几何单元叫做（）。

（a）晶胞（b）晶格（c）晶体（d）晶核13. 晶胞中各个棱边长度叫做（）。

（a）原子间距（b）原子半径（c）晶格常数（d）原子直径14. 晶胞各棱边之间的夹角称为（）。

（a）晶面夹角（b）棱间夹角（c）晶向夹角（d）轴间夹角15. 通过晶体中原子中心的平面叫（）。