发布时间 : 星期三 文章金属学及热处理练习题答案 - 图文更新完毕开始阅读60c3ed1326fff705cd170aa6
8．共析反应是指 B
A．液相→固相Ⅰ+固相Ⅱ B 固相→固相Ⅰ+固相Ⅱ
C．从一个固相内析出另一个固相 D 从一个液相中析出另一个固相 9．共晶反应是指 A
A．液相→固相Ⅰ+固相Ⅱ B 固相→固相Ⅰ+固相Ⅱ
C．从一个固相内析出另一个固相 D 从一个液相中析出另一个固相 10．固溶体和它的纯金属组元相比 D 。
A．强度高，塑性也高些 B 强度低，但塑性高些 C 强度低，塑性也低些 D 强度高，但塑性低些 四、计算题：
1．一个二元共晶反应如下： L(W(B)＝75％)→α(W(B)＝15％)+β(W(B)=95％) (1)求w(B)＝50％的合金完全凝固时初晶α与共晶(α十β)的重量百分数，以及共晶体中α相与β相的重量百分数；
(2)若已知显微组织中β初晶与(α+β)共晶各占一半，求该合金成分。
解：（1）Wα初=（75-50）/（75-15）=41.67%
W(α十β)共晶=（50-15）/（75-15）=58.33% Wα=（95-50）/(95-15)=56.25% Wβ共=(50-15)/(95-15)=43.75% Wα共=56.25%-41.67%=14.58% （2）设合金成分为x，则：
Wβ初=(x-75)/(95-75)=50% → x=85% 即：w(B)＝85％
2．按照下面给出的条件，示意画出二元合金的相图，并填出各区域的相组成物和组织组成物。再根据相图画出合金的硬度与成分的关系曲线。 已知A、B组元在液态时无限互溶，在固态时能形成共晶，共晶成分为W(B)=35％。A组元在B组元中有限固溶，溶解度在共晶温度时为15％，在室温时为10％；B组元在A组元中不能溶解。B组元比A组元的硬度高。
400
A+L 35 A初+(A+B) L a (327.5℃)
L
(231.9℃)
B+L 15 B初+(A+B) B 300
温度200 ℃
100
L+α
e α
c
α+β
f L+β
b HB (A+B) d β B+AⅡ A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 B g Pb 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Sn
3、讨论：Pb-Sn合金相图如下所示：(1) 试标出各区域的组织；(2) 指出组织中含最多和最少的成分；(3) 指出组织中含共晶体（α＋β）最多和最少的成分，(4) 指出最容易和最不容易产生枝晶偏析的成分；(5) 含30％Sn的Pb-Sn合金在183℃刚结束共晶反应时和室温时，各具有何种相构成与组织构成？ 五、问答题
1、简述铸锭的宏观偏析。P92~93
答：宏观偏析分：正常偏析、反常偏析和比重偏析。
正常偏析：指按合金的分配系数(设ko<1)，先析出的含溶质低，后凝固的含溶质多。
因铸锭尺寸大，由表面到中心成分不均匀，偏析出现在宏观尺度上，称宏观偏析。 反常偏析：仍遵守分配系数关系，只是形成大量枝晶后，富集溶质的液相会沿枝晶间的通道逆向反流到先凝固的铸锭表面附近，造成由表面到中心成分分布的反常。
比重偏析：是凝固时，固相与液相比重不同，而沉积或漂浮，从而造成铸锭下端与上端成分的不均匀，也是宏观尺度。
2、对比纯金属与固溶体结晶过程的异同，分析固溶体结晶过程的特点。P33 P73
3、什么是固溶体?影响固溶度的原因有哪些?固溶体与其纯溶剂组元相比，其结构、力学性能和物理性能发生了哪些变化?
答：固溶体：溶质原子以原子态溶人溶剂点阵中组成的单一均匀固体；溶剂的点阵类型被保留。
影响固溶度的因素有：
（1）原子尺寸因素。当溶剂、溶质原子尺寸相对大小△r＜±15％时，才有大的固溶度。 （2）负电性因素。溶剂、溶质的负电性差越小固溶度越大。
（3）电子浓度因素。有两方面的含义：一是原子价效应，即同一溶剂金属，溶质的原子价越高，固溶度越小；二是相对价效应，即高价溶质溶人溶剂的固溶度低于低价溶质的情况。 特点是：固溶体中有点阵畸变(强度、硬度会提高)而造成点阵常数变化；出现原子偏聚或有序化，甚至形成有序固溶体。
固溶体的结构变化：点阵畸变，点阵常数变化，偏聚及短程有序，甚至形成有序固溶体。力学性能变化：硬度、强度提高，塑性下降。物理性能变化：电阻加大，导电率下降。 4、何谓相图?相图能说明哪些问题?实际生产中有何应用价值? P69 5、何谓杠杆定律?它在二元合金系中可以解决什么问题? P71
6、为什么固溶体合金结晶时成分间隔和温度间隔越大则流动性不好，分散缩孔大、偏析严重以及热裂倾向大? P105
7、简述二元系中共晶反应、包晶反应和共析反应的特点，并计算其各相平衡时的自由度。 答：共晶反应：是液相同时凝固出两个不同成分的固相，两固相相互配合生长，一般长成片层状。
共析与共晶相似，只是母相是固相，即一个固相同时生成另两个不同成分的固相。 包晶反应：是液相与一个固相反应生成另一个固相，新生成的固相包住原有的固相，反应需要固相中的扩散，速度较慢。
这三种反应出现时，自由度都是0，即三相成分固定，温度也固定。 8、无论置换固溶体还是间隙固溶体都会引起强度升高，试分析其原因。 答：一是溶质原子的溶入使晶格畸变，阻碍滑移面上位错运动。
二是位错线上偏聚的溶质原子对位错的钉扎作用，形成“柯氏气团”对位错起钉扎作用。
第四章 铁碳合金
一、填空题
1．渗碳体的晶体结构是 正交晶系 ，按其化学式铁与碳原子的个数比为 3:1
2．当一块质量一定的纯铁加热到 912℃ 温度时，将发生a-Fe向γ-Fe的转变，此时体积
将发生 收缩 。
3．共析成分的铁碳合金平衡结晶至室温时，其相组成物为 α 和 Fe3C，组织成物为 P 。
4．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至 γ 相区。
5．当铁碳合金冷却时,发生共晶反应的反应式为 LC? γE+ Fe3C，其反应产物在室温下被称为 变态莱氏体 。
6．在退火状态的碳素工具钢中，T8钢比T12 钢的硬度 低。
7．当W(C)＝0．77％一2．11％间的铁碳合金从高温缓冷至ES线以下时，将从奥氏体中析
出 Fe3CⅡ ，其分布特征是 网状 。
8．在铁碳合金中，含三次渗碳体最多的合金成分点为 P点（C=0.0218%），含二次渗碳体最多的合金成分点为 E点（C=2.11%） 。
9．奥氏体是 C 在 Fe中 的固溶体，它的晶体结构是 面心立方 。 10．铁素体是 C 在 Fe中 的固溶体，它的晶体结构是 体心立方 。 11．渗碳体是 C 和 Fe 形成 的金属间化合物。 12．珠光体是 铁素体 和 Fe3C 的机械混合物。
13．莱氏体是 奥氏体 和 Fe3C 的机械混合物，而变态莱氏体是珠光体 和Fe3C 的机械混合物。