《金属学与热处理》(第二版)课后习题答案 2 联系客服

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第一章习题

1.作图表示出立方晶系(1 2 3)、(0 -1 -2)、(4 2 1)等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向

8.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R

解:面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a 面心立方原子半径R=√2a/4,则a=4R/√2,代入上式有 R=0.146X4R/√2=0.414R

10.已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm,求1cm3中铁和铜的原子数。

解:室温下Fe为体心立方晶体结构,一个晶胞中含2个Fe原子,Cu为面心立方晶体结构, 一个晶胞中含有4个Cu原子

1cm3=1021nm3

令1cm3中含Fe的原子数为N Fe,含Cu的原子数为N Cu,室温下一个Fe的晶胞题解为V Fe,一个Cu晶胞的体积为V Cu,则

N Fe=1021/V Fe=1021/(0.286)3=3.5x1018 N Cu=1021/V Cu=1021/(0.3607)3=2.8X1018

11.一个位错环能不能各个部分都是螺型位错或者刃型位错,试说明之。

解:不能,因为位错环上各点的位错运动方向是不一样的,而柏氏矢量的方向是确定的。

15.有一正方形位错线,其柏式矢量如图所示,试指出图中各段线的性能,并指出任性位错额外串排原子面所在的位置。 D C b A B AD、BC段为刃型位错; DC、AB段为螺型位错

AD段额外半原子面垂直直面向里 BC段额外半原子面垂直直面向外

第二章习题

1.证明均匀形核时,形成临界晶粒的 ΔGk 与其体积 V 之间的关系

为 ΔG k = V/2△Gv

证明:由均匀形核体系自由能的变化

(1)

可知,形成半径为rk的球状临界晶粒,自由度变化为

(2)

对(2)进行微分处理,有

(3)

将(3)带入(1),有

(4)

由于

,即3V=rkS (5)

将(5)带入(4)中,则有

2.如果临界晶核是边长为 a 的正方形,试求其 △Gk 和 a 的关系。为什么形成立方晶核的 △Gk 比球形晶 核要大?

3.为什么金属结晶时一定要有过冷度,影响过冷度的因素是什么,固态金属融化时是否会出现过热,为什么?

答:由热力学可知,在某种条件下,结晶能否发生,取决于固相的自由度是否低于液相的自由度,即 ?G =GS-GL<0;只有当温度低于理论结晶温度 Tm 时,固态金属的自由能才低于液态金属的自由能,液态 金属才能自发地转变为固态金属,因此金属结晶时一定要有过冷度。 影响过冷度的因素: 影响过冷度的因素:1)金属的本性,金属不同,过冷度大小不同;2)金属的纯度,金属的纯度越高, 过