中南大学材基课后题答案 联系客服

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9 0.0218% , 4.3% ; P 和 Fe3C ; FCC, 间隙 , 间隙固溶体 , BCC , 2.11% ; 0.77 , 珠光体 和 渗碳体 ; 4.3% ; P+F, P+Fe3C , Ld , A+ Fe3C , P+Fe3C +Fe3CII , 液相 , A , F , 6.69 , 硬、脆 , P 。 2 问答

1 解答: 1)见图中标注。两相区由相邻的两个单相区所构成。水平线代表三相区,见3)中的恒温反应式。

2)稳定化合物为δ、ε,不稳定化合物为β、γ。 3)1455℃,L+δ-ε,包晶反应; 1387℃,L-ε+Ni,共晶反应; 1135℃,L+δ-γ,包晶反应; 855℃,L+γ-β,包晶反应; 640℃,L-Al+β,共晶反应;

4)Ni 30%(重量)的合金在平衡冷却时的相变过程:L-γ;855℃,L+γ-β,包晶反应;L-β;640℃,L-Al+β,共晶反应;

室温下相组成为Al+β,,β=1-Al%=71.4%。

室温下组织组成为β+(Al+β)共晶,,

共晶

,(Al+β)

=1-β%=28.6%。

5)含Ni89%(重量)的Ni-Al合金其平衡凝固时室温组织为Ni和Ni中析出的ε,非平衡凝固后会出现非平衡共晶组织,即为Ni和少量的1387℃反应生成的L-(ε+Ni)共晶。

6)X合金平衡凝固完毕时的组织?初晶占80%,则(?+?)共晶=20%,设此合金中Ni组元的含量是X,

,可以求得X=0.01%。

7)1500e 时Al-Ni合金系的自由能—成分曲线示意图如图。

2 解答: 1)?相晶体结构与Cu的结构保持一致,为fcc结构;

2)共晶反应前的平衡分配系数;

3) Cu-13.47%Sn合金在正常条件下凝固后,由于固相平均成分线相对于固相线下移,在合金凝固过程中剩余少量液相出现非平衡结晶,发生包晶反应而出现少量?相。这些少量?相可以通过均匀化退火消除。 4)Cu-70%Sn合金平衡凝固过程为L-ε,L92.4+ε(Sn),η-

38.2

—η

59.0

,L—η,L99.3—η

60.9

+

共晶反应刚完毕时相组成物为η+(Sn),组织组成物为η+(η+Sn)共晶。

相组成物的相对含量为:

和组织组成物的相对含量:-η%=23.7%。

(η+Sn)共晶%=1

5)合金在450℃时各相自由能---成分曲线示意图如图所示。

3 解答: 1)相区填写如图所示。相图中各等温反应如下:

935℃:L+β(Y)—ε;780℃:L+ε—δ;776℃:β(Y)—ε+α(Y); 635℃:L+ε—γ; 557℃:L—(Mg)+γ。

Y=5%wt时的合金K在室温时的平衡组织为(Mg)固溶体。

2)Mg为hcp结构,因为r=a/2,一个hcp晶胞中有6个原子,设,

则致密度为

3)提高合金K强度的可能方法有细化晶粒,加工硬化。

4)Y=10%wt之合金可能的强化方法有细化晶粒,加工硬化和固溶时效。

4 解答: 相同点:均需要形核与长大,形核要满足一定热力学条件,形成一定临界晶核半径,即需要能量起伏和结构起伏。

不同点:固溶体合金形核除需要能量起伏和结构起伏外,还需要成分起伏,非平衡结晶时产生偏析,一般会产生成分过冷,凝固过程是在一个温度区间进行,而纯金属凝固在等温进行。

5 解答: 1)Fe3CII含量最多的合金、珠光体含量最多的合金、莱氏体含量最多的合金的合金成分分别为含碳量2.11%,0.77%,4.3%。

2)二元系中比较适合做变形合金和合金为单相固溶体,适合作为铸造合金的成分范围为含有较多共晶体的合金。故在含碳量小于2.11%的合金可以经过加热得到单相合金适合作为变形合金,含碳量大于4.3%的合金有共晶反应适合作为铸造合金。

3)提高压力加工合金的强度的方法主要有加工硬化,合金元素固溶产生的固溶强化,细化晶粒强化,热处理强化,第二相强化,弥散质点的弥散强化。 4)平衡反应的成分及温度,反应式为 1495℃,L0.53+δ

0.09

-A0.17,包晶反应;

1148℃,L4.3-A2.11+Fe3C,共晶反应;

727℃,A0.77-F0.0218+Fe3C,共析反应;

5)凝固过程:935℃:L—γ,γ—Fe3CⅡ,γ—F+Fe3CⅡ(P) 室温下相组成为F+Fe3CⅡ,其中

;室温下组织组成为

P+Fe3CⅡ,其中,Fe3CⅡ%=1-P%=1.9%。

6)亚稳转变后组织为P+Fe3CⅡ,淬火冷却后C在Fe中形成过饱和固溶体(马

氏体相变)。

7) 三种钢在给定温度下的显微组织如表。

8)1200℃时各相的自由能---成分曲线示意图如图。

6: 解答: 1)Ⅱ合金的平衡冷却曲线和组织如图;室温下相组成物为α+β,其中

+β)共晶,

,β=1-α%=88.2%,组织组成为β+(α

,(α+β)共晶%=1-β%=25%;

2) Ⅰ合金在平衡凝固时室温组织为α+βⅡ,工业条件冷却时出现少量非平

衡共晶组织,室温组织为α+βⅡ+少量(α+β)共晶。 3) 可以根据相图估计,在共晶温度下尽可能高的温度进行退火。