发布时间 : 星期日 文章《材料科学基础》课后习题(西工大版)更新完毕开始阅读d7fcd5d8bfd5b9f3f90f76c66137ee06eef94eef
28．图4-41是Fe-C-N系在565℃下的等温截面图。 (1) 请填充相区；
(2) 写出45号钢氮化时的渗层组织。
第五章
1. 能否说扩散定律实际上只要一个，而不是两个？
2. 要想在800℃下使通过α－Fe箔的氢气通气量为2×10-8mol/(m2·s),铁箔两侧氢浓度分别为3×10-6mol/m3和8×10-8 mol/m3，若D=2.2×10-6m2/s,试确定：
（1） 所需浓度梯度；（2） 所需铁箔厚度。
3. 在硅晶体表明沉积一层硼膜，再在1200℃下保温使硼向硅晶体中扩散，已
?x2c(x,t)?exp()4Dt。若M=5×1010mol/m2,D=4×2?DT知其浓度分布曲线为
M10-9m2/s;求距表明8μm处硼浓度达到1.7×1010 mol/m3所需要的时间。 4. 若将钢在870℃下渗碳，欲获得与927℃下渗碳10h相同的渗层厚度需多少时间（忽略927℃和870℃下碳的溶解度差异）？若两个温度下都渗10h，渗层厚度相差多少？
5. Cu－Al组成的互扩散偶发生扩散时，标志面会向哪个方向移动？ 6. 设A,B元素原子可形成简单立方点阵固溶体，点阵常数a＝0.3nm，若A,B原子的跳动频率分别为10-10s-1和10-9s-1，浓度梯度为1032原子/m4,计算A,B原子通过标志界面的通量和标志面移动速度。 7. 根据无规行走模型证明：扩散距离正比于Dt。
8. 将一根高碳钢长棒与纯铁棒对焊起来组成扩散偶，试分析其浓度分布曲线随时间的变化规律。
9. 以空位机制进行扩散时，原子每次跳动一次相当于空位反向跳动一次，并未形成新的空位，而扩散激活能中却包含着空位形成能，此说法是否正确？请给出正确解释。
210. 间隙扩散计算公式为D??P?,?为相邻平行晶面的距离，P为给定方向的
跳动几率，?为原子跳动频率；
（1） 计算间隙原子在面心立方晶体和体心立方晶体的八面体间隙之间跳动
的晶面间距与跳动频率；
（2） 给出扩散系数计算公式（用晶格常数表示）；
1.7?1028s?1，20℃下?＝2.1?109s?1，讨（3） 固熔的碳原子在925℃下?＝论温度对扩散系数的影响。
11. 为什么钢铁零件渗碳温度一般要选择γ相区中进行？若不在γ相区进行会有什么结果？
12. 钢铁渗碳温度一般选择在接近但略低于Fe－N系共析温度（500℃），为什么？
13. 对掺有少量Cd2+的NaCl晶体，在高温下与肖脱基缺陷有关有关的Na+空位数大大高于与Cd2+有关的空位数，所以本征扩散占优势；低温下由于存在Cd2+离子而造成的空位可使Na离子的扩散加速。试分析一下若减少Cd浓度，会使图5-5转折点温度向何方移动？
14. 三元系发生扩散时，扩散层内能否出现两相共存区域，三相共存区？为什么？
15. 指出以下概念中的错误。
（1） 如果固溶体中不存在扩散流，则说明原子没有扩散。
（2） 因固体原子每次跳动方向是随机的，所以在没有任何扩散情况下扩散
通量为零。
（3） 晶界上原子排列混乱，不存在空位，所以空位机制扩散的原子在晶界
处无法扩散。
（4） 间隙固溶体中溶质浓度越高，则溶质所占的间隙越多，供扩散的空余
间隙越少，即z值越小，导致扩散系数下降。
+
2+
（5） 体心立方比面心立方的配位数要小，故由
D?1fzPa26关系式可见，α
－Fe中原子扩散系数要小于γ－Fe中的扩散系数。
第六章
1．锌单晶体试样的截面积A＝78.5 mmz，经拉伸试验测得有关数据如表6-1所示。试回答下列问题：
(1) 根据表6-1中每一种拉伸条件的数据求出临界分切应力τk，分析有无规律。
(2) 求各屈服载荷下的取向因子，作出取向因子和屈服应力的关系曲线，说明取向因子对屈服应力的影响。
表6-1 锌单晶体拉伸试验测得的数据
屈服载荷／N φ/( °) λ/( °)
2．低碳钢的屈服点与晶粒直径d的关系如表6-2中的数据所示，d与，，是否符合霍尔配奇公式?试用最小二乘法求出霍尔—配奇公式中的常数。
表6-2 低碳钢屈服极限与晶粒直径
d/?m σs/(kPa)
3．拉伸铜单晶体时，若拉力轴的方向为[001]，σ＝106Pa。求(111)面上柏氏矢
a[110]量b=2的螺型位错线上所受的力(aCu＝0.36nm)。
620 83 25.5 252 72.5 26 184 62 3 148 48.5 46 174 30.5 63 273 17.6 74.8 525 5 82.5 400 86 50 121 10 180 5 242 2 345