安工大材料科学基础习题

二元相图与凝固习题1.Cu-Sn相图如下，写出所有三相平衡反应式、名称。2.Al-Cu合金相图如下：（1）适合压力加工和铸造的合金的成分是什么。（2）以上两类合金，用什么工艺、机理，可提高合金强度。（3）设合金平衡分配系数0.17，共晶点Cu质量分数33%。在正常凝固条件下，而且固相无扩散、液相充分混合，试求含Cu质量分数为2%的合金凝固后共晶体含量。3.试说明在正温度梯度下为什么固溶体合金凝固时可以呈树枝状方式成长，纯金属则得不到树枝状晶。答：纯金属凝固时，要获得树枝状晶体，必需在负的温度梯度下；在正的温度梯度下，只能以平面状长大。而固溶体实际凝固时，往往会产生成分过冷，当成分过冷区足够大时，固溶体就会以树枝状长大。答案2：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。4.根据铁碳相图回答下列问题：(1)写出下列合金的化学成分：最容易产生枝晶偏析的合金；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。最容易产生枝晶偏析的合金；亚共晶白口铁。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)室温下，亚共析钢、共析钢、过共析钢的组织组成物及相对含量计算；亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的组织组成物及相对含量计算。三元相图习题1.30kg成分为O（20%A，50%B，30%C）的合金与10kg成分为Z（20%A，10%B，70%C）的合金熔化在一起后，形成新合金x,试求x合金中A、B、C组元的含各是多少，并在浓度三角形中标出各合金。2.某三元合金K在某一确定温度下分解为B组元、液相，B组元的含量是液相的2倍。已知合金K中A组元和C组元重量比为3，液相含B量为40%，试求合金K的成分。第一题的浓度三角形2.某三元合金K在某一确定温度下分解为B组元、液相，B组元的含量是液相的2倍。已知合金K中A组元和C组元重量比为3，液相含B量为40%，试求合金K的成分。3.A、B、C三组元固态完全不互溶，右图为其三元相图投影图。已知合金O的成分为80％A、10％B、10％C，a点的成分为60％A、20％B、20％C，E点的成分为50％A、10％B、40％C。（1）写出图中合金I和P的室温平衡组织。（2）简要写出合金O的结晶过程和室温平衡组织。（3）计算室温下合金O的组织组成物的相对含量。（1）I：B+（A+B+C）P：（B+C）+（A+B+C）（2）合金O加热到液相面温度以上后，缓慢降温，首先遇到液相面Ae1Ee3A，开始结晶出初晶A，这时液相的成分等于合金成分，两相平衡相联结线的投影是AO线。继续冷却时，不断析出初晶A，液相中A组元的含量不断减少，B、C组元的含量不断增加，液相成分沿AO的延长线变化。当液相成分到达a点时，开始发生三相共晶转变，L→（A+B）。此后在温度继续下降时，液相中不断凝固出两相共晶（A+B），液相成分沿aE线变化，直到E点发生四相共晶转变L→（A+B+C）。在略低于E点温度凝固完毕，不再发生其它转变。故合金在室温下的平衡组织为A+（A+B）+（A+B+C）。（3分）固态相变作业1.固态相变的阻力项包括哪两种，析出相的形状对阻力大小的影响。2.试述Al-Cu合金的析出强化的热处理工艺，时效的析出贯序。3.调幅分解与脱溶时效的比较。回复再结晶习题1.比较冷塑形变形纤维组织、变形面织构和带状组织的区别。2.冷变形金属退火后，若发生回复，组织、亚组织、内应力、加工硬化的分别发生什么变化；若发生再结晶，回答以上问题。3.静态再结晶动力学、晶粒大小的影响因素，动态再结晶动力学、晶粒大小的影响因素。塑形变形习题1.fcc金属单晶体塑性变形，滑移和孪生有何主要区别,如何用金相方法区分滑移线、孪晶界。区别：2.铜单晶在[110]方向加拉伸应力，拉伸应力为2.5×105Pa，此条件下：(1)取向因子最大的滑移系有哪几个？(2)计算其分切应力多大？3.单晶金属、多晶金属、纳米碳化物粒子分布于多晶金属基体，塑性变形过程中的强化机制有何不同。4.图1所示低碳钢的三条拉伸曲线，试回答下列三个问题：(1)解释图示三曲线的屈服现象及B，C中屈服点上升的原因。(2)屈服现象对提高金属强度有何实际意义。(3)屈服现象对冲压制件表面质量有何不利影响。图1