2022年《金属学与热处理》课后习题答案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载第一章习题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3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上,其晶格常数 a=b c,c=2/3a；今有一晶面在 X、Y、Z 坐标轴上的截距分别是 5 个原子间距, 2 个 原子间距和 3 个原子间距,求该晶面的晶面参数；解：设 X 方向的截距为 5a,Y 方向的截距为 2a,就 Z 方向截距为 3c=3X2a/3=2a,取截距的倒数,分别为 1/5a,1/2a,1/2a

2、化为最小简洁整数分别为 2,5,5 故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a,试求出（ 1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距,并指出面间距最大的晶面 解：（1 0 0）面间距为 a/2,（1 1 0）面间距为 2a/2,（1 1 1）面间距细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载为3a/3 三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0

3、）7.证明抱负密排六方晶胞中的轴比 c/a=1.633 证明：抱负密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子与其下面的 3 个位于晶胞内的原子相切,成正四周体,如下列图就 OD=c/2,AB=BC=CA=CD=a 因 ABC 是等边三角形,所以有 OC=2/3CE 由于 BC2=CE 2+BE 2 就有CD2=OC2+1/2c2,即因此 c/a=8/3=1.6338.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细心整理归纳 精选学习资料 面心立方原子半径R=2a/4,就 a=4R/2,代入上式有 第 2 页,共 31

4、页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载R=0.146X4R/ 2=0.414R9.a ）设有一刚球模型,球的直径不变,当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时,试运算其体积膨胀；b）经 X射线测定,在 912时 -Fe 的晶格常数为 0.3633nm, -Fe 的晶格常数为 0.2892nm,当由 -Fe 转化为 -Fe 时,求其体积膨胀,并与 的缘由；a）比较,说明其差别解： a）令面心立方晶格与体心立方晶格的体积及晶格常数分别

5、为 V面、V踢与 a 面、a 体,钢球的半径为 于面心晶胞有r ,由晶体结构可知,对4r= 2a面,a 面=22/2r,V 面=（a 面）3=（22r）3 对于体心晶胞有 4r= 3a体,a 体=43/3r,V 体=（a 体）3=（43/3r）3就由面心立方晶胞转变为体心立方晶胞的体积膨胀V 为 V=2 V体-V 面=2.01r3B）依据晶格常数运算实际转变体积膨胀V 实,有 V 实=2 V 体-V 面=2x0.28923-0.36333=0.000425nm3 实际体积膨胀小于理论体积膨胀的缘由在于由 -Fe 转化为 -Fe 时,Fe 原子的半径发生了变化,原子半径减小了；10.已知铁和铜在

6、室温下的晶格常数分别为 1cm3 中铁和铜的原子数；0.286nm和 0.3607nm,求细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载解：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,1cm3=10 21nm3 一个晶胞中含有 4 个 Cu 原子令 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

7、Fe 的晶胞题解为 V Fe,一个 Cu 晶胞的体积为 V Cu,就N Fe=10 21/V Fe=10 21/0.286 3=3.5x10 18N Cu=10 21/V Cu=1021/0.3607 3=2.8X101811.一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,看混合型位错13.试运算 110晶面的原子密度和 111晶向原子密度；解：以体心立方 110 晶面为例110 晶面的面积 S=a x 2a110 晶面上运算面积S 内的原子数 N=2 就110 晶面的原子密度为 =N/S= 2a 111晶向的原子密度 =2/ 3a 15.有一正方形位错线,其柏式矢量如

8、下列图,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 细心整理归纳 精选学习资料 A B 第 4 页,共 31 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载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对里 BC 段额外半原子面垂直直面对外其次章习题1.证明匀称形核时, 形成临界晶粒的 Gk 与其体积V 之间的关系为 G k = V/2 Gv 证明：由匀称形核体系自

9、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）细心整理归纳 精选学习资料 由于,即 3V=r kS （5） 第 5 页,共 31 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载将（ 5）带入（ 4）中,就有2.假如临界晶核是边长为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.为什么金属结晶时肯定要有过冷

10、度,影响过冷度的因素是什么,固态金属融解时是否会显现过热,为什么？答：由热力学可知,在某种条件下,结晶能否发生,取决于固相的自细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载由度是否低于液相的自由度,即.G =GS-GL0；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,因此金属结晶时肯定要有过冷度；影响过冷度的因素：影响

11、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,过冷度越大； 3）冷却速度,冷却速度越大,过冷度越大；固态金属熔化时会显现过热度；缘由：由热力学可知,在某种条件下,熔化能否发生,取决于液相自固态金属熔化时会显现过热度；缘由：由度是否低于固相的自由度,即.G = GL-GS0；只有当温度高于理论结晶温度 Tm 时,液态金属的自 由能才低于固态金属的自由能,固态金属才能自发转变为液态金属,因此金属熔化时肯定要有过热度；4.试比较匀称形核和非匀称形核的异同点；相同点：匀称形核与非匀称形核具有相同的临界晶核半径,非均匀形核的临界形核功也等于三分之一 . 不同点

12、：非匀称形核要克服的位垒比匀称形核的小得多,在相变的形核过程通常都是非匀称形核优先进行；核心总是倾向于以使其总的表面能和应变能最小的方式形成,因而析出物的外形是总应变能和 总表面能综合影响的结果；5.说明晶体成长外形与温度梯度的关系（1）、在正的温度梯度下生长的界面外形：光滑界面结晶的晶体, 如无其它因素干扰, 大多可以成长为以密 排晶面为表面的晶体,具有规章的几何外形；粗糙界面结构的晶体,细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - -

13、- - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载在正的温度梯度下成长时,其界面为平行于熔点等温面的平直界面,与散热方向垂直, 从而使之具有平面状的长大外形,可将这种长大方式叫做平面长大方式；（2）、在负的温度梯度下生长的界面外形粗糙界面的晶体在负的温度梯度下生长成树枝晶体； 主干叫一次晶轴或一次晶枝； 其它的叫二次晶或三次晶； 对于光滑界面的物质在负的温度梯度下长大时,如果杰克逊因子 不太大时可能生长为树枝晶, 假如杰克逊因子 很大时,即使在负的温度梯度下,仍有可能形成规章外形的晶体；6.简述三晶区形成的缘由及每个晶区的性能特点形成缘由： 1）表层细晶区：低温模壁剧烈地吸热和散热,使靠近模

14、壁的薄层液体产生极大地过冷,形成缘由 形成原 模壁又可作为非匀称形核的基底, 在此一薄层液体中立刻产生大量的晶核,并同时向各个方向生长；晶核数目多,晶核很快彼此相遇,不能连续生长,在靠近模壁处形成薄层很细的等轴晶粒区；2） 柱状晶区：模壁温度上升导致温度梯度变得平缓；过冷度小,不能生成新晶核,但利于细晶区靠近液相的某些小晶粒长大；远离界面的液态金属过热,不能形核；垂直于模壁方向散热最快,晶体择 优生 长；3）中心等轴晶区：柱状晶长到肯定程度后,铸锭中部开头形核 长大-中部液体温度大致是匀称的, 每个晶粒的成长在各方向上接近 一样,形成等轴晶；性能特点： 1）表层细晶区：组织致密,力学性能好；细

15、心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载2）柱状晶区：组织较致密,存在弱面,力学性 能有方向性；3）中心等轴晶区：各晶粒枝杈搭接坚固,无弱面,力学性能无方向性；7.为了得到发达的柱状晶区应采纳什么措施,区应实行什么措施？其基本原理如何？为了得到发达的等轴晶答：为了得到发达的柱状晶区应实行的措施：1）掌握铸型的冷却才能,采纳导热性好与热容量大的铸型为了得到发达的柱状晶区应实行的措施：

16、材料,增大铸型的厚度,降低铸型的温度；2）提高浇注温度或浇注速度； 3）提高熔化温度；基本原理： 基本原理： 1）铸型冷却才能越大,越有利于柱状晶的生长；2）提高浇注温度或浇注速度,使温度梯 度增大,有利于柱状晶的生长； 3）熔化温度越高,液态金属的过热度越大,非金属夹杂物溶解得越多,非匀称形核数目越少,削减了柱状晶前沿液体中的形核的可能,有利于柱状晶的生长；为了得到发达的等轴晶区应实行的措施：为了得到发达的等轴晶区应实行的措施： 1）掌握铸型的冷却才能,采纳导热性差与热容量小的铸型材等轴晶区应实行的措施料,增大铸型的厚度, 提高铸型的温度； 2）降低浇注温度或浇注速度；3）降低熔化温度；基本

17、原理：基本原理： 1）铸型冷却才能越小,越有利于中心等轴晶的生长； 2）降低浇注温度或浇注速度,使温度梯度减小,有利于等轴晶的生长； 3）熔化温度越低,液态金属的过热度越小,非金属夹杂物溶解得越少,非匀称形核数目越多,增加了柱状晶前沿液 第 9 页,共 31 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载体中的形核的可能,有利于等轴晶的生长；第三章习题 1.在正温度梯度下,为什么纯金属凝固时不能呈树枝状生长

18、,而固溶 体合金却能呈树枝状成长？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；2.何谓合金平稳相图,相图能给出任一条件下的合金显微组织吗？合金平稳相图是讨论合金的工具,是讨论合金中成分、温度、组 织和性能之间关系的理论基础,也是制定各种热加工工艺的依据；其中二元合金相图表示二元合金相图表示在平稳状态下,合金的组成 相或组织状态与温度、成分、压力之间关系的简明图解；平稳状态：合金的成分、质量份数不再随时间而变化的一种状态；合金的极缓 慢冷却可近似认为是平稳状态

19、；三元合金相图是指独立组分数为3 的体系,该体系最多可能有四个自由度,即温度、压力和两个浓度项,用三维空间的立体模型已不足以表示这种相图；如维护压力不变,就自由度最多等于 3,其相图可用立体模型表示；如压力、温度同时固定,就自由度最多为 2,可用平面图来表示；通常在平面图上用等边三角形 标表示的 来表示各组分的浓度；有时也有用直角坐不能,相图只能给出合金在平稳条件下存在的合金显微组织细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - -

20、 - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载4.何谓成分过冷？成分过冷对固溶体结晶时晶体长大方式和铸锭组 织有何影响？在固溶体合金凝固时,在正的温度梯度下,由于固液界面前 沿液相中的成分有所差别,导致固液界面前沿的熔体的温度低于 实际液相线温度,从而产生的过冷称为成分过冷；这种过冷完全是由于界面前沿液相中的成分差别所引起的；温度梯度增大,成分过冷减小；成分过冷必需具备两个条件：第一是固液界面前沿溶质的富集而引起成分再安排；其次是固 液界面前 方液相的实际温度分布,或温度分布梯度必需达到肯定的值；对合金而言,其凝固过程同时相伴着溶质再安排,液体的成分始 终处于变化当中, 液体中的溶质成分的重新

21、安排转变了相应的固液平 衡温度,这种关系有合金的平稳相图所规定；利用“ 成分过冷” 判定 合金微观的生长过程；第四章 习题 1.分析分析 c=0.2%,wc=0.6%,wc=1.2% 的铁碳合金从液态平稳冷却 到室温的转变过程； c=0.2%: L-L+ - 1495 度- +L- - + - 727 度- +Fe3C; =A, =F;下同 c=0.6%: L- +L- - + - 727 度- +Fe3C; c=1.2%: L- +L- -Fe3C+ - 727 度- +Fe3C; 细心整理归纳 精选学习资料 室温下相组成物的相对含量: 第 11 页,共 31 页 - - - - - - -

22、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载 c=0.2%,渗碳体相对含量 =0.2-0.02/6.67 %,余量铁素体 c=0.6%,渗碳体相对含量 =0.6-0.02/6.67 %,余量铁素体 c=1.2% 渗碳体相对含量 =1.2-0.02/6.67 %,余量铁素体 室温下组织组成物的相对含量 : c=0.2%,珠光体相对含量 =0.2-0.02/0.77%,余量铁素体 c=0.6%,珠光体相对含量 =0.6-0.02/0.77 %,余量铁素体 c=1.2

23、%,渗碳体相对含量 =1.2-0.77/6.67 %,余量珠光体 2.分析 c=3.5%、 c=4.7%的铁碳合金从液态到室温的平稳结晶过程,画出冷却曲线和组织转变示意图,相组成物；并运算室温下的组织组成物和细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载解：下图表示 c=3.5%的铁碳合金从液态到室温的平稳结晶过程：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - -

24、- - - - - 第 13 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载下图表示 c=4.7%的铁碳合金从液态到室温的平稳结晶过程：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载3.运算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体最大可能含量；答：铁碳合金中二次渗碳体即 2.1

25、1%C 的铁碳合金中,因此Fe3C的最大可能含量产生在（Fe3C）max=（2.11-0.77）/（6.69-0.77）x100%=22.64% 三次渗碳体即 Fe3C的可能最大含量在 0.0218%C的铁碳合金中,因此（Fe3C）max（0.0218-0.006）/（6.69-0.006）x100%=0.24% 4.分别运算莱氏体中共晶渗碳体、二次渗碳体、共析渗碳体的含量；解：在莱氏体中,Fe3C共晶%=（4.3-2.11）/（6.69-2.11）*100%=47.8% Fe3C%=（6.69-4.3）/（6.69-2.11）* （2.11-0.77）/（6.69-0.77）*100%=11

26、.8% Fe3C 共析%=（6.69-4.3）/（6.69-2.11）-11.8%* （0.77-0.0218）/（6.69-0.0218）*100%=4.53% 5.为了区分两种弄混的钢,工人分别将A、B 两块碳素钢试样加热至850 保温后缓冷,金相组织分别为：A 试样的先共析铁素风光积为 41.6%,珠光风光积为 58.4%；B 试样的二次渗碳风光积为 7.3%,珠光风光积为 92.7%； 设铁素体和渗碳体的密度相同 ,铁素体的含碳量为零,求 A、B 两种碳素钢的含碳量；解：这两个试样处理后都是得到的平稳态组织,第一判定 A 试样为亚共析钢,依据相图杠杆原理列出方程如下：细心整理归纳 精选

27、学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载0.77-X/0.77-0.0218=41.6% 这样得到 X=45.0%,大致是 45 钢的 成分范畴；同理 B 试样为过共析钢 6.69-X/6.69-0.77=92.7%；X=1.2%,大 概是 T12 钢的范畴,当然相应地仍可以利用杠杆的另外一端来求了；6.利用 Fe-FeC3相图说明铁碳合金的成分、组织和性能的关系；从相组成物的情形来看, 铁碳合

28、金在室温下的平稳组织均由铁素体和渗碳体组成,当碳质量分数为零时,合金全部由铁素体所组成,随着碳质量分数的增加,铁素体的量呈直线下降,到 wc 为 6.69%时降 为零,相反渗碳体就由零增至 100%；碳质量分数的变化不仅引起铁素体和渗碳体相对量的变化,而且两相相互组合的外形即合金的组织也将发生变化,这是由于成分的变化引起不同性质的结晶过程,从而使相发生变化的结果,由图 3-35可见,随碳质量分数的增加,铁碳合金的组织变化次序为：FF+Fe3CF+PPP+ Fe3CP+ Fe3C+LeLeLe+ Fe3Cwc0.0218%时的合金组织全部为铁素体,wc=0.77%时全部为珠光体,wc=4.3%时

29、全部为莱氏体, wc=6.69%时全部为渗碳体,在上述碳质 量分数之间就为组织组成物的混合物；而且,同一种组成相,由于生 成条件不同,虽然相的本质未变,但其外形会有很大的差异；如渗碳 体,当 wc0.0218% 时,三次渗碳体从铁素体中析出,沿晶界呈小片 状分布；经共析反应生成的共析渗碳体与铁素体呈交替层片状分布；从奥氏体中析出的二次渗体就以网状分布于奥氏体的晶界；共晶渗碳 体与奥氏体相关形成,在莱氏体中为连续的基体,比较粗大,有时呈细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总

30、结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载鱼骨状；从液相中直接析出的一次渗碳体呈规章的长条状；可见,成 分的变化,不仅引起相的相对量的变化,而且引起组织的变化,从而 对铁碳合金的性能产生很大的影响；1 切削加工性能 钢中碳质量分数对切削加工性能有肯定的影响；低碳钢的平稳结 晶组织中铁素体较多,塑性、韧性很好,切削加工时产生的切削热较 大,简洁黏刀,而且切屑不易折断,影响表面粗糙度,因此,切削加 工性能不好；高碳钢中渗碳体较多,硬度较高,严峻磨损刀具,切削 性能也不好； 中碳钢中铁素体与渗碳体的比例适当,硬度与塑性也比 较适中,切削加工性能

31、较好；一般说来,钢的硬度在 170250HBW时 切削加工性能较好；2 压力加工性能 金属压力加工性能的好坏主要与金属的锻造性有关；金属的锻造 性是指金属在压力加工时能转变外形而不产生裂纹的性能；钢的锻造性主要与碳质量分数及组织有关,低碳钢的锻造性较好, 随着碳质量细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载分数的增加,锻造性逐步变差；由于奥氏体具有良好的塑性,易于塑 性变形,钢加

32、热到高温获得单相奥氏体组织时可具有良好的锻造性；白口铸铁无论在低温或高温,其组织都是以硬而脆的渗碳体为基体,锻造性很差,不答应进行压力加工；3 铸造性能 随着碳质量分数的增加, 钢的结晶温度间隔增大, 先结晶形成的 树枝晶阻碍未结晶液体的流淌, 流淌性变差；铸铁的流淌性要好于钢,流淌性随 随碳质量分数的增加, 亚共晶白口铁的结晶温度间隔缩小,之提高；过共晶白口铁的流淌性就随之降低；共晶白口铁的结晶温度最低,又是在恒温下结晶, 流淌性最好；碳质量分数对钢的收缩性也 有影响,一般说来,当浇注温度肯定时,随着碳质量分数的增加,钢 液温度与液相线温度差增加, 液态收缩增大； 同时,碳质量分数增加,钢的

33、凝固温度范畴变宽, 凝固收缩增大, 显现缩孔等铸造缺陷的倾向 增大；此外,钢在结晶时的成分偏析也随碳质量分数的增加而增大； 7.Fe-FeC3相图有哪些应用,又有哪些局限性 答：铁 渗碳体相图的应用：1）在钢铁选材方法的应用；2）在铸造工艺方法的应用；3）在热锻、热轧、热锻工艺方法的应用；4）在热处理工艺方法的应用；渗碳体相图的局限性：1）只反映平稳相 ,而非组织；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - -

34、- -优秀学习资料 欢迎下载2）只反映铁 二元合金中相的平稳；3）不能用来分析非平稳条件下的问题第五章 习题1.试在 A、B、C 成分三角形中,标出注以下合金的位置：1） C=10% , C=10%,其余为 A；2） C=20% , C=15%,其余为 A；3） C=30% , C=15%,其余为 A；4） C=20% , C=30%,其余为 A；5） C=40% ,A 和 B 组元的质量比为 1:4；6） A=30% ,A 和 B 组元的质量比为 2:3；解：6）设合金含 B 组元为 WB,含 C 组元为 WC,就 WB/WC=2/3 WB+WC=1.30% 可求 WB=42%,WC=28%

35、；2.在成分三角形中标注P （ A=70% 、 B=20% 、 C=10% ）；Q（ A=30% 、 B=50% 、 C=20% ）；N（ A=30% 、 B=10% 、 C=60% ）合金的位置,然后将5kgP 合金、 5kgQ 合金和 10kgN 合金熔合在一起,试问新合金 的成分如何？新 新 新解：设新合金的成分为 A、 B、 C ,就有 新A =5 P A +5 Q A +10 N A/5+5+10=5 70%+5 30%+10 30%/20=40.0% ; 新B=5 P A+5 Q A+10 NA/5+5+10=5 20%+5 第 19 页,共 31 页 细心整理归纳 精选学习资料

36、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载50%+10 10%/20=22.5% ; 新C =5 P A +5 Q A +10 NA /5+5+10=5 10%+520%+10 60%/20=37.5%; 所以,新合金的成分为： 新A =40.0%、新B =22.5%、新C =37.5%；第六习题1. 屈服载620 252 184 148 174 273 525 荷/N 角/83 72.5 62 48.5 30.5 176 5 （ ）

37、63 74.8 82.5 角/25.5 26 3 46 （ ）3.0886 10-0.262 0.130 k8.6885 102.1326 102.9226 103.6336 10cos cos0.110 0.270 0.370 0.460 0.391 运算方法 k= s cos cos =F/A cos cos4. 试用多晶体的塑性变形过程说明金属晶粒越细强度越高、塑性越好的缘由是什么？答：由 Hall-Petch 公式可知, 屈服强度 s 与晶粒直径平方根的倒数 d v 2 呈线性关系；在多晶体中,滑移能否从先塑性变形的晶粒转移到相邻晶粒主要取决于在已滑移晶粒晶界邻近的位错塞 积群所产生的

38、应力集中能否激发相邻晶粒滑移系中的位错源,使其开动起来,从而进行和谐性的多滑移；由 =n 0知,塞积位错数目n 越大,应力集中 越大；位错数目 n 与引起塞积的晶界到位错源的距离成正细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载比；晶粒越大,应力集中越大,晶粒小,应力集中小,在同样外加应力下,小晶粒需要在较大的外加应力下才能使相邻晶粒发生塑性变形； 在同样变形量下,晶粒细小,变形能分

39、散在更多晶粒内进行,晶粒内部和晶界邻近应变度相差较小,引起的应力集中减小,材料在断裂前能承担较大变形量, 故具有较大的延长率和断面收缩率；另外,晶粒 细小,晶界就曲折,不利于裂纹传播,在断裂过程中可吸收更多能量,表现出较高的韧性；6.滑移和孪生有何区分,试比较它们在塑性变形过程的作用；答：区分：1）滑移：一部分晶体沿滑移面相对于另一部分晶体作切变,切变时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍；孪生：一部分晶体沿孪生面相对于另一部分晶体作切变,孪生方向原子间距的整数倍；切变时原子移动的距离不是2）滑移：滑移面两边晶体的位向不变；孪生：孪生面两边的晶 体的位向不 同,成镜面对称；3）滑移：滑移所

40、造成的台阶经抛光后,即使再浸蚀也不会重现；孪生：由于孪生转变 现；了晶体取向,因此孪生经抛光和浸蚀后仍能重4）滑移：滑移是一种不匀称的切变,它只集中在某些 晶面上大量的进行,而各滑移带之间的晶体并未发生滑移；孪生：孪生是一种匀称的切变,即在切变区内与孪生面平行的每一层原子面均相对于其毗邻晶面沿孪生方向位移了肯定的距离；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 21 页,共 31 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载作用：晶体塑性变形过程主要依靠滑移机制来完成的；孪生对塑性变形的奉献比滑移