“材料科学与工程基础”第二章习题 答案题目整合版 下载本文

26. 下面给出BCC金属中的位错反应,说明在矢量运算上是正确的,在能量上它是有利的。

(a/2)[1 1 1]+(a/2)[1 ī ī] a[1 0 0]

aa???111? 在?111??????a?100?的位错反应中, 22??aa???aa??111?111?[(1?1)?(1?1)?(1?1)]?[200]?a[100]=右边。 左边:????222222aa???a23??(3?3)?a2?a[100]?a2 左边:?111???11122??42所以上述的位错反应是自发的。

27. 在FCC固体中柏氏矢量为(a/2)[1 0 1]位错,位错平行于[ī 1 0]。确定位错的类型和它的滑移面,这个位错能由滑动而移动吗?

???0,两位错线的夹角为 位错的b为a/2[101],位错线的方向为?11??1cos???,??1200 。该位错为混合位错。滑移面为{111}晶面族中通过

2?a?b??101?的晶面111,图略。

2???该混合位错中的螺位错或刃位错的位错分量可沿111面进行滑移面移动。

??

28.为什么FCC金属的塑性比HCP及BCC金属的大?

fcc金属有12个滑移系,滑移系由最密排面和最密排方向组成,所以fcc金属的塑性最好。

hcp金属只有3个滑移系,但滑移系由最密排的滑移面和滑移方向组成,所以hcp金属的单晶体塑性好,多晶体塑性差。bcc金属的滑移系很多(室温下有12个滑移系),但滑移系中的滑移面不是最密排的面,所以塑性比fcc的差,与hcp相比, 单晶时bcc的塑性逊于hcp,多晶时bcc的塑性比hcp要好。

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29.讨论刃型位错和螺型位错的共同点和差异点。

? 共同点:都是线缺陷,滑移的结果都是由于其b决定,即滑移产生的台阶大小和

?方向仅取决于b的大小和方向,与位错类型无关。

?差异点:刃位错的b与位错线垂直,而螺位错是平行。刃位错的能量高于螺位错。

刃位错可以滑移或攀移,而螺位错智能滑移。

刃位错的应力场有正应力和切应力,而螺位错只有切应力场。 一个刃位错只有一个滑移系,一个螺位错可有多个滑移系。

30. 何为拐点分解,在什么情况下会发生拐点分解。

拐点分解:一相自发的不需要通过成核长大而发生的相变过程,它是一种上坡扩

散的过程。发生拐点分解的条件是当该相的成分-自由能曲线呈现两个拐点时,在拐点之间任意成分的波动都将使系统的能量下降,最终自发的分解为两相。

31. 试使用相律指出右图的AB 二元相图的错误之处,并加以解释和修正。

在题目的错误相图中,纯组元A结晶

时相率温度不能是变量,所以a和b点应该是同一点。Cde线为共晶线,根据相率此三项的自由度是零,即温度和成分都不能改变。所以cde线为水平线,共晶温度不变,ac线和bc线合并,增加ad线。

正确的相图为

c d

e

a

f

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A

B

32. 什么叫固溶体?什么叫中间相?他们的结构和性能有哪些差异?试分析之。 固溶体:成分在一定范围可持续变化,结构取溶剂的结构,性能与溶剂晶体的性能相近。

中间相:结构与组成元素的结构不同,性能是硬而脆。

在相图中的位置:固溶体位于相图的端部,中间相位于相图的中间部位(非端部)

问题34与图下图的二元相图及X0合金有关。

TA和TB分别代表A和B的平衡熔化温度,标出相图的各个相区。 a. 这类平衡图的名称是什么?

b. 如果组元A具有FCC结构,组元B的晶体结构是什么?为什么?

c. 示意画出X0合金和纯组元B的平衡冷却曲线,解释为什么它们的形状不同。 d. X0合金的液相线温度和固相线温度是什么?

e. X0合金在1100℃时每一个平衡相的成分是什么?确定在1100℃液体的分数?L

和固体的分数?S。

f. X0合金在平衡条件下从1200℃冷却到室温,画出它的?L和?S随温度的变化略图。

g. 用图7-43的相图,当平衡冷却通过两相区时,说明液相和固相的成分怎样变化。

(a) 该平衡图为均相相图

(b)B组元的晶体结构与A组元相同,也为fcc结构。

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(c)X0合金的冷却曲线 纯组元B的冷却曲线

α L-α L

L L-α 980°

α

由于X0为二元合金,在发生两相平衡时有一个自由度,即温度是变量,而纯组元B为两相平衡,温度应该不变。

(d)X0合金的液相线温度是约1110℃,而固相温度约为1070℃。

(e)X0合金在1100℃时,液相的成分约为33%B,固相成分约为54%。 此时fL? (f)

0

1110°

1070°

T

f 100% 50?3354?50?81%, fS??19%,x0%?50%

54?3354?33fS fL (g) 平衡冷却通过两相时,液相的成分由X0浓度逐渐增大,固相的浓度由小(约

29%B)逐渐增大到X0(50%)。

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