中南大学材料科学基础习题.

11 A组元为fcc结构,B组元为bcc结构,A-B二元相图如图所示。 1)图中的?和?相各为何种晶体结构?

2)指出此二元系中比较适合做变形合金何铸造合金的成分范围。 3)计算出亚共晶合金在TE温度时(共晶反应前)的平衡分配系数。

4)设X合金平衡凝固完毕时的组织为?初晶+(?+?)共晶,其中?初晶占80%,则此合金中B组元的含量是多少?

5)绘出T1温度时各相的自由能-成分曲线示意图。 12 根据Cu-Zn相图(见图13)回答下列问题: 1图中的?相和?为何种晶体结构?

2写出各三相平衡反应式,且每个反应要注明反应时的温度

3工业用普通黄铜(即Cu-Zn合金,Zn<45%)非平衡凝固时,为何枝晶偏析小? 4计算出Cu-35%Zn合金液相刚凝固完毕时相组成物的百分数。 5画出850? 时Cu-Zn系合金各相的自由能――成分曲线示意图

图13

13

图14

14 如图14为Mg-Y相图

1)填相区组成,写出相图上等温反应及Y=5%wt时的合金K在室温时的

平衡组织,并计算相组成相对量。 2)指出提高合金K强度的方法

3)合金K在不同冷却速度下凝固后的组织。

4)已知Mg为hcp结构,试计算Mg晶胞的致密度; 5)简述图中Y=10%wt之合金的强化方法

16 试说明纯Al和铝-铜单相固溶体结晶的异同。 17 试画出Fe-Fe3C亚稳平衡相图。

标注平衡反应的成分及温度,写出平衡反应式。 分析含C%为0.49%合金的平衡和非平衡凝固过程。

对Fe-1%C合金,在亚稳冷却转变和淬火冷却转变后组织、性能的差异。 (亚稳,P+Fe3CII,淬火,马氏体相变。) 18 根据铁碳相图回答下列问题: 1 写出下列合金的化学成分:

(1) 最容易产生枝晶偏析的合金; 2)Fe3CII含量最多的合金; (2) 珠光体含量最多的合金; 4)莱氏体含量最多的合金。

2 画出Fe-1.2%C合金的室温平衡组织示意图,并计算出其中相组成物和组织组成物的百分含量。

3 画出1200℃时各相的自由能---成分曲线示意图。

4 根据Fe-Fe3C状态图确定下列三种钢在给定温度下的显微组织(填入表中) 含碳量 温度 显微组织 温度 显微组织 14

0.4 0.77 770? 680? 900? 770? 1.0 700? 770? 19 作图: 1. 绘出含0.4%C的亚共析碳钢的室温平衡组织示意图。

2. 画出Fe-Fe3C相图中共析温度时各相的自由能-成分曲线示意图。 20 分析Cr-Ti二元相图,(图15) 1. 将图中各空白相区填上相的名称。 2. 图中?相和? 相各为何种晶体结构? 3. 指出图中的稳定化合物和不稳定化合物 4. 写出图中的各三相平衡反应式。

5. 简要说明Cr-10%Ti合金的平衡结晶过程

6. 计算Cr-10%Ti合金平衡凝固完毕时组织组成物的百分数。

图15

15

图16

21:相图16中,在凝固过程中哪些成分合金不会产生成分过冷,请标出来并简单说明。 四:A-B二元相图12中,分析

1. 24.5%B的X合金平衡凝固与非平衡凝固后组织图。 2. 图中哪些成分合金不产生过冷?

3. X合金进行缓慢正常凝固,当凝固的固体分数为50%时固体成分。 4. 观察67%B的Y合金组织发现全部为共晶,试分析原因。 22:举两个实例说明相图在材料研究方面的应用。 23:分析Fe-0.4C合金室温下:

1相组成物 2 组织组成物 3绘出其冷却曲线 4示意绘出其显微组织图 24:按图回答下列问题:

1写出1,2,3,4合金平衡凝固后的组织。

2要寻找一个塑性好,且可热处理强化的合金应选用哪个合金为好,为什么? 3要选一个流动性好的铸造合金确定哪个成分为好?

4计算3合金在刚凝固完成时组织组成物及相组成物的百分比。 51合金与3合金的结晶过程之异同。

6分析非平衡结晶时1,2,3,4合金组织有何变化。

图17 图18

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