中南大学材基课后题答案

11 叙述金属和合金在冷塑性变形过程中发生的组织性能的变化。

12 图7-1所示低碳钢的三条拉伸曲线,1-塑性变形;2-去载后立即再行加载;3-去载后时效再加载。试回答下列问题:

1) 解释图示曲线2无屈服现象和曲线3的屈服现象。

2) 屈服现象对金属变形制件表面质量有何影响,如何改善表面质量。

13 退火纯Fe,其晶粒尺寸d=1/4mm时,其屈服点?s=100MNm-2;d=1/64mm时?s=250MNm-2。d=1/16mm时,根据霍尔—配奇公式求其?s为多少?

第八章 回复与再结晶

1 名词

变形织构与再结晶织构,再结晶全图,冷加工与热加工,带状组织,加工流线,动态再结晶,临界变形度,二次再结晶,退火孪晶 2 问答

1 再结晶与固态相变有何区别?

2 简述金属冷变形度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。

3 灯泡中W丝在高温下工作,发生显著晶粒长大性能变脆,在热应力作用下破断,试找出两种延长钨丝寿命的方法?

4 户外用的架空铜导线(要求一定的强度)和户内电灯用花线,在加工之后可否采用相同的最终热处理工艺?为什么?

5 纯铝经90%冷变形后,取三块试样分别加热到70e ,150e ,300e ,各保温一小时后空冷,纯铝的熔点为660e。

1) 分析所得组织,画出示意图;

2) 说明它们强度、硬度的高低和塑性方面的区别并简要说明原因。

7 今有工业纯钛、纯铝和纯铅铸锭,试问如何选择它们的轧制开坯温度?开坯后,将它们在室温(20℃)进行轧制,它们的塑性谁好谁坏?为什么?它们在室温下可否连续轧制下去?钛、铅、铝分别怎样才能轧成很薄的带材?

已知:工业纯金属的再结晶温度T再=(0.3-0.4)T熔,钛熔点1672℃,883℃以下为hcp,883℃以上为bcc;铝熔点为660℃,fcc结构(面心立方);铅熔点为327℃,fcc结构(面心立方)。

8 试说明晶粒大小对金属材料室温及高温力学性能的影响,在生产中如何控制材料的晶粒度。

9 如何提高固溶体合金的强度

10 试用位错理论解释固溶强化,弥散强化,以及加工硬化的原因。

第九章 表面与界面

1 名词

正吸附,晶界能,小角度晶界,晶界偏析 2 问答

1 试说明界面对复合材料结合强度的影响。

2 试述晶界的特性。

3 分析晶界能的变化。

4 分析影响晶界迁移的因素。

第十章 原子扩散

1、 简要说明影响溶质原子在晶体中扩散的因素。

2、Ni板与Ta板中有0.05mm厚MgO板作为阻挡层,1400℃时Ni+通过MgO向Ta中扩散,此时Ni+在MgO中的扩散系数为D=9×10-12cm2/s,Ni的点阵常数为3.6×10-8cm。问每秒钟通过MgO阻挡层在2×2cm2的面积上扩散的Ni+数目,并求出要扩散走1mm厚的Ni层需要的时间。

3、对含碳0.1%齿轮气体渗碳强化,渗碳气氛含碳1.2%,在齿轮表层下0.2cm处碳含量为0.45%时齿轮达到最佳性能。已知铁为FCC结构,C在Fe中的D0=0.23,激活能Q=32900cal/mol,误差函数如表10-1。 1)试设计最佳渗碳工艺;

2)在渗碳温度不变,在1000℃时渗碳,要将渗碳厚度增加1倍,即要求在其表面下0.4cm处渗碳后碳含量为0.45%所需渗碳时间。

表10-1 与erf()的对应值

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 erf(0.0000 0.1125 0.2227 0.3286 0.4284 ) 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 erf(0.6778 0.7421 0.7969 0.8247 0.8802 ) 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 erf(0.9523 0.9661 0.9763 0.9838 0.9891 ) 0.5 0.6

0.5205 0.6039 1.2 1.3 0.9103 0.9340 1.9 2.0 0.9928 0.9953 4 一块厚度10毫米,含碳量0.77%的钢在强脱碳气氛中加热到800℃,然后缓慢冷却,试指出试样从表面到心部的组织分布。

5 一块用作承载重物的低碳钢板,为提高其表面硬度采用表面渗碳,试分析: 1) 渗碳为什么在?-Fe中进行而不在?-Fe中进行,即渗碳温度选择要高于727e ,为什么?

2) 渗碳温度高于1100e 会出现什么问题?

6 铜-锌基单相固溶体进行均匀化处理,试讨论如下问题:

1) 在有限时间内能否使枝晶偏析完全消失?

2) 将此合金均匀化退火前进行冷加工,对均匀化过程是加速还是无影响?说明理由。

7 原子扩散在材料中的应用

8 何谓上坡扩散,举两个实例说明金属中上坡扩散现象。 9、简述固溶体合金的扩散机制

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