金属学与热处理课后习题答案(含有9·10章) - 图文 下载本文

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:各晶粒枝杈搭接牢固,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用什么措施,为了得到发达的等轴晶区应采取什么措施?其基本原理如何?

答:为了得到发达的柱状晶区应采取的措施:1)控制铸型的冷却能力,采用导热性好与热容量大的铸型 为了得到发达的柱状晶区应采取的措施: 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)铸型冷却能力越大,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, 非均匀形核数目越少,减少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采取的措施: 为了得到发达的等轴晶区应采取的措施:1)控制铸型的冷却能力,采用导热性差与热容量小的铸型材 等轴晶区应采取的措施 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。

基本原理: 基本原理:1)铸型冷却能力越小,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,非均匀形核数目越多,增加了柱状晶前沿液

体中的形核的可能,有利于等轴晶的生长。

第三章

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,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.何谓合金平衡相图,相图能给出任一条件下的合金显微组织吗?

合金平衡相图是研究合金的工具,是研究合金中成分、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衡状态下,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。平衡状态: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衡状态。

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。若维持压力不变,则自由度最多等于3,其相图可用立体模型表示。若压力、温度同时固定,则自由度最多为2,可用平面图来表示。通常在平面图上用等边三角形(有时也有用直角坐标表示的)来表示各组分的浓度。

不能,相图只能给出合金在平衡条件下存在的合金显微组织

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。 成分过冷必须具备两个条件:第一是固~液界面前沿溶质的富集而引起成分再分配;第二是固~液界面前方液相的实际温度分布,或温度分布梯度必须达到一定的值。 对合金而言,其凝固过程同时伴随着溶质再分配,液体的成分始终处于变化当中,液体中的溶质成分的重新分配改变了相应的固液平衡温度,这种关系有合金的平衡相图所规定。利用“成分过冷”判断合金微观的生长过程。

第四章

1.分析分析ωc=0.2%,wc=0.6%,wc=1.2%的铁碳合金从液态平衡冷却到室温的转变过程。

ωc=0.2%: L---L+δ---δ→γ(1495度)---γ+L---γ----α+γ----γ→α(727度)---α+Fe3C; (γ=A,α=F;下同)

ωc=0.6%: L---γ+L---γ----α+γ----γ→α(727度)---α+Fe3C; ωc=1.2%: L---γ+L---γ----Fe3C+γ----γ→α(727度)---α+Fe3C;

室温下相组成物的相对含量:

ωc=0.2%,渗碳体相对含量=(0.2-0.02)/6.67 %,余量铁素体 ωc=0.6%,渗碳体相对含量=(0.6-0.02)/6.67 %,余量铁素体 ωc=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:

ωc=0.2%,珠光体相对含量=(0.2-0.02)/0.77%,余量铁素体 ωc=0.6%,珠光体相对含量=(0.6-0.02)/0.77 %,余量铁素体 ωc=1.2%,渗碳体相对含量=(1.2-0.77)/6.67 %,余量珠光体 2.分析ωc=3.5%、ωc=4.7%的铁碳合金从液态到室温的平衡结晶过程,画出冷却曲线和组织转变示意图,并计算室温下的组织组成物和相组成物。