金属学原理习题及答案(3)

第八章

1. 某三元合金K在温度为t1时分解为B组元和液相，两个相的相对量WB/WL=2。

已知合金K中A组元和C组元的重量比为3，液相含B量为40%，试求合金K的成分。

2. 已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二元共晶反应和三元共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50%.

A、10%B、40%C。(见下图8-1)

(a) 试计算A初%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。 (b) 写出图中I和P合金的室温平衡组织。

图8-1

3. 成分为40%A、30%B和30%C的三元系合金在共晶温度形成三相平衡，三相成分如下：

液相

50%A 10%B 40%C 85%A 10%B 5%C 10%A 20%B 70%C

α相 β相

(a) 计算液相、α相和β相各占多少分数；

(b) 试估计在同一温度，α相和β相的成分同上，但各占50%时合金的成分。

部分参考答案： 第一章

3. M=00431×(24+26)+0.8376×(24+28)+0.0955×(24+29)+0.0238×(24+30)=52.0569 4. 73% (Cu63); 27% (Cu65) 5. a)5.833×10-15

b)1.168×10-14

6. 答: 在元素周期表中占据同一位置，尽管它们的质量不同，然它们的化学性质相同的物质称为同位素。由于各同位素的含中子量不同（质子数相同），故具有不同含量同位素的元素总的相对原子质量不为正整数。

7. 答:

原子数=

价电子数=4×原子数=4×2.144×1024=8.576×1024个

个

a)

b) 共价键，共有2.144×1024个； 需破坏之共价键数为5×1010/2=2.5×1010个；

所以，

第二章

4

5. d(100)=0.5a ρ(100)=0.7854 d(110)=0.3536a ρ(110)=0.5554 d(111)=0.577a ρ(111)=0.9069 6. a) A、B间的夹角为74°。

b) A′(32°S,6W)为A绕B顺时针转过40°的位置。 7. r=0.13626nm

8. a) In的单位晶胞中有2个原子。 b) k=0.6874

9. 每单位晶胞内20个原子。 k=0.46493 10.有关晶面及晶向附图2.1所示。

11. 见附图2.2所示。

第三章

1. ρ=0.7671% 2. ρ=8.9168g/cm3 3. C850/C20=6.23×1013倍

7. Φ<80°，两位错相斥；Φ>80°，两位错相吸。 8. rc=Gb/2τ 9. a) 向右运动。

b) 位错C向右运动至0.76μm时停止。

a2212[111]aa

22333(1) 能。几何条件：∑b前＝∑b后＝；能量条件：∑b前＝>∑b后＝ 10．

(2) 不能。能量条件：∑b前2＝∑b后2，两边能量相等。

(3) 不能。几何条件：∑b前＝a/b[557]，∑b后＝a/b[11ˉ1]，不能满足。

32

a

22 22，即反应后能量升高。 (4) 不能。能量条件：∑b前＝a < ∑b后＝

11．当θ＝1°，D＝14 nm；θ＝10°，D＝1.4 nm时，即位错之间仅有5～6个原子

间距，此时位错密度太大，说明当θ角较大时，该模型已不适用。

12. 两平行位错间相互作用力中，fx项为使其沿滑移面上运动的力：

（直角与圆柱坐标间换算：

，y=h；

三角函数： ）

， ，

求出fx的零点和极值点（第一象限） sin4 =0

=0 fx=0 两位错间互不受力，处于力的平衡状态；

sin4 =0 = fx=0 两位错间互不受力，处于力的平衡状态；

sin4 =1 = fx→max 同号位错最大斥力，异号位错最大引力，其值为

；

sin4 =1 = fx→max同号位错最大斥力，异号位错最大引力，其值为

若不考虑其他阻力，有如下结论： 1) 对异号位错 要作相向运动，0< <

时，不需加切应力；

< < 时，需要加切应力：

方向

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