6： 解答： 1）Ⅱ合金的平衡冷却曲线和组织如图；室温下相组成物为α＋β，其中
?%?90?80?100%?11.8％90?5，β＝1－α％＝88.2%，组织组成为β＋（α＋β）共晶， 80?50?%??100%?75??50，（α＋β）共晶％＝1－β％＝25％；
2） Ⅰ合金在平衡凝固时室温组织为α＋βⅡ，工业条件冷却时出现少量非平衡共晶组织，室温组织为α＋βⅡ＋少量（α＋β）共晶。
3） 可以根据相图估计，在共晶温度下尽可能高的温度进行退火。
7： 解答： 1）金属固液界面的微观结构为粗糙界面，长大机制为垂直长大方式，在正温度梯度下固液界面保持平直，在负温度梯度下成长时固/液界面不稳定，结晶后容易长成树枝状晶。
8： 解答： 1）相区填充如图；
2）设X合金中Bi组元的含量是x，依题意有的含量是53.44％。
80%?100?x?1000?41.8，可以解得x＝53.44，即Bi组元50%?100?y?1000?56.1，可以解得y＝78.15，
3）设Y合金中Bi组元的含量是y，依题意有共晶含量
即Pb组元的含量是21.85％。
4）Pb-30%Bi合金平衡凝固过程为L—α，L＋α—β，L—β，β—Bi，室温下平衡组织为β＋Bi，非平衡凝固下由于L＋α—β包晶反应很难进行完全，故在β晶粒内部会保留部分α，室温下组织为β＋残留α＋Bi。
第五章 三元合金相图
1 解答： 0.8%C的Fe-C-Si三元合金在平衡冷却时的相变过程为L—α，L＋α—γ，L—γ，1100℃时的平衡组织为γ。
2 解答： 1）Cu-30%Zn-10%Al合金的成分点见图中X点。
2）Cu-20%Zn-8%Al合金，位于α+γ两相区边界线上，由α＋γ两相组成。Cu-25Zn-6Al合金位于α＋?＋γ的三相区中，由α＋?＋γ的三相区组成，可以从图中读出各相成分点： α：Cu-22.6Zn-3.45Al, γ：Cu-18Zn-11.5Al, β：Cu-30Zn-4Al
‘‘11.5-8故Cu-20Zn-8Al合金中α％＝11.5?3.45×100％＝43.50%
γ％＝1－α％＝56.5%
25-20Cu－25Zn－6Al合金中?＝30?20×100％=50%
‘‘??α%=(1-)×43.5%=21.75%,γ％=(1-)×56.5%=28.25%
‘3) Y合金凝固过程：L－α，L－α＋β，β－α
3 解答： 1) p?P?：L+α－β
E1P?：L－β+γ E2P?：L－α+γ
2) L+α－β+γ
3）O合金凝固过程：L－α,L+α－β,L+α－β+γ,α,β,γ同析。
4 解答：e1－1085℃：L→Fe2C+γ；P1－1335℃：L+α－γ；γ2－1380℃：L+Fe3W2－α 1700℃ L＋WC＋W－η 1200℃ L＋η－γ+WC 1085℃ L－γ＋Fe3C＋WC
5 解答： 1) 2Cr13.不锈钢的淬火加热在γ相区，从图上估计为1050℃－1300℃； 2）2％C，13％Cr刚的平衡凝固过程为：L－γ,L－γ+C1； γ→α＋C3（P）；α→C3； 室温下组织为C1+P。 3) 1区的三相反应是：L+δ－γ
795℃的四相平衡的反应式：γ＋C1－α+ C3
6 解答：Ⅳ区合金凝固过程为：L－α,L－α＋β，α－β互析；
Ⅵ区合金凝固过程为：L－α,L－α＋β，L－α＋β+γ,随后α，β，γ同析； 四相反应式为：L－α＋β＋γ
7 解答：四相反应式为137.4℃时P点：Lp+α1－β1＋δ
1
99.5℃时E点 LE－β2＋δ2＋γ
三元系初晶面有δ、α、β、γ的四个初晶面；
2）三元合金中合金1的结晶过程为：L－γ，L－γ+δ+β； 合金2的结晶过程为：L－δ，L－δ+β，L－γ+δ+β； 合金3的结晶过程为：L－α，L－δ+α,L＋α－β+δ； 合金4的结晶过程为:：L－α, L＋α－β+δ。
3）由题意分析可知改合金成分位于γ(Bi)与E点的连线上，设其Bi含量为x,
100?x故有50%=100-55×100%，故Bi含量为77.5%，
Pb?Sn' 即Pb%+Sn%=22.5%。由于成分线过Bi的顶点，故所求合金中
可求得Pb%=9%，Sn=13.5%。
第六章 空位与位错
一、 名词解释
空位平衡浓度：金属晶体中，空位是热力学稳定的晶体缺陷，在一定的空位下对应一定的空位浓度，通常用金属晶体中空位总数与结点总数的比值来表示。
位错：晶体中的一种原子排列不规则的缺陷，它在某一个方向上的尺寸很大，另两个方向上尺寸很小。
柏氏回路：确定柏氏族矢量的过程中围绕位错线作的一个闭合回路，回路的每一步均移动一个原子间距，使起点与终点重合。
P-N力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力
扩展位错：两个不全位错之间夹有层错的位错组态
堆垛层错：密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。
弗兰克-瑞德位错源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。
Orowan机制：合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形，位错绕过粒子，在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。
科垂尔气团：围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物，通常阻碍位错运动，产生固溶强化效果。
铃木气团：溶质原子在层错区偏聚，由于形成化学交互作用使金属强度升高。
面角位错：在fcc晶体中形成于两个{111}面的夹角上，由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。
多边形化：连续弯曲的单晶体中由于在加热中通过位错的滑移和攀移运动，形成规律的位错壁，成为小角度倾斜晶界，单晶体因而变成多边形的过程。
二、 问答
1 解答：层错能高，难于形成层错和扩展位错，形成的扩展位错宽度窄，易于发生束集，容易发生交滑移，冷变形中线性硬化阶段短，甚至被掩盖，而抛物线硬化阶段开始早，热变形中主要发生动态恢复软化；层错能低则反之，易于形成层错和扩展位错，形成的扩展位错宽度较宽，难于发生束集和交滑移，冷变形中线性硬化阶段明显，热变形中主要发生动态再结晶软化。
2. 解答： 1）对于位错反应，需要同时满足能量条件和几何条件，反应才能进行。
a22aaaa2?b前?（）（1?12?02）?[110][211][121]22， 在2?6]+6中，
2a22a22?b后?（）（2?12?12）?2?63，?b前??b后，满足能量条件；同时aaa?b前?[110]??b后?（[?2??1）（1?2）（1?1）]?[110]262，满足几何条件，故反应能进行。
G（b1b2）d?2??扩展位错宽度，G为切弹性模量，b1、b2为不全位错柏氏矢量，γ为层错能。若反应
22aa[110][110]前的2是刃位错，则反应后的扩展位错只能在原滑移面上进行滑移；若反应前的2是螺（111）（111）型位错，反应后形成的扩展位错可以进行束集，与其相交面如面相交处束集，而后过渡到面上进行运动，并有可能再次分解为扩展位错。
aa[101]b?[011]（111）222）若（1，1，1）面上位错与面上的位错相遇，它们之间能满足能量条件
aaa[101]?[011]?[110]22和几何条件，可以发生位错反应，反应式为：2。新位错位于（001）面上，是
b?纯刃型位错，由于不在其滑移面{111}面上，为不可动位错。
3）（111）与（111）两个滑移面上全位错分解为肖克莱不全位错的两个反应式为：
aaaaaa[101]?[211]?[112][011]?[121]?[112]（111）6666（111）晶面上：2，面上的位错2
aa211[121]4）如果两扩展位错运动分解后的两个领先不全位错为6和6，两领先位错之间依据能量条
a[110]件和几何条件要求，可以判断位错反应可以进行。新位错柏氏矢量为6；新形成位错为在（001）面
??上刃型位错，牵制到其它两个不全位错和两个层错均不能运动，会引起冷加工中的加工硬化。
3 解答：1）将各参数带入公式中可以计算得到Es＝0.73~0.92Gb2；
－
2）Cu中长度为1个柏氏矢量的螺型位错割阶的能量约为（1.725~2.3）×1011J/cm2。
4 解答：平衡空位浓度温度越高，空位浓度越大。高温淬火后由于高浓度空位被保留至低温，对低温加热扩散有促进作用。
C?Aexp（?EV）kT，A为材料常数，k＝1.38×10－23 J/K，Ev为空位形成能。，即
5 解答：平衡空位浓度
－－
1.38×1023 J/K，系数A=1。计算可得27? （300K）时空位浓度C1＝1.7×1013，627? 时空位浓度为C2
C?Aexp（?EV）kT，Al的空位形成能为0.76eV＝0.76×（1.602×10－19 J），k＝
C2?3.258?108－
＝5.54×105，故从27? 升温到627? 时空位浓度增加C1倍。
6 解答：两平行同号刃型位错之间滑移面上的受力：
Gbb?x（x2?y2）Fx?22?（1??）（x2?y2），G为切弹性模量，b，b?为两刃型位错的柏氏矢量，ν为泊松比。
故位置1位错受斥力，位置2位错处于亚稳平衡，偏离该位置则远离或运动到与原点处位错垂直的地方。位置3处第二个位错处于与原点处位错垂直的上方，处于稳定态。
7、解答：位错是晶体中的缺陷，对材料有许多重要影响。 1） 对变形影响。通过位错运动完成塑性变形；
2） 对性能影响，与第二相粒子，通过切过或绕过机制强化材料，冷加工中位错密度增加也能强化材料，
或通过形成科垂尔气团强化材料，以及位错运动中相互交截，或形成割阶、面角位错等使材料强化； 3） 对再结晶中的晶核形成机制有影响； 是优先扩散通道。
第七章 金属塑性变形
一 名词
固溶强化：固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高，应力－应变曲线升高，塑性下降的现象；
应变时效：具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后，在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况；
孪生：金属塑性变形的重要方式。晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另外一部分晶体作均匀的切变，使相邻两部分的晶体取向不同，以孪晶面为对称面形成镜像对称，孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。形成孪晶的过程称为孪生；
临界分切应力：金属晶体在变形中受到外力使某个滑移系启动发生滑移的最小分切应力；
变形织构：多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构称为变形织构，织构在变形中产生，称为变形织构。
二 问答
1 简答：纯金属变形主要借助位错运动，通过滑移和孪生完成塑性变形，开动滑移系需要临界切应力，
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