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“材料科学与工程基础”第二章习题答案题目整合版要点.doc

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32. 什么叫固溶体?什么叫中间相?他们的结构和性能有哪些差异?试分析之。 固溶体:成分在一定范围可持续变化,结构取溶剂的结构,性能与溶剂晶体的性能相近。

中间相:结构与组成元素的结构不同,性能是硬而脆。

在相图中的位置:固溶体位于相图的端部,中间相位于相图的中间部位(非端部)

问题34与图下图的二元相图及X0合金有关。

TA和TB分别代表A和B的平衡熔化温度,标出相图的各个相区。 a. 这类平衡图的名称是什么?

b. 如果组元A具有FCC结构,组元B的晶体结构是什么?为什么?

c. 示意画出X0合金和纯组元B的平衡冷却曲线,解释为什么它们的形状不同。 d. X0合金的液相线温度和固相线温度是什么?

e. X0合金在1100℃时每一个平衡相的成分是什么?确定在1100℃液体的分数?L

和固体的分数?S。

f. X0合金在平衡条件下从1200℃冷却到室温,画出它的?L和?S随温度的变化略图。

g. 用图7-43的相图,当平衡冷却通过两相区时,说明液相和固相的成分怎样变化。

(a) 该平衡图为均相相图

(b)B组元的晶体结构与A组元相同,也为fcc结构。

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(c)X0合金的冷却曲线 纯组元B的冷却曲线

α L-α L

L L-α 980°

α

由于X0为二元合金,在发生两相平衡时有一个自由度,即温度是变量,而纯组元B为两相平衡,温度应该不变。

(d)X0合金的液相线温度是约1110℃,而固相温度约为1070℃。

(e)X0合金在1100℃时,液相的成分约为33%B,固相成分约为54%。 此时fL? (f)

0

1110°

1070°

T

f 100% 50?3354?50?81%, fS??19%,x0%?50%

54?3354?33fS fL (g) 平衡冷却通过两相时,液相的成分由X0浓度逐渐增大,固相的浓度由小(约

29%B)逐渐增大到X0(50%)。

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35. 考虑一个假设相图,其中组元A在900℃熔化,组元B在1000℃熔化,在600℃有一个不等温转变。B在α中的溶解度从在室温时几乎为零上升到最大值的10%。当一个含30%B的合金在平衡条件下冷却到稍高于600℃时,出现50%α相合50%液相,而冷却到稍低于600℃时合金含α和β两相,α的分数为0.75。在平衡条件下冷却到室温后,在α+β混合体中α的量减为68%。画出这个平衡相图。 解:

设共晶点成分为X%:α%=50%={(X-30)÷(X-10)}% X%=50%

设β相最大的溶解度成分(共晶温度)为Y%:0.75=(Y-30)÷(Y-10) Y%=90% 设β相室温的溶解度成分为Z%:0.68=(Z-30)÷(Z-0) Z%=93.75%

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