合金中的扩散与相变习题（相变部分）.doc

合金中的扩散与相变习题（相变部分）.doc合金中的扩散与相变****题（相变部分）

形核驱动力、相变驱动力，调幅分解、惯析面、连续脱溶、不连续脱溶、热弹性马氏 体。
2 （1）如果不考虑畸变能，第二相粒子在晶内析出是何形态？在晶界析出呢？（2）如果不 考虑界面能，析出物为何种形态？是否会在晶界优先析出呢？
3已知a、0、厂、5相的自由能-成分曲线如图所示，
从热力学角度判断浓度为Co的厂相及5相应析出的相，
并说明理由，同时指出在所示温度下的平衡相（稳定相） 及其浓度。
4指出固溶体调幅分解与形核分解两之间的的主要区别。
%C的铁碳合金从高温的单相Y状态淬到
750C时，:
⑴在Fe-FesC相图下方，作岀a、丫、F®C在750°C的自由能-成分曲线。
（2）用作图法求出最先析出晶核的成分，并说明之。
6沉淀相厂呈圆盘状, nm,其失配度6约为10%。已知弹性模量E=7X1010Pa,
3
共格界面因失配而造成的一个原子应变能为= ^VE6- （V为一个原子所占休积）。今假 ,求共格破坏时0「圆盘的直径。
7假定在A1 （面心立方，原子间距d= nm）基固溶体屮，空位的平衡浓度（"/N ）
在550°C时为2X10",而在130°C时可以忽略不计:
（1） 如果所有空位都构成GP区的核心，求单位体积中的核心数目；
（2） 计算这些核心的平均距离。
8 Al-2at.%Cu合金进行时效硬化，先从520°C淬至27°C, 3小时后，在此温度形成平均间 '。已知27°C铜在铝中的扩散系数D= 10_25cm2/s,假定过程为 扩散控制，试估计该合金的空位形成能（假设淬火过程中无空位衰减）。
9假设在固态相变过程中新相形核率N及长大速率G均为常数，则经t时间后所形成新 相的休积分数X町用Johnson-Mehl方程得到，即
x = l — exp（—彳 NG*）
已知形核率 N=1000/, G=3X 10'5cm/s,试计算：
（1） 发生相变速度最快的时间；过程中的最大相变速度;
（2） 获得50%转变量所需的时间。
10下式表示含n个原子的晶胚形成时的自由能变化：
△G = -bn{^GB 一 £）+ an/3cy
式屮，AGb为形成单位体积晶胚时的自由能变化；b为界面能；a、b为系数，其数值由
晶胚的形状决定。试求晶胚形状为球状时的a、b值（以每个原子所占休积表示）。假定 g、
b、£均为常数，试导出球状晶核的形核功。
11 B相在a相基体上借助于Y相非均匀形核，假设界面能O■妙== %，试证明：
（D 当形成单球冠形0相核心时（见下图a）,所需的临界晶核形核功是均匀形核时 的一半；
（2） 当形成双球冠形0相晶核时（见下图b）,临界晶核形核功是均匀形核时的5/16。
(b)
% =,则何处形核率人？
14为什么过饱和固溶体经恰当时效处理后,
其强度比它具有室温平衡组织下的强度要高？
12已知a相中析出0相,其非共格界面能为0. 5J/m\共格界面能为0. 05J/m2,两相接触角
为%，忽略应变能，问:
（1） 若在