4相图-作业习题

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二元相图习题
4. 如图所示为 如图所示为Cu-Sn合金 合金 相图， 相图， Cu-0.1Sn合金液体置于内 合金液体置于内 腔为长棒形的模子内， 腔为长棒形的模子内， 采用顺序结晶方式， 采用顺序结晶方式，并 假设液相内完全混合， 假设液相内完全混合， 液界面为平直状， 固/液界面为平直状，且 液界面为平直状 固相中无扩散， 固相中无扩散，液相线 与固相线为直线， 与固相线为直线，试分 析计算从液相中直接结 晶的α相与 相与γ相的区域占 晶的 相与 相的区域占 试棒全长的百分数。 试棒全长的百分数。
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(4)
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二元相图习题
(5)
Cs = k 0 c0 (1 − z / L)
k 0 −1
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第 七 节 相 图 的 热 力 学 解 释
(6)
5. 试根据 试根据Fe-Fe3C相图作合金相图在 相图作合金相图在950 ℃ 、800 ℃ 、 相图作合金相图在 727 ℃ 、600 ℃时各有关相的成分 自由能曲线示意图。 时各有关相的成分-自由能曲线示意图 自由能曲线示意图。 （03年，大连理工，8分） 年 大连理工， 分
Mg2Si
0.235
Mg C1
C2
1 2
0.546
3 5 6
Ni
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二元相图习题
(2)
2. 绘制二元系相图：A和B的熔点分别为 绘制二元系相图： 和 的熔点分别为 的熔点分别为1000℃和700℃， ℃ ℃ ωB=0.25的合金正好在 的合金正好在500 ℃完全凝固，其平衡组织由 完全凝固， 的合金正好在 73.3%的先共晶 和26.7%(α+β)共晶组成，而ωB=0.50的 的先共晶α和 共晶组成， 的先共晶 共晶组成 的 合金在500 ℃时的组织由 时的组织由40%的先共晶 和60%的(α+β)共 的先共晶α和 合金在 的先共晶 的 共 晶组成，并且此合金的α总量为 总量为50%。 晶组成，并且此合金的 总量为 。
1. 0.385%；2. 铁素体 奥氏体； 3. 奥氏体 奥氏体； ； 铁素体+奥氏体
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二元相图习题
(10)
计算含碳5%的铁碳合金室温组织中所有渗碳体类型的 计算含碳 的铁碳合金室温组织中所有渗碳体类型的 质量分数，并画出室温的金相组织示意图（ 分 质量分数，并画出室温的金相组织示意图（14分） 江苏大学， （江苏大学，2006年） 年
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二元相图习题
(13)
1.画出 画出Fe-Fe3C相图，填写各区的组织组成物。（ 分） 相图， 。（6分 画出 相图 填写各区的组织组成物。（ 2.分析含碳 分析含碳0.65%（2005年为 年为0.4%）的铁碳合金的平衡结晶过 分析含碳 （ 年为 ） 画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。（ 。（8分 程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。（ 分） 3.用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的 用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的 。（8分 量。（ 分） 合肥工业大学， （合肥工业大学，2004年，2005年） 年 年 1.画出 画出Fe-Fe3C相图，标出重要点的温度与含碳量，填写各区 相图， 画出 相图 标出重要点的温度与含碳量， 的组织组成物。（ 。（7分 的组织组成物。（ 分） 2.分析含碳 分析含碳3.5%（2005年为 年为0.4%）的铁碳合金的平衡结晶过 分析含碳 （ 年为 ） 画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。（ 。（10分 程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。（ 分） 3.用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的 用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的 。（8分 量。（ 分） 合肥工业大学， （合肥工业大学，2006年） 年
C=Aexp(-Q/RT) C=22.3exp(-2.8×103/RT) ×
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二元相图习题
(9)
8. 一块碳钢在平衡冷却条件下，显微组织中含有 一块碳钢在平衡冷却条件下，显微组织中含有50%珠 珠 光体和50%铁素体，问： 铁素体， 光体和 铁素体 1.此合金中碳浓度为多少？（ 分） 此合金中碳浓度为多少？（ 此合金中碳浓度为多少？（5分 2.若合金加热到 若合金加热到730 ℃，在平衡条件下将获得什么显微 若合金加热到 组织？（ ？（5分 组织？（ 分） 3.若合金加热到 若合金加热到850 ℃，又将得到什么显微组织？（ 分） 又将得到什么显微组织？（ ？（5分 若合金加热到 江苏大学， （江苏大学，2004年） 年
1000 700 500
A
1
25
2 3
50
5 6 7
B
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二元相图习题
(3)
3. 已知 （熔点 已知A（熔点600℃）与B（熔点 ℃ （熔点500 ℃ ）在液态无限 互溶，固态时A在 中的最大固溶度 质量分数） 中的最大固溶度（ 互溶，固态时 在B中的最大固溶度（质量分数）为 0.30A，室温时为 在固态和室温均不溶于A。 ，室温时为0.10A；但B在固态和室温均不溶于 。 ； 在固态和室温均不溶于 的液态合金发生共晶反应。 在300 ℃时，含B 0.4的液态合金发生共晶反应。绘出 的液态合金发生共晶反应 A-B合金相图。分析含 0.20的合金在室温下组织组 合金相图。 合金相图 分析含A 的合金在室温下组织组 成物和相组成的相对含量。 成物和相组成的相对含量。
T
A
30
1
50
2 3
B
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二元相图习题
(8)
7.已知和渗碳体相平衡的 已知和渗碳体相平衡的α-Fe固溶度方程为： 固溶度方程为： 已知和渗碳体相平衡的 固溶度方程为 C=2.55exp(-11.3×103/RT) (%,质量 质量) × 质量 设想碳在奥氏体中的溶解度方程也呈类似类型， 设想碳在奥氏体中的溶解度方程也呈类似类型，试根据 铁碳相图列出该方程。（江苏大学， 。（江苏大学 铁碳相图列出该方程。（江苏大学，2005年，16分） 年 分
4
二元相图习题
(1)
1. Mg-Ni系的一个共晶反应为 系的一个共晶反应为 L 0.235==α(纯Mg) +Mg2Ni 0.546 570℃ 纯 ℃ 为亚共晶合金， 为过共晶合金， 设ωNi=C1为亚共晶合金，ω Ni=C2为过共晶合金，这两种 为亚共晶合金 为过共晶合金 合金中的先共晶相的质量份数相等， 合金中的α总 合金中的先共晶相的质量份数相等，但C1合金中的 总 合金中的 量为C2合金中 总量的2.5倍 试计算C1和 的成分 合金中α总量的 的成分。 量为 合金中 总量的 倍，试计算 和C2的成分。
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二元相图习题
(7)
6.某A-B二元相图中，合金 含有 某 二元相图中， 含有30%B，合金 含有 二元相图中 合金1含有 ，合金2含有 50%B，当两种合金平衡冷却到温度 时都位于同一 ，当两种合金平衡冷却到温度T时都位于同一 个液固两相区，如果此时合金1中的液相相对量为 中的液相相对量为0.8， 个液固两相区，如果此时合金 中的液相相对量为 ， 合金2的液相相对量为 的液相相对量为0.4，请计算在温度T时平衡液 合金 的液相相对量为 ，请计算在温度 时平衡液 相和固相的成分。（大连理工， 。（大连理工 相和固相的成分。（大连理工，2004，7分） ， 分123 Nhomakorabea5
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二元相图习题
根据所示的铁碳平衡相图， 根据所示的铁碳平衡相图，回答以 下问题： 下问题： 写出1495 ℃、1154 ℃、1148 １．写出 ℃、和727 ℃发生的三相平衡反 应的反应式。 应的反应式。 2.按亚稳态相图，叙述含碳量为 按亚稳态相图， 按亚稳态相图 0.4%的铁碳合金从高于液相线 的铁碳合金从高于液相线 温度平衡冷却到室温时， 温度平衡冷却到室温时，发生的 两相和三相平衡转变（ 两相和三相平衡转变（可用热分 析曲线表示）， ），并画出室温组织 析曲线表示），并画出室温组织 的示意图； 的示意图； 3. 计算含碳量为 计算含碳量为1.5%的Fe-C合金 的 合金 中二次渗碳体的百分数。 中二次渗碳体的百分数。 （东南大学，2004年，10分，2005、 东南大学， 年 分 、 2006年略有不同） 年略有不同） 年略有不同
1 2 3 5 6 7
(11)
1154 ℃
4.26
1148 ℃
0.68
738 ℃ 727 ℃
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二元相图习题
(12)
画出Fe-Fe3C相图，并写出各关键点的温度及习惯标注 相图， 画出 相图 的字母，表明各相区。（南京航空航天大学， 。（南京航空航天大学 的字母，表明各相区。（南京航空航天大学，2004年： 年 6分，2005年：7分） 分 年 分 画出含碳1.0%的铁碳合金的冷却曲线，并标明其组织变 的铁碳合金的冷却曲线， 画出含碳 的铁碳合金的冷却曲线 化示意图；室温下它由什么相组成， 化示意图；室温下它由什么相组成，各项的比例是多 ？（南京航空航天大学 南京航空航天大学， 少？（南京航空航天大学，2004，9分） ， 分 画出按组织标注的Fe-Fe3C相图，并写出该相图中所有 相图， 画出按组织标注的 相图 三相平衡转变的类型和转变反应式。（ 。（南京航空航天 三相平衡转变的类型和转变反应式。（南京航空航天 大学， 大学，2006年：8分） 年 分 画出含碳1.3%的铁碳合金的冷却曲线，及室温组织示意 的铁碳合金的冷却曲线， 画出含碳 的铁碳合金的冷却曲线 室温下它由什么相组成，各项的比例是多少？ 图；室温下它由什么相组成，各项的比例是多少？ 南京航空航天大学， （南京航空航天大学，2006，8分） ， 分