第三章 二元合金的相结构与结晶 - 答案

第三章 二元合金的相结构与结晶

(一)填空题

1 合金的定义是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成具有金属特性的物质。 2．合金中的组元是指 组成合金最基本的、独立的物质 。 3．固溶体的定义是 在固态条件下，一种组元“组分”溶解了其它组元而形成的单相晶态固体 4．Cr 、V 在γ-Fe 中将形成 置换 固溶体。C 、N 则形成 间隙 固溶体。

5．和间隙原子相比，置换原子的固溶强化效果要 差 些。

6．当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出的树枝主轴含有较多的高熔点组元。

7．共晶反应的特征是 由一定成分的恶液相同时结晶出成分一定的两个固相 ，其反应式为 L →a+β

8．匀晶反应的特征是 ，其反应式为 9．共析反应的特征是 ，其反应式为

10．合金固溶体按溶质原子溶入方式可以分为置换固溶体和间隙固溶体，按原子溶入量可以分为 有限固溶体 和 无限固溶体

11．合金的相结构有 固溶体 和 金属化合物 两种，前者具有较高的 塑性变形 性能，适合于做 基体 相；后者有较高的 高硬度 性能，适合于做 增强 相

12．看图4—1，请写出反应式和相区：

ABC 包晶反应 B A C L γα⇔+ ；DEF 共晶反应 F D C L βγ+⇔ ；GHI 共析反应 I G H βαγ+⇔ ；

① L +α ；② γα+ ；③βα+ ；④ βγ+ ；⑤ L +γ ；⑥ β+L ；

13．相的定义是 ，组织的定义是

14．间隙固溶体的晶体结构与溶剂的晶格类型 相同，而间隙相的晶体结构与 溶剂组元晶体结构 不同。

15．根据图4—2填出：

水平线反应式 E C D βαγ+⇔ ；有限固溶体 βα、 、 无限固溶体

γ 。

液相线 ，固相线 ， 固溶线 CF 、 EG

16．接近共晶成分的合金，其铸造性能较好；但要进行压力加工的合金常选用匀晶成分的合金。

17．共晶组织的一般形态是片状。

(二)判断题

1．共晶反应和共析反应的反应相和产物都是相同的。( N )

2．铸造合金常选用共晶或接近共晶成分的合金，要进行塑性变形的合金常选用具有单相固溶体成分的合金。( Y)

3．合金的强度与硬度不仅取决于相图类型，还与组织的细密程度有较密切的关系。( Y) 4．置换固溶体可能形成无限固溶体，间隙固溶体只可能是有限固溶体。( Y) 5．合金中的固溶体一般说塑性较好，而金属化合物的硬度较高。( Y )

6．共晶反应和共析反应都是在一定浓度和温度下进行的。( Y)

7．共晶点成分的合金冷却到室温下为单相组织。( N)

8．初生晶和次生晶的晶体结构是相同的。( Y )

9．根据相图，我们不仅能够了解各种合金成分的合金在不同温度下所处的状态及相的相对量，而且还能知道相的大小及其相互配置的情况。( Y )

10．亚共晶合金的共晶转变温度与共晶合金的共晶转变温度相同。( Y )

11．过共晶合金发生共晶转变的液相成分与共晶合金成分是一致的。( Y)

(三)选择题

1．固溶体的晶体结构是A

A．溶剂的晶型B．溶质的晶型 C 复杂晶型D．其他晶型

2 金属化合物的特点是C

A．高塑性B．高韧性 C 高硬度D．高强度

3．当匀晶合金在较快的冷却条件下结晶时将产生 D

A．匀晶偏析 B 比重偏析C．枝晶偏析D．区域偏析

4．当二元合金进行共晶反应时，其相组成是C

A．由单相组成 B 两相共存 C 三相共存D．四相组成

5．当共晶成分的合金在刚完成共晶反应后的组织组成物为C

A. α+βB．(α＋L) C．(α+β) D．L＋α+β

6．具有匀晶型相图的单相固溶体合金B

A．铸造性能好B．锻压性能好 C 热处理性能好D．切削性能好

7．二元合金中，共晶成分的合金A

A．铸造性能好 B 锻造性能好 C 焊接性能好D．热处理性能好

8．共析反应是指 B

A．液相→固相Ⅰ+固相Ⅱ B 固相→固相Ⅰ+固相Ⅱ

C．从一个固相内析出另一个固相 D 从一个液相中析出另一个固相

9．共晶反应是指 A

A．液相→固相Ⅰ+固相Ⅱ B 固相→固相Ⅰ+固相Ⅱ

C．从一个固相内析出另一个固相 D 从一个液相中析出另一个固相

10．固溶体和它的纯金属组元相比D

A．强度高，塑性也高些 B 强度低，但塑性高些

C 强度低，塑性也低些

D 强度高，但塑性低些

(四)计算题

1．一个二元共晶反应如下：L(W(B)＝75％)→α(W(B)＝15％)+β(W(B)=95％)

(1)求w(B)＝50％的合金完全凝固时初晶α与共晶(α十β)的重量百分数，以及共晶体中α相

与β相的重量百分数；

(2)若已知显微组织中β初晶与(α+β)共晶各占一半，求该合金成分。

2．若要配制四个不同成分的Pb—Sn合金30g，其组织要求为(参阅Pb—Sn合金相图)；

(1)α相92％和β相8％；

(2)亚共晶合金中，要求共晶体占30％；

(3)过共晶合金中，要求共晶体占70％；

(4)共晶合金。

问分别计算出需要Pb和Sn各多少克?

复习要点

1、名词

相

固溶体

置换固溶体

间隙固溶体

金属间化合物

异分结晶/选择结晶

晶内偏析76

枝晶偏析77

区域偏析78

成分过冷

固溶强化

伪共晶组织91

离异共晶92

比重偏析92

包晶偏析

96

影响置换固溶体中溶质固溶度的主要因素

固溶体结晶过程76

固溶强化的机理

消除晶内偏析、离异共晶、包晶偏析的方法---均匀化退火