材料科学基础典型习题 共20页PPT资料

15.有一正方形位错线，其柏式矢量如图所示，试指出图中各段线的性 能，并指出任性位错额外串排原子面所在的位置。
AD为正刃型位错；
BC为负刃型位错；
D
DC为右螺型位错；
AB为左螺型位错；
AD段额外半原子面垂直直面向里；
A
BC段额外半原子面垂直直面向外。
C b
B
6.铋和锑在液态和固态时均能彼此无限互溶，wBi=50%的合金在520℃时开 始凝固出成分为wSb=87%的固相。wBi=80%的合金在400℃时开始凝固出成 分为wSb=64%的固相。根据上述条件，要求： 1)绘出Bi-Sb相图，并标出各线和各相区的名称； 2）从相图上确定wSb=40%合金的开始结晶终了温度，并求出它在400℃时 的平衡相成分及其含量。 解：1）相图如图所示；
解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/4，（1 1 1）面间距为√3a/3
三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 1）
d(hk)l m
a h2k2l2
m=1 h, k, l全为奇数 m=2 h, k, l不全为奇数
(1 0 0)
(1 1 0)
(1 1 1)
第3章
3.有两个形状、尺寸均相同的Cu-Ni合金铸件，其中一个铸件的wNi=90%，另 一个铸件的wNi=50%，铸后自然冷却。问凝固后哪一个铸件的偏析严重？为 什么？找出消除偏析的措施。
解：X、Y、Z方向的基矢量为a，b，c 则X轴的截距为5，Y轴的截距为2，Z轴截距为3，取截距的倒数，分别为
1/5，1/2，1/3 化为最小简单整数分别为6,15,10 故该晶面的晶面指数为（6 15 10）
4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1） 晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面
解：
(B())25%731 (B())(B) 3 (B())50%40% (B())(B) (B)50% 50% (B)(B)
(B)5%
(B())80%
(B)95%
T/℃
1000
L L+ β
700
L+ α
α
500
7.根据下列实验数据绘出概略的二元共晶相图：組元A的熔点为1000℃， 組元B的熔点为700℃；wB=25%的合金在500℃结晶完毕，并由73-1/3%的 先共晶α相与26-2/3%的(α+β)共晶体所组成；wB=50%的合金在500℃结晶 完毕后，则由40%的先共晶α相与60%的(α+β)共晶体组成，而此合金中的 α相总量为50%。
2）从相图读出结晶开始温度和结晶终了温度分别为495℃，350℃ A sse sse d B i-S b p h a se d ia g r a m .
固、液相成分wSb(L) =20%, wSb(S)=64% 固、液相含量：
L6 6 4 42 4 0 010% 0 5.4 5%
S (1 L ) 1% 0 4 0.5 5 %
一般采用在低于固相线100~200℃的温度下，长时间保温的均匀化退火来消除偏析。 A sse sse d C u - N i p h a se d ia g r a m . L iq u id u s a n d so lid u s a r e o b ta in e d f r o m th e e x p e r im e n ta l d a ta o f [7 1B a s], [7 1F e e ], a n d [7 1S c h ]. T h e lo w - t e m p e r a t u r e p o r t io n o f th e d ia g r a m is o b t a in e d f r o m th e r m o d y n a m ic m o d e lin g .
T/℃ 1000
L+ α
800
α+ β α
L
L+ γ
L+ β
700
β
600
β+ γ
γ
400
A 25
α+ γ
30
50 60
wB
B 80 9597
解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/6 三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）
a
d(hk)l m
h2k2l2
m=1 h+k+l=偶数 m=2 h+k+l=奇数
(1 0 0)
(1 1 0)
(1 1 1)
5.面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1） 晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面
β
A 5
B 85 95 wB
8.組元A的熔点为1000℃，組元B的熔点为700℃， 在800℃时存在包晶反应：α(wB=5%)+L(wB=50%) →β(wB=30%)； 在600℃时存在共晶反应：L(wB=80%) → β(wB=60%)+γ (wB=95%)； 在400℃时发生共析反应： β(wB=50%) → α(wB=2%) +γ (wB=97%) 根据这些数据画出相图。
材料科学基础
——习题课
第1章
1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、 [-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向
z
z
z
y
x
x
y
(123)
z
(0-1-2) z
x z
y (421)
y x
[-102]
y x
[-211]
y x
[3Hale Waihona Puke Baidu6]
3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。今有 一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3 个原子间距，求该晶面的晶面参数。
答：合金在凝固过程中的偏析与溶质原子的再分配系数有关，再分配系数为k0=Cα/CL。对一给定 的合金系，溶质原子再分配系数与合金的成分和原子扩散能力有关。根据Cu-Ni合金相图，在一 定成分下凝固，合金溶质原子再分配系数与相图固、液相线之间的水平距成正比。当wNi=50% 时，液相线与固相线之间的水平距离更大，固相与液相成分差异越大；同时其凝固结晶温度比 wNi=90%的结晶温度低，原子扩散能力降低，所以比偏析越严重。