第三章习题

7. 金属凝固时，过冷度越大，晶体长大速度越大， 因而其晶粒粗大。（ ）X 8.在铁碳合金中，只有共析成分点的合金结晶时， 才能发生共析转变，形成共析组织。 （ X ）
9.共析钢由液态缓冷至室温时析出的二次渗碳体，在组织形态 X 与晶体结构方面均与一次渗碳体不同。（ ） 10.间隙固溶体的溶质原子直径小，其强化效果远比置换固溶体 差。（ X ） 11.纯金属都是在恒温下结晶的。 （ V ） 12.固溶强化的本质是溶质原子的溶入使溶剂的晶格发生了畸变 所致。（ V ） 13.合金中的相构成了组织， 组织决定了合金的性能。（ V ） 14.固溶体合金平衡结晶过程中， 由于不同温度结晶出来的固溶 体成份不同， 因而结晶后所得的固溶体成份也是不均匀的。 （X） 15.合金的结晶间隔越大， 铸件的组织越疏松。（ V ） 16.凡二元合金从液相结晶成固相后， 晶体结构便不再改变。 （X） 17.在共晶线成分范围内的合金室温组织都是共晶体。（ X ）
（3）80%A合金如图③： 合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出 A，此时液相线成分沿AE线变化，冷至2点时，液相线成 分到达点，发生共晶反应，形成(A+α)共晶体，因而合金 ③的室温组织：A+ (A+α) 相组成物：A+α
组织：A+α=(20-0)/(40-0)=50% A=1-50%=50% 相：A=(90-20)/(90-0)=78% α=1-A%=22%
三、填空题
成部分
晶体 1.所谓’相’是指合金中的
化学成分 结构和
相同的组
。
2.合金中的基本相分为 固溶体 和 金属化合物 两类。 合金 3.在二元相图的单相区中, 相的成分即等于＿＿＿＿＿的成分, 而在两相区中, 相互处于平衡状态的两个相的成分, 分别沿 溶解度曲 着两相区的＿＿＿＿＿＿＿线改变。 4.固溶体的结晶温度变化范围及成分范围越大， 铸造性能 越 差 ， 越有利于 树枝 状晶体的生成和长大， 因而 流动性越 差 ， 分散缩孔越 多 ， 集中缩孔越 少 。 5.二组元 晶格类型 完全相同是形成无限固溶体的必要条件。 6.二元合金相图中最多可有 三 相平衡共存， 在相图中表现为 水平 线。 共晶 包晶 7.二元合金相图中的恒温转变包括 反应、 反应 和 共析 反应。
18.Cu-Ni 合金在室温下是单相固溶体， 因单相固溶体的硬 度随溶质原子的溶入量的增加而提高， 所以含Ni90% 的 合金的硬度比含Ni50% 的高。（ X ） 19.合金中的相、相的成分和相对量、组织形态、晶粒大小 X 都可在相图上反映出来。（ ） 20.共晶体和共析体是二元合金中非常重要的两个相。（ ） X 21.在二元相图的两相区中， 两相的成分和相对重量都随温 度而变化。（ ） V
2. 已知A（熔点 600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固 态 300℃时A溶于 B 的最大溶解度为 30% ，室温时为10%， 但B不溶于A；在 300℃时，含 40% B 的液态合金发生共晶 反应。现要求： 1）作出A-B 合金相图；
答：1）
2）分析 20% A,45%A,80%A 等合金的结晶过程，并确定室 温下的组织组成物和相组成物的相对量。 答：（1）20%A合金如图①： 合金在1点以上全部为液相，当冷至1点时，开始从液 相中析出α固溶体，至2点结束，2～3点之间合金全部由α固 溶体所组成，但当合金冷到3点以下，由于固溶体α的浓度 超过了它的溶解度限度，于是从固溶体α中析出二次相A， 因此最终显微组织： α+AⅡ 相组成物: α+A A=(90-80)/90*100%=11% α=1-A%=89%
8.合金的基本强化方式， 包括 加工硬化 、 固溶强化 、 和 细晶强化 等。 9.下图的三个合金，铸造性能最好的是合金 III ， 最差的 是 II ， 压力加工性能最好的是合金 I ， 最差的 是 III 。
10.金属化合物细小均匀分布在固溶体基体上，显著提高合 金强度、硬度和耐腐性的现象称（ 弥散 ）强化。
二、选择题
1. 能够无限互溶的两组元素所构成的二元合金相图必定是 （ A ） A、匀晶相图 B、共晶相图 C、包晶相图 D、共析相图 2. 固溶体的晶格类型与（ B ）相同。 A、溶质 B、溶剂 C、不同于溶剂和溶质的其它晶型 D、A、B、C都有可能 3.下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（ C ） A、L+α→β B、L→α+β C、γ→α+β D、α+β→γ 4.合金中成分、结构和性能相同的均匀组成部分称为( C )。 A、组元； B、相； C、组织
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四、简答题
1.何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应 的异同点. 答：共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同 时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。 包晶反应：指一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成 另外一种固相的反应过程。 共析反应：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下， 分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。 共同点：反应都是在恒温下发生，反应物和产物都是具有特 定成分的相，都处于三相平衡状态。 不同点：共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应； 共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应；而 包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固 相的反应。
（2）45%A合金如图②： 合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出 α固溶体，此时液相线成分沿线BE变化，固相线成分沿 BD线变化，当冷至2点时，液相线成分到达E点，发生共 晶反应，形成（A+α）共晶体，合金自2点冷至室温过程 中，自中析出二次相AⅡ，因而合金②室温组织：
AⅡ+α+(A+α) 相组成物:A+α 组织： A+α=L= （70-55）/(70-40)=50% 300 ℃时，α=(55-40)/(70-40)=50% 室温时， AⅡ=（90-55）/90*50%=19.4% α=1- 50%-19.4%=30.6% 相：A=（90-55）/90*100%=39% α=1-A%=61%
3.某合金相图如图所示。 1）试标注①—④空白区域中存在相的名称； 2）指出此相图包括哪几种转变类型； 3）说明合金Ⅰ的平衡结晶过程及室温下的显微组织。 (1)①：L+γ ②: γ+β ③: β+(α+β) +αⅡ ④: β+αⅡ (2)匀晶转变；共析转变 (3)合金在1点以上全部为液相,冷至 1点时开始从液相中析出γ固溶体至 2点结束,2～3点之间合金全部由γ固 溶体所组成,3点以下,开始从γ固溶 体中析出α固溶体,冷至4点时合金全 部由α固溶体所组成,4～5之间全部 由α固溶体所组成,冷到5点以下,由 于α固溶体的浓度超过了它的溶解 度限度,从α中析出第二相β固溶体, 最终得到室稳下的显微组织: α+βⅡ
5. 若A、B两组元形成化合物相, 则该相晶体结构( C )。 A、与A相同； B、与B相同； C、与A、B不同
6.当非金属原子与金属原子直径比( A )时, 将形成间隙相。 A、<.0.59； B、>0.59； C、>0.61 7.二元相图的杠杆定律用于确定两相区中两相的( B )。 A、成份； B、相对重量； C、晶体结构 8.有一Cu-Ni合金的铸态组织为树枝状 α 固溶体, 枝干富Ni、 枝间富Cu, 则其组织为( )。 A A、单相； B、两相； C、多相 9.二元相图中的水平线是( C )相平衡。 A、1； B、2； C、3； D、4 10.共折转变的产物属于( B )。 A、单相固溶体； B、机械混合物； C、金属化合物 11.固溶体合金中产生晶内偏析是因为( A )。 A、冷却较快, 原子扩散来不及充分进行； B、结晶时无限缓慢冷却, 使高熔点组元过早结晶； C、结晶过程的温度变化范围太大
练习题
一、判断题： 1.机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变 形，材料强度低的一定会产生变形；（X ） 2.所有的金属材料均有明显的屈服现象。（ X ）
3.置换固溶体必定是无限固溶体。（ X ） 4.置换固溶体必定是有限固溶体。（ X ） 5.无限固溶体必是置换固溶体。（ V ）
6.凡间隙固溶体必是有限固溶体。（ V ）