材料科学基础课后作业第三章-(1)

3-3.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。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=C/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。一般采用在低于固相线100200的温度下，长时间保温的均匀化退火来消除偏析。3-6.铋（熔点为271.5）和锑（熔点为630.7）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相图首先应说出是匀晶相图及其理由。不是数学游戏。，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； 2）从相图读出结晶开始温度和结晶终了温度分别为495（左右），350（左右）固、液相成分wSb(L) =20%, wSb(S)=64%固、液相含量：3-7.不要搞成纯数学计算了！要求说明含义。对含义正确理解、但计算错误，是小问题；反过来，即使结果侥幸对了，也是大错。这点必须把握。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%的先共晶相与26-2/3%的(+)共晶体所组成；wB=50%的合金在500结晶完毕后，则由40%的先共晶相与60%的(+)共晶体组成，而此合金中的相总量为50%。解：由题意由（+）共晶含量得解得： 由此可以做出相图如下3-8组元A的熔点为1000，组元B的熔点为700，在800时存在包晶反应：（B=5%）+ L(B=50%) ；在600时存在共晶反应：L（B=80%） （B=60%）+（B=95）；在400时发生共析反应：（B=50%） （B=2%）+（B=97%）。根据这些数据画出相图。解：根据题意作相图如下