材料科学与基础习题.doc

LBA1. 在相距为l的两滑移面上有两个平行的异号刃位错，如图所示，问(1) 要使两位错在各自滑移面上作相向运动，需施加多大切应力?方向如何？(2) 要使两位错在各自滑移面上作反向运动，需施加多大切应力?方向如何？ 两平行位错间相互作用力中项为使其在滑移面上运动的力，根据，代入上式得：求出的零点和极值点（第一象限内）：=0 =0 =0 两位错间不受力，处于力的平衡状态=0 = =0 两位错间互不受力，处于力的平衡状态=1 = 最大 同号位错受最大斥力，异号位错受最大吸力，其值为=1 = 最大 同号位错受最大斥力，异号位错受最大吸力，其值为根据上述分析，不考虑其它阻力，可有下述结论：（1） 对异号位错，要作相向运动，时，不需加切应力；时，需加切应力，其值大于，方向为双向。（2） 对异号位错，要作反向运动，时，需加切应力，其值大于，方向为双向；时，不需加切应力。1. 铅、铋均不溶于铜中，含铋的铜不能热轧（发生碎裂），含铅的铜较难热轧（有晶界开裂倾向），而含铅的黄铜则可以热轧，不会开裂。分别观察其显微组织（下图a、b、c），说明此组织的形成原因并解释以上现象（提示：1.Bi的熔点为270，2.Pb的熔点为327，图b Pb在Cu中分布呈尖角状） Pb Bi Pb （a） 含Bi的铜 （b）含Pb的铜 （c）含Pb的黄铜 设基体相为，界面第二相为，根据界面结点处的张力平衡条件： （a）0，1 所以 Bi沿晶界分布，Bi熔点较低（270），热轧时易发生的情况而使Bi熔化导致沿晶碎裂。（b）， 所以 Pb熔点为327，Pb在Cu中分布呈尖角状，即使热轧时铅相不熔化，也会因为产生应力集中而导致晶间开裂。（c），0， 所以 Pb呈球形分布在Cu晶界上，由于Pb对Cu基体的连续性破坏程度小，且第二相呈球状不易引起应力集中，故热轧时一般不会发生开裂。3. 一块含0.1的碳钢在930渗碳，渗到0.05cm的地方碳的浓度达到0.45。在t0的全部时间，渗碳气氛保持表面成分为1，已知碳在铁中的扩散系数为1.6110-12m2/s，a）.计算渗碳时间；b）.若将渗层加深一倍，则需要多长时间？C）.若规定0.3c作为渗碳层厚度的量度，则在930渗碳10小时的渗层厚度为870渗碳10小时的多少倍？ a） 由Fick第二定律得： 整理后得： 解得 t=1.04104（s） b）由关系式 得： 两式相比得： 当温度相同时，D1=D2，于是得， C） 因为 所以