金属学与热处理课后习题答案第三章图文.pdf

第三章二元合金的相结构与结晶 第三章二元合金的相结构与结晶 3-1  3-1 在正温度梯度下，为什么纯金属凝固时不能呈树枝状生长，而固溶体合金却 在正温度梯度下，为什么纯金属凝固时不能呈树枝状生长，而固溶体合金却 能呈树枝状成长？ 能呈树枝状成长？ 答： 答： 原因： 原因： 在纯金属的凝固过程中，在正温度梯度下，固液界面呈平面状生长；当温度梯度 在纯金属的凝固过程中，在正温度梯度下，固液界面呈平面状生长；当温度梯度 为负时，则固液界面呈树枝状生长。 为负时，则固液界面呈树枝状生长。 固溶体合金在正温度梯度下凝固时，固液界面能呈树枝状生长的原因是固溶体合 固溶体合金在正温度梯度下凝固时，固液界面能呈树枝状生长的原因是固溶体合 金在凝固时，由于异分结晶现象，溶质组元必然会重新分布，导致在固液界面前 金在凝固时，由于异分结晶现象，溶质组元必然会重新分布，导致在固液界面前 沿形成溶质的浓度梯度，造成固液界面前沿一定范围内的液相其实际温度低于平 沿形成溶质的浓度梯度，造成固液界面前沿一定范围内的液相其实际温度低于平 衡结晶温度，出现了一个由于成分差别引起的过冷区域。所以，对于固溶体合金， 衡结晶温度，出现了一个由于成分差别引起的过冷区域。所以，对于固溶体合金， 结晶除了受固液界面温度梯度影响，更主要受成分过冷的影响，从而使固溶体合 结晶除了受固液界面温度梯度影响，更主要受成分过冷的影响，从而使固溶体合 金在正温度梯度下也能按树枝状生长。 金在正温度梯度下也能按树枝状生长。 3-2  3-2 何谓合金平衡相图，相图能给出任一条件下合金的显微组织吗？ 何谓合金平衡相图，相图能给出任一条件下合金的显微组织吗？ 答： 答： 合金平衡相图是指在平衡条件下合金系中合金的状态与温度、成分间关系的图解， 合金平衡相图是指在平衡条件下合金系中合金的状态与温度、成分间关系的图解， 又称为状态图或平衡图。由上述定义可以看出相图并不能给出任一条件下合金的 又称为状态图或平衡图。由上述定义可以看出相图并不能给出任一条件下合金的 显微组织，相图只能反映平衡条件下相的平衡。 显微组织，相图只能反映平衡条件下相的平衡。 3-3  Cu-Ni W 90% 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 W 90%，另 有两个形状、尺寸均相同的 合金铸件，其中一个铸件的 Ni ，另 Ni W 一个铸件的 W 一个铸件的 50% 50%，铸后自然冷却。问凝固后哪一个铸件的偏析严重？ Ni ，铸后自然冷却。问凝固后哪一个铸件的偏析严重？ Ni 为什么？找出消除偏析的措施。 为什么？找出消除偏析的措施。 答： 答： W 50% Cu-Ni W 50%铸件凝固后偏析严重。解答此题需找到 Cu-Ni 合金的二元相图。 Ni 铸件凝固后偏析严重。解答此题需找到 合金的二元相图。 Ni 原因：固溶体合金结晶属于异分结晶，即所结晶出的固相化学成分与母相并不相 原因：固溶体合金结晶属于异分结晶，即所结晶出的固相化学成分与母相并不相 Cu-Ni W 同。由 Cu-Ni 合金相图可以看出 W 同。由 合金相图可以看出 50% 50%铸件的固相线和液相线之间的距离大 Ni 铸件的固相线和液相线之间的距离大 Ni W 于 W