图Ⅰ 图Ⅱ
作业9
1. 选择题
（1） 为消除硫化物在钢中的热脆，其两面角
a. 要大 b. 要小 c. 无影响
（2） 由扩散考虑，与大角度晶界迁移率相比，小角度晶界的迁移率
a． 较低 b. 接近 c. 较高
（3）在单相组织中存在着大小不等的晶粒，由界面曲度驱动界面移动的规律可知
a. 小晶粒将移向大晶粒一方，直到晶粒大小相等； b. 大小晶粒吞并相邻晶粒，同时长大；
c. 界面将移向小晶粒一方，最后小晶粒将消失；
2. 已知铅黄铜中有α、β、（Pb）三相，平衡态下(Pb)相与α、β的交角如下图（a）所示，问：（1）在α、β的两相黄铜中，β相的两面角θ为多大（图b）；（2）如果β相在α相的晶隅的平衡形貌特征4如何。
α α
A α α 60° θ＝？ β (Pb) 90°δ 120° β
图a 图b
3. 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
作业10
1. 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t﹥0的全部时间，渗碳气氛保持表面成分为1％，已知碳在γ铁中的扩散系数为1.61×10-12m2/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0.3％c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？
2. 有一涡轮叶片，采用定向凝固法制造。在平衡图上，此叶片合金成分为C0，虚点线表示凝固期间固体的成分变化（固体内扩散很慢）问：
a）.叶片在T1温度下做试验时发生剧烈破坏，其可能的原因是什么、
b）对此有一工程师建议，在用于T1之前，先将此叶片T2温度下长时间扩散退火处理，该建议正确吗？为什么？
C）若在T2时扩散系数为10-9cm2/s，而叶片长10cm，则此叶片必须在T2温度下退火多长时间才能解决问题？（提示：X= DT）
T1 T2 凝固方向
A C0 B
作业11
1. 柯肯达尔扩散系数实验中测得200h后，A—B互扩散偶的标志面移动了1.44×10-5m，互扩散系数D＝10-3m2/s，浓度分布曲线在标志面处的斜率(δ×A)/( δL)＝0.02m-1，A组元百分比浓度XA＝40％，求A、B组元的本征扩散系数DA和DB 。
2.
原子在晶内、晶界和表面有不同的扩散系数。设钨和含原子浓度1％（at）钍（Th）的W-Th合金形成一扩散偶。在2000℃加热数分钟，产生0.01cm厚的扩散区域，假如原子分别从：（1）晶内扩散；（2）晶界扩散；（3）表面扩散；试求钍原子的流量。钨为体心立方结构，点阵常数为0.3615nm，D晶内＝1.10exp
（-504000/RT）；D晶界＝0.74exp（-37800/RT）；D表面＝0.47exp（-279000/RT）。 纯铁在950℃渗碳，表面碳浓度达到0.9％，缓慢冷却后，重新加热到800℃，继续渗碳，试得出：
（1）刚达到800℃时工件表面到心部的组织分布；
3.
（2）在800℃长时间渗碳后（碳气氛为1.5％C）的组织分布，并解释组织形成
的原因； （3）在800℃长时间渗碳后缓慢冷却至室温的组织分布。 （提示：刚达到800℃
时，工件自表面到心部如图，请结合铁碳相图分析）
表层 中间 心部
奥氏体 奥氏体＋铁素体 铁素体
0.9％C 0.4%C 0.01%C 0%C
作业12
1. 对于预先经过退火的金属多晶体，其真应力－应变曲线中均匀塑性变形阶段有ζ┬ =KεnT ， 若有A、B两种金属，其K值大致相等，而nA =0.5，nB＝0.2，则：
（1） 哪种金属的硬化能力较高，为什么？ （2） 同样的塑性应变时，A和B哪个位错密度高？
（3） 示导出应变硬化指数n和应变硬化率θ＝dζ┬/dε┬之间的关
系式。 2. 拉伸铜单晶体时，若拉力轴的方向为[001], ζ=106Pa，求（111）面上的柏氏矢量b＝a/2[1 0 1]的螺型位错线上的所受的力（已知铜的晶格常数a＝0.36nm）
3. 锌单晶体在拉伸前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45o，拉伸后滑移方向与拉伸轴的夹角为30o，试求拉伸后的延伸率。 4. 试比较晶体滑移和孪生变形的异同点。
5.什么是单滑移、多滑移、交滑移？三者滑移线的形貌各有何特征？
作业13
1. 试解释体心立方金属拉伸曲线上的屈服现象。为什么面心立方金属这一现象不明显？ 2. 已知平均晶粒直径为1mm和0.0625mm的纯铁的屈服强度分别为112.7MPa和196MPa，问平均晶粒直径为0.0196mm的纯铁的屈服强度为多少？ 3. 一组低碳钢试样经冷加工至相同的变形度后取出其中一根立即置于沸水中，15分钟后取出拉伸，发现有较高的屈服点，问： （1） 取出其中另一根试样都在15℃保温，经多少时间后拉伸可恢
复与上述相同的屈服点？ （2） 若将冷加工后试样放在0℃的冰箱中，则屈服点恢复与（1）
的情况相比将延缓多长时间？（碳在α—铁中的扩散激活能Q＝7.5×107J/Kmol）。（提示：屈服点的恢复可当作是一热激活过程，过程进行的速率为k/t＝Aexp[-Q/RT]）k是常数） 4. 两块锌单晶体，其中一块在拉伸时呈脆性，而在拉伸方向施以弯曲
力时呈现出延伸性，另一块在上述两种情况下都呈现出脆性，试确定这两块单晶体与拉伸轴相对取向。
作业14
假设40钢中的渗碳体全部呈半径为10μm的球形粒子均匀分布地分布在α－Fe基体上，试计算这种钢的切变强度。已知铁的切变模量GFe＝7.9×1010Pa，α－Fe的点阵常数a＝0.28nm。（计算时可忽略Fe与Fe3C比重的差异）提示：设单位体积内Fe3C的颗粒常数为NV则λ＝3 1/NV 2. 影响材料断裂的基本因素有哪些？何为材料的脆性转折温度？它有何工程意义？