16. 厚度为40mm厚的铜板,轧制成一侧为20mm另一侧仍保持为40mm的楔形板,经再结晶退火后,画出从20mm的一侧到40mm一侧的截面的组织示意图。并说明。
17. 一简单立方双晶体的取向及力轴取向如图所示,试分析哪一个晶体首先滑移?在哪一个滑移系滑移?若已知其滑移的临界分切应力,如何求拉应力?
18. 有两批工业纯铝制品,分别在6日和18日进行相同变形量的冷加工,然后于18日同时进行再结晶退火,试分析那批制品先发生再结晶。
19. 某合金在400℃、390℃恒温完成再结晶分别需要1h和2h,求在420℃需要的时间。
20. 将经过大冷变形量的纯铜长棒一端浸入冰水中,另外一端加热至900℃,试分析2小时后该纯铜棒沿长度方向的组织和硬度分布。
第9章 材料的亚稳相
1、扩散型相变包括哪些种类?
2、说明下列名词或概念的物理意义:(1)一级相变和二级相变;(2)共格和非共格界面;(3)失配度;(4)过冷度;(5)临界形核功;(6)脱溶;(7)形核长大;(8)调幅分解;(9)亚稳相和平衡相;(10)等温转变曲线;(11)连续冷却转变曲线:(12)共折转变;(13)先共折转变;(14)珠光体转变;(15)贝氏体转变;(16)胞状转变;(17)惯析面;(18)魏氏组织;(19)长程有序;(20)短程有序。 3、固态相变与液-固相变在形核、长大规律方面有何特点?分析这些特点对所形成的组织产生的影响?
4、下式表示含n个原子的晶胚形成时所引起系统自由能的变化。
?G??bn(?Gv?Es)?an2/3??/?
式中:?Gv--形成单位体积晶胚时的自由能变化;??/?--界面能;
Es--应变能;a,b--系数,其数值由晶胚的形状决定。
试求晶胚为球形时,a和b的值。若?Gv,??/?,Es均为常数,试导出球状晶核的形核功?G*。
5、固态相变时,假设新相晶胚为球形,且单个原子的体积自由能变化?Gv?200?T/Tc(J/cm3),临界转变温度Tc?1000K,应变能
Es?4J/cm3,共格界面能?共格?40erg/cm2,非共格界面能
(1J=10 erg)计算: ?非共格?400erg/cm2,
**(1)?T?50?C时临界形核功?G共格之比; /?G非共格7
**(2)若?G共格时的?T。 ??G非共格6、Al-Cu合金的亚平衡相图如图10-10所示(中南大学版教材),试指出经过固溶处理的Al-4%Cu合金在400?C和100?C温度时效时的脱溶顺序;并解释为什么稳定相一般不会首先形成。
7、脱溶分解与调幅分解在形成折出相时最主要的区别是什么? 8、若金属B溶入面心立方金属A中,试问合金有序化的成分更可能是A3B还是A2B?试用20个A原子和B原子作出原子在面心立方金属(111)面上的排列图形。
9、含碳质量分数0.3%及1.2%的?5mm碳钢试样,都经过860℃加热淬火,试说明淬火后所得到的组织形态、精细结构及成分。若将两种钢在860℃加热淬火后,将试样进行回火,则回火过程中组织结构会如何变化?
10、试分析脱溶析出球形第二相时,粒子粗化的驱动力。 11、?相在?相基体上借助于?相非均匀形核,假设界面能
???,???,???互相相等,试证明:
(1)当形成单球冠型?核心时[见图10-48(a)],所需的临界形核功是均匀形核的一半;
(2)当形成双球冠型?核心时[见图10-48(b)],临界形核功是均匀形核的5/16。
12、假定在Al(FCC,原子最大间距为0.3nm)基固溶体中。空位的平衡浓度(n/N)在550℃为2?10?4,而在130℃时可以忽略不计。
(1)如果所有空位都构成GP区的核心,求单位体积中的核心数目;(2)计算这些核心的平衡距离。
?2G13、已知Fe-0.4%C合金奥氏体(?)在500℃时2?0,试判断
?C此合金在500℃时:
'’??‘(贫碳)(1)发生下列反映的可能性:???(富碳); ‘’(2)发生先共折铁素体析出反应?????(?碳浓度比?更高)时,
碳原子扩散的方式是上坡扩散还是正常扩散?说明理由,并作示意图表示。
14、试比较贝氏体转变与珠光体转变、马氏体转变的异同。 15、称马氏体转变的惯析面为不畸变平面的含义是什么?如何证明马氏体转变的惯析面为不畸变平面?
3.4 习题训练
题 6-1 写出FCC晶体在室温下所有可能的滑移系统(要求写出具体的晶面、晶向指数)。
题 6-2 已知某铜单晶试样的两个外表面分别是(001)和(111)。请分析当此晶体在室温
下滑移时在上述每个外表面上可能出现的滑移线彼此成什么角度?
题 6-3 有一70MPa应力作用在FCC晶体的[001]方向上,求作用在(111)[101]和
(111)[110]滑移系上的分切应力。
题 6-4 若直径为5mm的单晶铝棒在沿棒轴[123]方向加40N的拉力时即开始滑移,求铝在
滑移时的临界分切应力。
题 6-5 有一BCC晶体的(110)[111试问在[001]和[010]]滑移系的临界分切应力为60MPa,
方向必须施加多少的应力才会产生滑移?
题 6-6 Zn单晶在拉伸之前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45°,拉伸后滑移方向与拉伸轴
的夹角为30°,求拉伸后的延伸率。
题 6-7 Mg单晶体的试样拉伸时,3个滑移方向与拉伸轴分别相交成38°、45°、85°,而基
面法线与拉伸轴相交成60°。如果在拉应力为2.05MPa时开始观察到塑性变形,则Mg的临界分切应力为多少?
题 6-8 Al单晶在室温时的临界分切应力?c?7.9?105Pa。若在室温下将铝单晶试样做拉
伸试验时,拉伸轴为[123]方向,试计算引起该样品屈服所需施加的应力。
题 6-9 如果沿FCC晶体的[110]方向拉伸,请写出可能起动的滑移系统。 题 6-10 请在Mg的晶胞图中画出任一对可能的双滑移系统,并标出具体指数。 题 6-11 证明取向因子的最大值为0.5(?max?0.5)。
题 6-12 将Al单晶制成拉伸试棒(其截面积为9mm2)进行室温拉伸,拉伸轴与[001]相交
成36.7°,与[011]相交成19.1°,与[111]相交成22.2°,开始屈服时载荷为20.4N,试确定主滑移系的分切应力。
题 6-13 MgO为NaCl型结构,其滑移面为{110},滑移方向为<110>,试问沿哪一方向拉伸
(或压缩)不会引起滑移?
题 6-14 一个交滑移系包括一个滑移方向和包含这个滑移方向的两个晶面,如BCC晶体的