材料科學(xué)基礎(chǔ)任課教師：付華FundamentalsofMaterialScience作業(yè)題答案1精選2021版課件緒論

1、材料科學(xué)主要研究的核心問(wèn)題是

結(jié)構(gòu)

和

性能

的關(guān)系。材料的結(jié)構(gòu)是理解和控制性能的中心環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)的最微細(xì)水平是

原子結(jié)構(gòu)

，第二個(gè)水平是

原子排列方式

，第三個(gè)水平是

顯微組織

。2.根據(jù)材料的性能特點(diǎn)和用途，材料分為

結(jié)構(gòu)材料

和

功能材料

兩大類(lèi)。根據(jù)原子之間的鍵合特點(diǎn)，材料分為

金屬

、

陶瓷(無(wú)機(jī)非金屬）

、

高分子

和復(fù)合材料四大類(lèi)。2精選2021版課件第一章材料的原子結(jié)構(gòu)

1.金屬材料中原子結(jié)合以

金屬

鍵為主，陶瓷材料（無(wú)機(jī)非金屬材料）以

共價(jià)鍵

和

離子鍵

結(jié)合鍵為主，聚合物材料以

共價(jià)鍵

和

氫鍵和范德華

鍵為主。3精選2021版課件第二章材料的結(jié)構(gòu)

一、填空題1、晶體是

基元（原子團(tuán)）以周期性重復(fù)方式在三維空間作有規(guī)則的排列的固體

。2、晶體與非晶體的最根本區(qū)別是

晶體原子排布長(zhǎng)程有序，而非晶體是長(zhǎng)程無(wú)序短程有序

。3、晶胞是

晶體結(jié)構(gòu)中的最小單位

。4、根據(jù)晶體的對(duì)稱(chēng)性，晶系有

3

大晶族，

7

大晶系，

14

種布拉菲Bravais點(diǎn)陣，

32

種點(diǎn)群，

230

種空間群。5、金屬常見(jiàn)的晶格類(lèi)型有

體心立方

、

面心立方

、

密排六方

。4精選2021版課件6、fcc晶體的最密排方向?yàn)?/p>

<110>

，最密排面為

{111}

，最密排面的堆垛順序?yàn)?/p>

ABCABCABCABC……

。7、fcc晶體的致密度為

0.74

，配位數(shù)為

12，原子在（111）面上的原子配位數(shù)為

6

。8、bcc晶體的最密排方向?yàn)?/p>

<111>

，最密排面為

{110}

，致密度為

0.68

，配位數(shù)為

8

。9、晶體的宏觀對(duì)稱(chēng)要素有

對(duì)稱(chēng)點(diǎn)、對(duì)稱(chēng)軸、對(duì)稱(chēng)面

。10、CsCl型結(jié)構(gòu)屬于

簡(jiǎn)單立方格子

，NaCl型結(jié)構(gòu)屬于

面心立方格子

，CaF2型結(jié)構(gòu)屬于

面心立方格子

。5精選2021版課件11、MgO晶體具有

NaCl型結(jié)構(gòu)，其對(duì)稱(chēng)型是3L44L36L29PC

，晶族是

高級(jí)晶族

，晶系是

立方晶系

，晶體的鍵型是

離子鍵

。12、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元是

硅氧四面體[SiO4]。13、幾種硅酸鹽晶體的絡(luò)陰離子分別為[Si2O7]6-、[Si2O6]4-、[Si4O10]4-、[AlSi3O8]1-，它們的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型分別為

組群狀

，

鏈狀

，

層狀

，和

架狀

。14、表征晶體中晶向和晶面的方法有

解析法

和

圖示

法。（晶體投影圖）

6精選2021版課件二、分析計(jì)算

1、（2-3）（1）晶面A在x、y、z軸上的截距分別是2a、3b和6c，求該晶面的米勒指數(shù)；（2）晶面B在x、y、z軸上的截距分別是a/3、b/2和c，求該晶面的米勒指數(shù)。

所以晶面指數(shù)為（321）（2）截距倒數(shù)為：3，2，1；晶面指數(shù)為（321）7精選2021版課件2\P89，2－4：OXYZ8精選2021版課件P89，2－4：9精選2021版課件10精選2021版課件11精選2021版課件12精選2021版課件13精選2021版課件思考?。。?11｝上的特征晶向

（111）與<110><112>的關(guān)系14精選2021版課件3、寫(xiě)出立方晶系中晶面族｛100｝、｛110｝、｛111｝包含的等價(jià)晶面。寫(xiě)出<112>晶向族包含的等價(jià)晶向。{100}=（100)+(010)+(001)15精選2021版課件4、（2-9）4、（2-9）求（1）晶面（121）和（100）的晶帶軸指數(shù)；晶面（100）和（010）的晶帶軸指數(shù)；（2）晶向[001]和[111]確定的晶面指數(shù)；包含[010]和[100]晶向的晶面指數(shù)。

16精選2021版課件4、（2-9）17精選2021版課件5、(2-11)（1）a≠b≠c、α=β=γ=90°的晶體屬于什么晶族和晶系？（2）a≠b≠c、α≠β≠γ=90°的晶體屬于什么晶族和晶系？（3）能否據(jù)此確定這2種晶體的Bravis點(diǎn)陣？

(1)屬于正交晶系，由題中條件不能決定是什么布拉菲點(diǎn)陣，因?yàn)檎痪悼梢杂畜w心、面心、底心和簡(jiǎn)單正交點(diǎn)陣。（2）屬于三斜晶系，因?yàn)槿本抵挥幸环N簡(jiǎn)單點(diǎn)陣，可以確定布拉菲點(diǎn)陣是三斜點(diǎn)陣。18精選2021版課件6、Ni為面心立方結(jié)構(gòu)，原子半徑r=0.1243nm，求Ni的晶格常數(shù)和密度。解：面心立方結(jié)構(gòu)在面對(duì)角線上原子相切，所以，代入條件可得，19精選2021版課件7、Mo為體心立方結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)a=0.3147nm，求Mo的原子半徑r。解：體心立方結(jié)構(gòu)在體對(duì)角線上原子相切，所以，20精選2021版課件8\2-15:CsCl中銫與氯的離子半徑分別為0.167nm、0.181nm。試問(wèn)（1）在CsCl內(nèi)離子在<100>或<111>方向是否相接觸？（2）每單位晶胞內(nèi)有幾個(gè)離子？（3）各離子的配位數(shù)是多少？（4）密度ρ和

堆積系數(shù)（致密度）K？

（1）CsCl內(nèi)離子在<111>方向相接觸.（2）每單位晶胞內(nèi)有2個(gè)離子;（3）Cs+和Cl-離子的配位數(shù)是8.[CsCl8]或[ClCs8]配位六面體。21精選2021版課件（4）對(duì)CsCl晶體，晶體結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)單立方，晶胞中含有一個(gè)正離子一個(gè)負(fù)離子，沿體對(duì)角線正負(fù)離子相切:a=0.4018nm22精選2021版課件CsCl的密度ρ(4)CsCl的分子量為:(35.453+132.905)=168.358，阿佛加得羅常數(shù)是6.0238×1023;每個(gè)CsCl分子的質(zhì)量A為：

168.358/(6.0238×1023)CsCl結(jié)構(gòu)：z=123精選2021版課件9\2-16:MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)。Mg2+的離子半徑為0.072nm，O2-的離子半徑為0.140nm。

試求MgO的密度ρ和堆積系數(shù)（致密度）K。

解：MgO結(jié)構(gòu)為面心立方24精選2021版課件25精選2021版課件解：MgO結(jié)構(gòu)為面心立方，晶胞中有四個(gè)正離子和四個(gè)負(fù)離子，沿棱邊方向正負(fù)離子相切:26精選2021版課件MgO的密度ρ

MgO的分子量為（24.305+15.999）40.30，阿佛加得羅常數(shù)是6.0238×1023，每個(gè)MgO

分子的質(zhì)量A為：40.30/(6.0238×1023)。MgO結(jié)構(gòu)：z=427精選2021版課件10\2-24:第一種，橄欖石MgFe2[SiO4],Si:O=1:4，島狀，共頂數(shù)為0；第二種:異極礦Zn4[Si2O7](OH)2，共頂數(shù)一個(gè)，成對(duì)硅氧團(tuán)，組群狀；第三種：藍(lán)錐礦BaTi[Si3O9]Si:O=1：3，共頂數(shù)為兩個(gè)，組群狀；三節(jié)環(huán)；第四種：綠寶石Be3Al2[Si6O18],Si:O=1:3，組群狀；六節(jié)環(huán)；第五種：硅灰石Ca3[Si3O9]三節(jié)環(huán)，組群狀；第六種：魚(yú)眼石KCa4[Si4O10]2F·8H2O,Si:O=4：10，層狀；第七種:鈣長(zhǎng)石Ca[Al2Si2O8],Si(Al):O=1:2，架狀。第八種：白榴石

K[AlSi2O6],Si(Al):O=1:2，架狀。

28精選2021版課件第三章晶體結(jié)構(gòu)缺陷P116一、填空題1、按幾何組態(tài)，晶體中的缺陷分為

點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷和體缺陷。2、點(diǎn)缺陷主要包括

空位、間隙原子、置換原子

；線缺陷有

位錯(cuò)

；面缺陷包括

晶界、相界、表面

等。3、描述位錯(cuò)性質(zhì)及特征的是

柏氏矢量b

。4、位錯(cuò)的類(lèi)型有

刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)

和

混合位錯(cuò)

。5、位錯(cuò)線與柏氏矢量垂直的位錯(cuò)為

刃位錯(cuò)

，位錯(cuò)線與柏氏矢量平行的位錯(cuò)稱(chēng)為

螺位錯(cuò)

。29精選2021版課件6、位錯(cuò)的基本運(yùn)動(dòng)方式有

滑移

和

攀移

。7、

刃位錯(cuò)

可以滑移和攀移，

螺位錯(cuò)

可以滑移而不攀移，能進(jìn)行交滑移的位錯(cuò)必然是

螺位錯(cuò)

。8、位錯(cuò)滑移一般沿著晶體的

密排（面）和

密排（方向）進(jìn)行。9、柏氏矢量實(shí)際上反應(yīng)了位錯(cuò)線周?chē)鷧^(qū)域

晶格畸變

的大小和方向。10、兩平行同號(hào)螺位錯(cuò)間的作用力為

斥力

（引力或斥力？）。30精選2021版課件11、全位錯(cuò)是柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)

；不全位錯(cuò)是柏氏矢量不等于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)

。12、面心立方晶體的不全位錯(cuò)類(lèi)型主要有Shockley不全位錯(cuò)

和

Franker不全位錯(cuò)

，柏氏矢量分別為b=a/6<112>

，

b=a/3<111>

。只能發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)是

Franker不全位錯(cuò)。13、位錯(cuò)間轉(zhuǎn)化（位錯(cuò)反應(yīng)）要滿(mǎn)足的條件有幾何條件：柏氏矢量守恒

和能量條件：反應(yīng)后位錯(cuò)的總能量降低

。14、兩個(gè)不全位錯(cuò)夾一片層錯(cuò)的位錯(cuò)稱(chēng)為

擴(kuò)展

位錯(cuò)。31精選2021版課件二、分析題1、（3-6）畫(huà)一個(gè)方形位錯(cuò)環(huán)，（1）在此平面上畫(huà)出柏氏矢量，使其平行于位錯(cuò)環(huán)的其中一邊，任意選擇并畫(huà)出位錯(cuò)線方向，據(jù)此指出位錯(cuò)環(huán)各段的性質(zhì)。（2）能否使該位錯(cuò)環(huán)處處為刃位錯(cuò)？（3）能否使該位錯(cuò)環(huán)處處為螺位錯(cuò)？32精選2021版課件3-633精選2021版課件2、在滑移面上有一位錯(cuò)環(huán)，柏氏矢量為b，位錯(cuò)環(huán)的方向和柏氏矢量的方向如圖所示。（1）指出位錯(cuò)環(huán)各段的性質(zhì)。（2）能否使該位錯(cuò)環(huán)處處為刃位錯(cuò)？（3）能否使該位錯(cuò)環(huán)處處為螺位錯(cuò)？（4）該位錯(cuò)環(huán)滑移出晶體后，晶體有怎樣的滑動(dòng)（大小和方向）？34精選2021版課件35精選2021版課件3、（3-11）試分析在fcc中，下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行?并指出其中三個(gè)位錯(cuò)的性質(zhì)類(lèi)型？反應(yīng)后生成的新位錯(cuò)能否在滑移面上運(yùn)動(dòng)？36精選2021版課件3-11幾何條件：能量條件：shockley不全位錯(cuò)Franker不全位錯(cuò)全位錯(cuò)37精選2021版課件b=a/3<111>和｛111｝面垂直。純?nèi)形诲e(cuò)。b垂直于滑移面，不是fcc晶體的滑移方向，不能滑移，只可攀移。shockley不全位錯(cuò)Franker不全位錯(cuò)全位錯(cuò)38精選2021版課件4、（3-8）比較刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)的異同點(diǎn)。39精選2021版課件刃型位錯(cuò)與螺型位錯(cuò)有什么異同點(diǎn)?40精選2021版課件第四章晶態(tài)固體中的擴(kuò)散

一、填空題1、菲克第一定律描述的是

穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散

狀態(tài)下的擴(kuò)散規(guī)律；菲克第二定律描述的是

非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散狀態(tài)下的擴(kuò)散規(guī)律。2、穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于給定方向的單位面積的凈原子數(shù)（擴(kuò)散通量/濃度）不隨時(shí)間變化

；非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散是指

單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于給定方向的單位面積的凈原子數(shù)（擴(kuò)散通量/濃度）隨時(shí)間變化。41精選2021版課件3、Fick擴(kuò)散第二方程的高斯解適合求解總量為M的擴(kuò)散元素沉積為一薄層擴(kuò)散問(wèn)題；Fick擴(kuò)散第二方程的誤差函數(shù)解適合求解

無(wú)限長(zhǎng)棒（擴(kuò)散偶）或半無(wú)限長(zhǎng)棒的擴(kuò)散問(wèn)題。4、擴(kuò)散的微觀機(jī)理有

空位擴(kuò)散

、

間隙擴(kuò)散、位錯(cuò)擴(kuò)散、表面擴(kuò)散、晶界擴(kuò)散

等。5、空位擴(kuò)散的阻力比間隙擴(kuò)散

大

，激活能

高。42精選2021版課件6、在表面擴(kuò)散、晶界擴(kuò)散、體擴(kuò)散、位錯(cuò)擴(kuò)散方式中，擴(kuò)散系數(shù)D最大的是

表面擴(kuò)散

。7、在間隙固溶體中，H、O、C等原子以

間隙擴(kuò)撒機(jī)制

方式擴(kuò)散。8、Cu-Al合金和Cu組成的擴(kuò)散偶發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)，標(biāo)記向Cu-Al合金一側(cè)漂移，則

Al

的擴(kuò)散通量大。43精選2021版課件9、上坡擴(kuò)散是指

物質(zhì)從低濃度向高濃度處聚集的反向擴(kuò)散。10、擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是

化學(xué)位梯度

。11、伴隨有反應(yīng)的擴(kuò)散稱(chēng)為

反應(yīng)擴(kuò)散

。44精選2021版課件二、計(jì)算題

（4-1）含0.85%C的普碳鋼加熱到900℃在空氣中保溫1小時(shí)后外層碳濃度降到零。(a)推導(dǎo)脫碳擴(kuò)散方程的解，假定t>0時(shí)，x=0處，ρ=0。(b)假如要求零件外層的碳濃度為0.8%，表面應(yīng)車(chē)去多少深度？（900℃時(shí)，Dcγ=1.1×10-7cm2/s）45精選2021版課件解：（1）X=5.3×10-4m=0.53mmt=1h=3600sDcγ=1.1×10-7cm2/s（2）46精選2021版課件（4-3）20鋼在930℃滲碳，表面碳濃度達(dá)到奧氏體中碳的飽和濃度Cs=1.4%，此時(shí)Dcγ=3.6×10-2mm2/h，若滲層深度定為從表面到碳含量0.4%的位置，求滲層深度與時(shí)間的關(guān)系。47精選2021版課件4-30.4=1.4-(1.4-0.2)erf(β)erf(β)=0.83β=0.97解：可以用半無(wú)限長(zhǎng)棒的擴(kuò)散來(lái)解：x,t??Cs=1.4%,C0=0.2%,C=0.4%,D=3.6×10-2mm2/h48精選2021版課件(t:s)49精選2021版課件（4-7）870℃滲碳與927℃滲碳相比較，優(yōu)點(diǎn)是熱處理產(chǎn)品晶粒細(xì)小，淬火后變形小。若已知D0=2.0×10-5m2/s，Q=140KJ/mol，求：（1）在上兩溫度下，碳在γ鐵中的擴(kuò)散系數(shù)。（2）若忽略不同溫度下碳在γ鐵中的溶解度差別，870℃滲碳需用多少時(shí)間才能獲得927℃滲碳10小時(shí)的滲層厚度？50精選2021版課件4-7T1=870℃=1143K,T2=927℃=1200KD0=2.0×10-5m2/s,Q’=140kJ/mol=14×104J/molD1＝D0e－Q’/RT=2.0×10-5exp(-14×104/8.314×1143)=0.82×10-11(m2/s)D2＝D0e－Q’/RT=2.0×10-5exp(-14×104/8.314×1200)=1.61×10-11(m2/s)51精選2021版課件（4-9）純鐵滲硼，900℃4h生成的Fe2B層厚度為0.068mm，960℃4h為0.14mm，假定Fe2B的生長(zhǎng)受擴(kuò)散速度的控制，求硼原子在Fe2B中的擴(kuò)散激活能Q。52精選2021版課件4-9D＝D0e－Q’/RTT1=900℃=1173K,t1=4h,x1=0.068mmT2=960℃=1233K,t2=4h,x2=0.14mmQ?Q=2.9×105J/mol53精選2021版課件第五章相與相平衡一、填空題

1.組元是組成材料最基本的、獨(dú)立存在的物質(zhì)，組元一般是化學(xué)元素或化合物。2.相是

系統(tǒng)中成分、結(jié)構(gòu)相同，性能一致的均勻組成部分，不同相之間有界面分開(kāi)，相界處物質(zhì)的性能發(fā)生突變。相平衡是指各相的

化學(xué)熱力學(xué)平衡。3.組織是

由各種不同形貌及含量的相或組元所構(gòu)成的微觀圖像。

。平衡凝固是指

極其緩慢

冷卻條件下的凝固。54精選2021版課件4.在二元系合金相圖中，杠桿法則只能用于

兩

相區(qū)。5.根據(jù)滲碳體的形狀，鋼中珠光體分為

片狀珠光體

和

球狀珠光體

兩種。6.根據(jù)含碳量，鋼分類(lèi)為

亞共析鋼

、

共析鋼

和

過(guò)共析

鋼。隨著碳含量的增加，鋼的硬度和塑性的變化規(guī)律是

硬度提高，塑性下降

。55精選2021版課件7.在三元系濃度三角形中，凡成分位于

過(guò)一頂點(diǎn)直線

上的合金，它們含有另兩個(gè)頂角所代表的兩組元含量之比相等。平行于一邊的任一直線上的合金，其成分共性為

含這個(gè)邊對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)的組元含量均相等

。8.根據(jù)三元相圖的垂直截面圖，可以分析

合金的凝固過(guò)程

。56精選2021版課件9.根據(jù)三元相圖的水平（等溫）截面圖，可以

用杠桿法則計(jì)算各相的相對(duì)量。10.二元合金相圖三相平衡轉(zhuǎn)變的類(lèi)型主要有

共晶（析）反應(yīng)和

包晶（析）反應(yīng)

。三元合金相圖四相平衡轉(zhuǎn)變的類(lèi)型主要有

共晶反應(yīng)

，

包共晶反應(yīng)和

包晶反應(yīng)

。57精選2021版課件二、改錯(cuò)題

1.指出下列相圖中的錯(cuò)誤，說(shuō)明原因并加以改正，畫(huà)出正確的相圖。58精選2021版課件59精選2021版課件2.（5-6）指出相圖中的錯(cuò)誤，說(shuō)明理由并改正。60精選2021版課件5-6:61精選2021版課件三、分析計(jì)算

1.下圖為A-B固溶體合金的相圖，試根據(jù)相圖確定：(a)成分為ω(B)=40%的合金首先凝固出來(lái)的固溶體成分；(b)若首先凝固出來(lái)的固溶體成分含60%B，合金的成分為多少？(c)成分為70%B的合金最后凝固的液體成分；(d)合金成分為50%B，凝固到某溫度時(shí)液相含有40%B，固體含有80%B，此時(shí)液體和固體各占多少分?jǐn)?shù)？62精選2021版課件(a)成分為ω(B)=40%的合金首先凝固出來(lái)的固溶體成分；(a)80%b。(b)若首先凝固出來(lái)的固溶體成分含60%B，合金的成分為多少？（b）20%b(c)成分為70%B的合金最后凝固的液體成分；（c）25%b。63精選2021版課件L%=(80-50)/(80-40)=75%α%=(50-40)/(80-40)=25%(d)合金成分為50%B，凝固到某溫度時(shí)液相含有40%B，固體含有80%B，此時(shí)液體和固體各占多少分?jǐn)?shù)？64精選2021版課件2.（5-3）畫(huà)出Pb-Sn相圖，標(biāo)出各相區(qū)存在的組織，指出組織中含βⅡ最多和最少的合金成分，指出共晶體最多和最少的合金成分。65精選2021版課件5-3:含βII最多的成分：C點(diǎn)。最少為f點(diǎn)。共晶體最多：成分e點(diǎn)。共晶體最少：c點(diǎn)以左，d點(diǎn)以右。66精選2021版課件3.（5-4）根據(jù)Pb-Sn相圖，說(shuō)明ω(Sn)=30%的Pb-Sn合金在下列溫度時(shí)，其組織中存在哪些相，并求相的相對(duì)含量。（1）高于300℃；（2）剛冷至183℃，共晶轉(zhuǎn)變尚未開(kāi)始；（3）在183℃共晶轉(zhuǎn)變完畢；（4）冷到室溫。67精選2021版課件（1）300℃以上：液相L（2）183℃，未共晶轉(zhuǎn)變：液相L＋αL%=cx/ec=(30-19)/(61.9-19)=25.6%α%=ex/ec=(61.9-30)/(61.9-19)=74.4%X5-4：68精選2021版課件X（3）183℃，共晶轉(zhuǎn)變完：相α＋β組織：α＋（α＋β）

α%=ex/ec=(61.9-30)/(61.9-19)=74.4%（α＋β）％＝L%=cx/ec=(30-19)/(61.9-19)=25.6%相α＋β（總）

α%=dx/cd=(97.5-30)/(97.5-19)=86.0%

β%=xc/cd==(30-19)/(97.5-19)=14.0%69精選2021版課件X（α＋β）

α%=ed/cd=(97.5-61.9)/(97.5-19)=45.3%

β%=ce/cd=(61.9-19)/(97.5-19)=54.7%總：

α%=25.6%×45.3%+74.4%=86.0%

β%=25.6%×54.7%=14.0%(4)室溫相：α＋β

α%=x’g/fg

β%=fx’/fg70精選2021版課件4.（5-7）畫(huà)出簡(jiǎn)易的鐵碳相圖，（1）指出PSK、ECF各點(diǎn)成分、各線的反應(yīng)特征及反應(yīng)式；（2）標(biāo)出各相區(qū)的相組成物；（3）標(biāo)出各相區(qū)的組織組成物。71精選2021版課件5－772精選2021版課件73精選2021版課件5－8亞共析鋼組織：F+P0.2%C:P%＝P4/PS=0.2/0.77=26%F%=74%0.6%C:P%＝0.6/0.77=78%F%=22%74精選2021版課件5－8相：

＋Fe3C0.2%C:

%＝(6.69-0.2)/6.69=97%Fe3C%=0.2/6.69=3%0.6%C:Fe3C%＝0.6/6.69=9%F%=91%75精選2021版課件1.0%C:組織P＋Fe3CII：

P%=AK/SK=(6.69-1.0)/(6.69-0.77)=96%

Fe3CII%=SA/SK=(1.0-0.77)/(6.69-0.77)=4%76精選2021版課件相：

＋Fe3C1.0%C:Fe3C%＝1.0/6.69=15%F%=85%77精選2021版課件5-9:78精選2021版課件組織:P＋Fe3CII＋Ld’:

Ld’%=(3.5-2.11)/(4.3-2.11)=63.5%A=36.5%

Fe3CII%=(2.11-0.77)/(6.69-0.77)×36.5%=8.3%

P%=36.5-8.3=28.2%組織轉(zhuǎn)變LL＋AA＋LdA＋Fe3CII＋LdP＋Fe3CII＋Ld’79精選2021版課件組織轉(zhuǎn)變LL＋AA＋LdA＋Fe3CII＋LdP＋Fe3CII＋Ld’相：

＋Fe3C3.5%C:Fe3C%＝3.5/6.69=52.3%F%=47.7%80精選2021版課件組織轉(zhuǎn)變LL+Fe3CIFe3CI+LdFe3CI+Ld’

組織:Fe3CI＋Ld’:

Ld’%=(6.69-4.5)/(6.69-4.3)=91.6%

Fe3CI%=(4.5-4.3)/(6.69-4.3)=8.4%81精選2021版課件相：

＋Fe3C4.5%C:Fe3C%＝4.5/6.69=67%F%=33%82精選2021版課件6.如下相圖：（1）該相圖的組元是什么？（2）標(biāo)出所有相區(qū)的組成相。（3）指出該相圖中有何特征反應(yīng)，寫(xiě)出反應(yīng)式。（4）指出含80%的Al2O3時(shí)的室溫平衡組織，并計(jì)算組織組成物的相對(duì)含量。83精選2021版課件(1)組元為：Al2O3，ZrO2；(2)標(biāo)注如圖：(3)特征反應(yīng)：共晶反應(yīng)84精選2021版課件(4)含80%的Al2O3時(shí)(20%ZrO2)室溫平衡組織：Al2O3+（Al2O3+ZrO2）Al2O3%=(42.6-20)/42.6=53%（Al2O3+ZrO2）%=20/42.6=47%85精選2021版課件7.下圖為使用高純?cè)显诿芊鈼l件下的Al2O3—SiO2相圖，A3S2（3Al2O3·2SiO2）為莫來(lái)石固溶體，共晶成分E1點(diǎn)為10wt%Al2O3，含60%摩爾分?jǐn)?shù)Al2O3的A3S2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%。要求：（1）填寫(xiě)空白相區(qū)的相組成。（2）寫(xiě)出2個(gè)水平反應(yīng)線的反應(yīng)，并指出反應(yīng)類(lèi)型。86精選2021版課件E1:共晶反應(yīng)

E2:共晶反應(yīng)87精選2021版課件（3）一種由SiO2-30%Al2O3(wt%)構(gòu)成的耐高溫材料，分析其平衡凝固后的室溫組織是什么，并計(jì)算組織組成物的含量。該材料能否用來(lái)盛裝熔融態(tài)的鋼（1600℃）？在此情況下有多少百分率的耐熱材料會(huì)熔化？88精選2021版課件（3）SiO2-30%Al2O3(wt%)材料，平衡凝固后的室溫組織：A3S2+（A3S2+SiO2）A3S2%=(30-10)/(75-10)=30.8%（A3S2+SiO2）%=(75-30)/(75-10)=69.2%不能盛裝熔融態(tài)的鋼（1600℃），會(huì)熔化。有69.2%的耐熱材料會(huì)熔化。

89精選2021版課件8.（5-14）下圖為A-B-C三元共晶相圖的投影圖，指出n1、n2、n3(E)、n4點(diǎn)從液態(tài)平衡冷卻結(jié)晶的室溫相和組織組成物，并分別計(jì)算相和組織的相對(duì)含量。90精選2021版課件5-14組織組成物：n1：A+(A+B+C)n2：B+(B+C)+(A+B+C)n3：(A+B+C)n4：(A+B)+(A+B+C)相組成物：A+B+C91精選2021版課件5-14n1：相組成物：A+B+C92精選2021版課件5-14n1：組織組成物：A+(A+B+C)93精選2021版課件5-14n2相組成物：A+B+C94精選2021版課件5-14n2組織組成物：B+(B+C)+(A+B+C)95精選2021版課件n3相組成物：A+B+C5-14組織組成物：n3：(A+B+C)100%96精選2021版課件n45-14相組成物：A+B+C組織組成物：(A+B)+(A+B+C)97精選2021版課件9.下圖為某三元相圖投影圖上3條液相單變量線及其溫度走向，判斷四相平衡反應(yīng)類(lèi)型，寫(xiě)出反應(yīng)式。共晶反應(yīng)

包共晶反應(yīng)包晶反應(yīng)98精選2021版課件10.下圖是MgO-Al2O3-SiO2三元系相圖的平面投影圖及局部放大圖，寫(xiě)出四相平衡點(diǎn)處代表的反應(yīng)特征及反應(yīng)式。99精選2021版課件第六章材料的凝固

1、凝固過(guò)程包括形核和長(zhǎng)大2個(gè)過(guò)程。2、材料的凝固的驅(qū)動(dòng)力是液固相變自由能差，阻力是界面能。3、凝固形核的方式有均勻形核和非均勻形核，其中非均勻形核的臨界形核功較小。4、均勻形核時(shí)液、固兩相自由能差只能補(bǔ)償表面能的（2/3），其他靠系統(tǒng)中的（能量起伏）補(bǔ)償。100精選2021版課件5、液/固界面的微觀結(jié)構(gòu)分為粗糙界面和光滑界面。6、在正溫度梯度下