材料科学基础答案(5)

7．答：

不同成分过冷程度的三个区域

Ⅰ区无成分过冷时，晶体以平面方式长大； Ⅱ区存在小的成分过冷时，晶体以胞状方式长大；

Ⅲ区存在很大的成分过冷度时，晶体以树枝状方式长大。

8．答：主要取决于两个因素：共晶中两相的相对量(体积分数)及相间界面能。 ①共晶中两组成相的相对量。如棒间或片间中心距相同，且两相中的一相体积小于27.6%时，有利于形成棒状共晶，反之有利于形成层片状共晶。

②共晶中两组成相的单位面积界面能。当共晶中一相体积分数在27.6%以下时，就要看降低界面积还是降低单位面积界面能更有利于降低体系的能量。若为前者，有利于形成棒状共晶；若为后者，有利于形成层片状共晶。

9．答：（1）表层细晶区：当高温液态金属注入锭模后，由于模壁温度低，与模壁接触的溶液受到急冷，产生很大的ΔT，这样在最外层形成大量的晶核；同时模壁的凹凸不平可作为非自发形核的基底对形核也有促进作用。因此，在靠近模壁的溶液中，形成大量的晶核并向各向生长，很快彼此相遇，形成一薄层很细的等轴晶粒。

（2）柱状晶区：随着细晶区的形成和内部热量的向外传递，使模壁表面温度逐渐升高，在铸锭内部形成一定的温度梯度，这样在细晶区的基础上部分晶轴不与模壁垂直的晶粒长大到一定程度，遇到其他晶粒而不再长大，而晶轴与模壁垂直的那些晶粒向里生长形成彼此平行，粗大而致密的柱状晶区。

（3）中心等轴晶区：随着柱状晶的发展，温度梯度变小，但由于液－固界面前沿的液相中溶质原子的富集，形成了成分过冷区。当铸锭内四周的柱状晶都向锭心发展并达到一定位置时，由于成分过冷增大，使铸锭心部溶液都处于过冷状态，都达到非均匀形核的过冷度，便开始形成许多晶核，沿着各个方向均匀生长，阻碍了柱状晶区的发展，形成中心等轴晶区。

10． (1) 铁素体与奥氏体的根本区别在于溶碳量不同，前者少而后者多。

答：不对，主要是结构不同。铁素体为体心立方晶格，其溶碳能力很低，铁素体组织为多边形晶粒；奥氏体为面心立方晶格，其溶碳能力比铁素体高，奥氏体组织也是不规则多面体晶粒，但晶界较直 (2) 727℃是铁素体与奥氏体的同素异构转变温度。

答：不对，铁素体与奥氏体是固溶体，不是元素。912℃是α铁和γ铁的同素异构转变温度；727℃是发生共析转变的温度。

(3) Fe-Fe3C相图上的G点是α相与γ相的同素异构转变温度。

答：不对，G点是α铁和γ铁的同素异构转变温度，α相与γ相不是元素。 (4) 在平衡结晶条件下，无论何种成分的碳钢所形成的奥氏体都是包晶转变产物。

答：不对，只有位于包晶线上的碳钢所形成的奥氏体才是包晶转变产物。 (5) 在Fe-Fe3C系合金中，只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳体存在。 答：不对，亚共晶白口铸铁的平衡结晶产物初晶γ和共晶γ的成分沿固相线ES变化，发生脱溶转变也会析出Fe3CⅡ。

(6) 在Fe-Fe3C系合金中，只有含碳量低于0.0218%的合金，平衡结晶的组织中才有三次渗碳体存在。

答：不对，在Fe-Fe3C系合金中，所有发生共析转变的合金，在随温度下降时都会从α中析出三次渗碳体。

(7) Fe-Fe3C相图中的GS线也是碳在奥氏体中的溶解度曲线。 答：对，ES线是碳在奥氏体中的溶解度曲线。

(8) 凡是碳钢的平

衡结晶过程都具

有共析转变，而没有共晶转变；相反，对于铸铁则只有共晶转变而没有共析转变。

答：前者对，后者不对，铸铁不但有共晶转变也有共析转变。

11．答：

1496℃ 1494℃ 912℃ 750℃ 725℃

20℃

12．

答：0.6％

0.77％

1.2％

4.3%

②20%A：

13．答：①

45%A： 80%A：

14．答：①

②设合金成分为x

Wα=（75- x）/（75-15）×100﹪=50﹪ x=45﹪B

15．答：0.6％室温组织： 相：

0.77%

室温组织：100％P 相：

Wα = (6.69-0.77)/(6.69-0.0008) ×100％=88.5％ WFe3C =1- Wα= 11.5 ％

1.2%

室温组织： 相：

4.3%

室温组织：100%低温莱氏体（L′e ） 相：

16答：

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