固態(tài)相變整理資料

1、11、 在1127C某碳?xì)錃怏w被通入到一低碳鋼管 管長1m ,管內(nèi)徑8 mm ,外徑12 mm .管外保持為純氫氣氛, 有可能使管外外表的碳活度降低到最低限度. 假設(shè)在碳?xì)錃怏w中的碳活度是很高的, 以致于在氣氛中有固體顆粒碳. ：在1127C時,碳的擴(kuò)散系數(shù)為 D = 6 X 10-6cm2/s.試計算通碳?xì)錃怏w 100小時后,會有多少碳擴(kuò)散到管的外 面來 ? 212、 有一容器,其外層是低碳鋼,里層為不銹鋼.里層的厚度是外層的1/100.現(xiàn)容器內(nèi)充有氫氣.：在試驗溫度下,低碳鋼為a相,不銹鋼為丫相；在這溫度下氫氣在a、丫兩相界面處的重量百分濃度分別為Ca=0.00028% , CY =0.0

2、0045% ;并假設(shè)在試驗溫度下,D"=100 D Y.試問哪一層對阻止氫氣的向外擴(kuò)散起了決定性作用 ? 213、 某低合金過共析鋼含0.9%C被加熱到800 C,形成了奧氏體組織, 然后被快速冷卻到 A溫度以下保溫, 直到完全轉(zhuǎn)變成珠光體組織.由于是過共析鋼,所以在珠光體轉(zhuǎn)變前有自由滲碳體析出,會沿著晶界析出一層厚的滲碳體,損害鋼的性能.：在550C、650 C珠光體轉(zhuǎn)變完成時間分別為10秒和10分鐘.試計算在550C轉(zhuǎn)變的危害性大,還是 650C時轉(zhuǎn)變的危害性大？ 314、 一種沒有合金化的具有粗大片狀石墨的灰口鑄鐵,以相當(dāng)緩慢的冷卻速率通過A1 溫度.發(fā)現(xiàn)其組織特點 為：金屬基

3、體相主要是珠光體,但是每一片石墨都被一層先共析鐵素體包圍.假設(shè)通過試驗已經(jīng)知道,需要作為珠光體形核核心的滲碳體,直到710C還不可能形成,另一方面,鐵素體卻很容易形核,如果冷卻速率為1K / min.取 C 的擴(kuò)散系數(shù)為Da =0.02exp - Q / RT ,Q=83600 J / mol.計算一下會形成多厚的鐵素體層.作為近似計算,可認(rèn)為是在中間溫度區(qū)間的一個等溫反響過程.如果是球狀石墨周圍形成了所謂的牛眼狀鐵素體如題14圖,在放大 500倍條件下,經(jīng)測量鐵素體平均厚度為 6.5mm,在以上條件下,試估算其冷卻速率.315、 為防止鎳和鉭直接反響,在鎳和鉭片中間插入一層厚0.05cm的M

4、gO,如題15圖所示.在1400C時,Ni 離子將通過 MgO 層向鉭片擴(kuò)散,試計算 Ni 離子每秒的擴(kuò)散量.Ni離子在MgO中的擴(kuò)散系數(shù)為9X 10-12 cm2 / s,在1400C時,Ni的點陣常數(shù)是3.6X 10-8 cm.416、 直徑 3cm、長 10cm 管子,一端裝有濃度為 0.5 X 1020atoms/cm3 的氮N和 0.5 X 1020atoms/cm3 的氫H, 另一端裝有1.0 X 1018atoms/cm3的氮和1.0X 1018atoms/cm3的氫,中間用一體心立方結(jié)構(gòu)的鐵膜片隔開,如題16圖所示.氣體不斷地引入這管子以保證氮和氫的濃度為常數(shù).整個系統(tǒng)都是在7

5、00 C下進(jìn)行.系統(tǒng)設(shè)計要求每小時擴(kuò)散通過該膜片的氮不超過1%,而允許90%的氫通過該膜片.試設(shè)計該膜片的厚度.：在700 C的體心立方晶體鐵中,N原子的擴(kuò)散系數(shù) D=3.64X 10 7 cm2/s,氫原子的擴(kuò)散系數(shù) D=1.86 X 10 cm2/s. 517、 設(shè)計一厚度為2cm儲存氫氣的球罐.要求每年由于擴(kuò)散損失的氫氣小于50kg,球罐的溫度保持在 500C. 球罐可用鎳、鋁、銅、鐵金屬來制造,氫氣在這些金屬中的擴(kuò)散參數(shù)和用鎳、鋁、銅、鐵金屬來制造球罐的本錢如表所示 618、一共析碳素鋼在 A1 溫度于濕氫中進(jìn)行脫碳處理,在鋼的外表會形成一鐵素體層.該鐵素體層將以一定速率增厚,增厚的速

6、度由通過外表鐵素體層的碳擴(kuò)散速率來限制的.取擴(kuò)散系數(shù)D “ = 3.6 X 10-7 cm2/s.試分別用穩(wěn)態(tài)近似法和 Wagner 方法計算,外表鐵素體層長到 1mm 厚需要多長時間 ? 819、 含有0.3%C和1%AI的鋼,淬火后進(jìn)行回火,然后在550C氮化處理25小時.如果氮在a -Fe中的溶解度為 ln% N 1.009 1580 / T .問氮化層有多厚 ? 820、在緩慢冷卻過程中,亞共析鋼中已產(chǎn)生了鐵素體和珠光體交替隔開的帶狀組織,為消除這種帶狀組織,需要進(jìn)行擴(kuò)散退火.由實驗知,厚度為 25mm的鋼板在900C進(jìn)行擴(kuò)散處理,大約兩天就夠了.如果把這種鋼板進(jìn)一 步軋制成5mm厚的

7、鋼板,并在1200 C進(jìn)行擴(kuò)散,問：需要處理多長時間才能得到與前面同樣的效果？ 921、 碳素鋼的魏氏組織是在較快冷卻速度下得到的組織.但是這種組織首先是在含有10%Ni 的隕石中發(fā)現(xiàn)的,隕石中片狀組織的厚度可到達(dá) 5mm,估算一下隕石必須具有多快的冷卻速度,才能形成這種組織？計算時使用以下數(shù)據(jù)：如碳素鋼以100K/s的冷速,可以得到 2 m厚度的鐵素體.922、在銀的外表已經(jīng)沉積了一層銀的放射性元素,然后將整個系統(tǒng)進(jìn)行退火,放射性元素將要擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)部.為了使深度為L的地方得到最高的放射性元素,必須中止退火工藝.如在試樣外表沉積了m居里/cm2的放射性元素,計算在L處的最高濃度是多少 ？(9)

8、23、 在奧氏體中硼(B)的含量對鋼的淬透性有很大的影響,即使只有0.001%的含量,對奧氏體轉(zhuǎn)變還有明顯的作用.假定在鋼的外表涂了一層硼,其量為1mg/cm2.把鋼加熱到900C,保溫15分鐘進(jìn)行奧氏體化,這時硼要向里面擴(kuò)散.：硼的密度為2.34g/cm3,硼在丫 -Fe中的擴(kuò)散系數(shù)尚未測定,假設(shè)硼是碳在丫-Fe中擴(kuò)散系數(shù)的1/10,設(shè)碳在丫 -Fe中擴(kuò)散系數(shù)為 DY = D°exp( - Q/RT),其中D.= 0.372 cm 2/s, Q=148000 J/mol.問硼對奧氏體轉(zhuǎn) 變發(fā)生影響的外表層有多厚 ?(10)24、 通過把一塊相當(dāng)薄的 A板夾在兩塊厚的 B板中熱軋,制

9、成一種復(fù)合板.如果在A板外表染上了一種物質(zhì) C, 因此,在復(fù)合板以后的退火工藝中,C物質(zhì)將擴(kuò)散進(jìn)入 A和B板復(fù)合板.設(shè)C物質(zhì)在A和B板中有相同的溶解度與 擴(kuò)散系數(shù).試計算：在什么時候在 A層中央將會得到最高的 C含量？這個數(shù)值有多高？(10)25、 含0.5%C的碳素鋼不幸在750C脫碳了,因此在鋼的外表形成了一層鐵素體, 經(jīng)測定,它的厚度為0.1mm. 如將此材料在保護(hù)氣氛中加熱到 1000 C進(jìn)行熱處理,碳將會由內(nèi)向外外表擴(kuò)散.為了使外表的碳含量到達(dá)0.2%, 問需要熱處理多長時間 ?：DY = 0.372exp( - 148000/RT) cm 2/s(11)26、 含0.85%C的鋼制

10、模具在空氣爐中加熱到 900C,保溫1小時,模具外表脫碳后的外表濃度為 0%.模具技 術(shù)條件要求模具外表最低含碳量為 0.80%C.在900C時碳的擴(kuò)散系數(shù)為 D D0exp( Q/RT), D0 =0.21cm2/s, Q =142 x 10J/mol.試計算熱處理后模具的最小切削余量.(11)27、用一層薄的奧氏體不銹鋼和一層厚的結(jié)構(gòu)鋼軋制在一起,制造復(fù)合鋼板.在熱軋時結(jié)構(gòu)鋼中的碳將會向 不銹鋼中擴(kuò)散,因而有可能在不銹鋼晶界上發(fā)生碳化鉻的沉淀,從而影響復(fù)合板的性能.如果熱軋本身是很快的, 而后的冷卻過程卻很慢,假設(shè)相當(dāng)于在850C等溫處理30分鐘,試計算一下這種危害有多大？假定軋制后的不銹

11、鋼厚度為0.1m m,原來的碳量為 0.03%,結(jié)構(gòu)鋼的碳量為 0.4%.假定在不銹鋼外外表層中的碳量到達(dá)0.1%時將會發(fā)生危險.同時還假定在兩種鋼的奧氏體中的碳活度系數(shù)相同(當(dāng)然不是很好的近似).：D Y = D0exp( - Q/RT),其中D0 = 0.372 cm2/s, Q=148 x 103 J/mol.如果要使不銹鋼的含 C量限制在0.1以下,工藝舉措上如何改良 ？(12)28、18-8型奧氏體不銹鋼如果被加熱到一臨界溫度范圍內(nèi), 那么對晶界腐蝕很敏感. 在熱處理過程中, 碳化鉻(主要是C23C6型)會在晶界上沉淀析出,沿著晶界產(chǎn)生一層貧鉻的奧氏體,從而失去了耐蝕性.(12)1)

12、 假設(shè)：在w 12%Cr時,不銹鋼的耐蝕性就消失；熱處理過程為在600 C保溫10分鐘；在600 C時立即形 成碳化鉻核心, 而且吸收鉻是非常有效, 以致在碳化鉻和奧氏體界面上的鉻全部消失； 碳化鉻的厚度可忽略. ： 鉻在600 C時在奧氏體中的擴(kuò)散系數(shù)為 DCr = 5 x 10-17 cm2/s,試計算貧鉻層的厚度 ？2) 假設(shè)該不銹鋼經(jīng) 600 C保溫10分鐘的處理后,碳化鉻析出已經(jīng)穩(wěn)定,即以后不再析出碳化鉻了.如果要消除這已經(jīng)產(chǎn)生的晶界貧鉻層,需要在這溫度下保溫多長時間?29、 假定有一含0.2%C的碳素鋼,其中 C主要存在于寬度為10微米(m)的帶狀珠光體組織中.有人企圖 直接用高頻

13、感應(yīng)加熱淬火方法來硬化外表,假設(shè)高頻感應(yīng)加熱淬火溫度為1000 C,時間為1秒.為了使奧氏體中碳含量的變化范圍限制在土 0.01%C,估算一下這樣的加熱是否足夠？(13)30、 某試樣原來不含 B元素,在其外表涂了一層 B元素,其量為M g /cm2.然后在適宜的溫度下保溫 t時間. 試寫出濃度分布式 C( y , t ).為了使深度為L的地方獲得最高的 B元素含量,必須保溫適宜的時間.試求：在L處 獲得最高濃度所需的時間是多少 ? L 處的最高濃度值是多少 ? (14)31、有一塊含 30%Zn 的黃銅,其成分分布不均勻 , 在寬度為 0.03mm 的平行帶中的 Zn 含量為 40%.設(shè)平行

14、帶是等距離分布的,在平行帶中間的Zn含量為29%,如題31圖所示.為了使其成分均勻,加熱到815C退火,退火后允許Zn含量的最大偏差為土 0.01%,問需要退火多長時間 ？：在815 C時,Zn的擴(kuò)散系數(shù)為 Dzn = 6.86 x 10-10 cm2/s . (14)32、 一奧氏體不銹鋼試樣在1000C進(jìn)行熱處理,不幸在開始1.5分鐘內(nèi),保護(hù)氣氛失效,以致在外表發(fā)生了滲碳.設(shè)氣氛為恒定碳勢,滲碳時不銹鋼外表的碳含量可到達(dá)1.0%C.但在不銹鋼中允許的碳含量應(yīng)w0.04%,設(shè)碳在1000 C時的擴(kuò)散系數(shù)為 D = 3 x 10-7 cm2/s.(15)1)由于碳的有害作用是由表向里擴(kuò)展的,設(shè)

15、原不銹鋼試樣中含碳量為0,試求滲碳 1.5 分鐘后,使試樣外表層的性能受到損害的深度是多少 ?2) 在1.5分鐘后,保護(hù)氣氛恢復(fù)了作用.保護(hù)氣氛與不銹鋼之間沒有碳的交換.在1000C長期保溫后,開始1.5 分鐘所吸收的碳會擴(kuò)散到鋼的內(nèi)部,在保溫期間,使鋼表層內(nèi)含碳量到達(dá)的最大有害深度是多少?3) 如果使碳在表層中的有害作用完全消除,問至少要保溫多長時間才可消除碳的有害影響?33、 某一含質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.2%C的Cr-Mo鋼件在510 C下暴露于強(qiáng)脫碳條件下達(dá)一年之久.510 C下該鋼(鐵素體)中碳的擴(kuò)散系數(shù)為1.0X 10-9 cm2/s.鋼件為兩相混合物(a +Fe3C),試計算其脫碳層厚度.

16、(16)34、 考慮銅合金固溶體的均勻化問題.(17)1) 設(shè)某銅-鋅合金的最高含鋅(Zn)量與平均含Zn量之差為5%Zn,最高含Zn量區(qū)與最小含Zn量區(qū)之間的 距離為0.1mm.請使用公式C C°exp( 4 2Dt/l2) sin(2 y/l)計算使上述含Zn量之差降低到1%Zn所需的時 間.：均勻化溫度為 815C, D0 = 2.1 x 10-5 m2 / s, Q=171 x 103 J/mol.2) 如果是銅-鎳合金,情況同上,那么需要多少時間？：在815C時,鎳(Ni)在Cu中的擴(kuò)散系數(shù)為 D = 7X10-11 cm2 / s .為加快 Cu-Ni 合金的均勻化速度,

17、縮短均勻化時間,可采用什么有效舉措?35、 有一塊含0.5%C的鋼,已經(jīng)在 A1以下溫度發(fā)生了脫碳.脫碳層厚度為1mm.而后將這塊鋼在保護(hù)氣氛中 加熱到910C進(jìn)行很長時間的熱處理.由于內(nèi)部的擴(kuò)散,脫碳層的碳含量又會增加.如果要求外表碳含量增加到0.1%C,問需要熱處理多長的時間 ？：在910C時,碳的擴(kuò)散常數(shù) D0 = 0.37 cm2 / s,碳的擴(kuò)散激活能 Q=148 x 103 J/mol . (18)36、 有一時效硬鋁合金,在高溫固溶處理后淬火,然后在150C時效強(qiáng)化.在時效過程中,形成了許多很細(xì)小的析出物.通常發(fā)現(xiàn)：時效析出物的形成具有一定的速度,而且這速度常?？煊诤辖鹪氐臄U(kuò)散

18、系數(shù)(D0 = 0.2 m2 /s , Q=125 x 103 J/mol)所決定的速度.其原因是由于淬火使合金在低溫下保存了過量的空位.在較低的溫度,空位的平衡數(shù)量要下降,并且可用空位形成能E來描述,在鋁中E 75x 103 j/mol.(19)冷卻到低溫后,過剩的空位有消失的趨勢.如可以通過在晶界上的沉淀來實現(xiàn).這樣,靠近晶界的空位將要快 速下降,而且在那里的擴(kuò)散系數(shù)將很快接近它的正常值.所以,在晶界附近的合金元素的擴(kuò)散將減慢,其結(jié)果是沿 著晶界會造成無沉淀區(qū)(Precipitation Free Zone,簡稱PFZ).試驗說明,這種材料加熱到150 C時效保溫10分鐘,才觀察到有沉淀析

19、出.試計算：在150 C時效時,在材料中這些無沉淀區(qū)的寬度.37、 曾經(jīng)對一片快速形成的片狀馬氏體的溫度進(jìn)行估算,認(rèn)為相變后的溫度應(yīng)比相變前的溫度高出200 C.當(dāng) 然,它的冷卻是快的.感興趣的是應(yīng)該測定一下是否有時間讓馬氏體發(fā)生一定的回火作用.計算片狀馬氏體的溫度比周圍高出100C的情況,能維持多長時間假定片狀馬氏體的厚度為10微米(m).為簡化,奧氏體和馬氏體均使用以下系數(shù)：導(dǎo)熱率 K = 0.8 J/cm ?s?K,密度 p =7.8g/cm3,比熱 CP=0.46J/g?K.(20)38、 含有0.8%C和1.0%Mn的鋼在700C進(jìn)行軟化退火,其結(jié)果會形成球狀的滲碳體顆粒.假定Mn有

20、時間在滲碳體和鐵素體a相基體之間按分配系數(shù)進(jìn)行分布,Mn在滲碳體/鐵素體之間的分布系數(shù) K=15.而后鋼加熱到780C,保溫 1 分鐘. 1 分鐘對于得到均勻分布的碳活度來說是足夠的,但是 Mn 沒有怎么移動.鐵素體基體很快地轉(zhuǎn)變?yōu)?奧氏體,而且一些碳會溶入奧氏體中.假使在780C時,Mn在滲碳體和奧氏體中的分布系數(shù)為3,那么,碳在奧氏體中的含量會是多少 ? (20)39、在白口鑄鐵中, 碳的活度是很高的, 因此有很高的石墨化驅(qū)動力. 現(xiàn)有一白口鑄鐵, 其主要成分為： 3.96%C,2.0%Si, 1.0%Mn.,在900C時Si在滲碳體與奧氏體的分配系數(shù)為零,而Mn的分配系數(shù)為 2.試計算：

21、在900 C處理時,石墨化驅(qū)動力是否很高,以致反響可能快速進(jìn)行,并且是由碳的擴(kuò)散所限制.(21)40、 在1000 C時,Cr、Si在滲碳體和奧氏體的分配系數(shù)為分別為 5.5及0.如果碳的含量為1.7%,計算鋼中含 有多少Cr才能抵償1000C時由于4%Si而提升的石墨化驅(qū)動力 ？設(shè)1000C時碳在奧氏體中最大飽和度為 1.35% ,Si、Cr、Fe的原子量分別取 28、52、56.(22)41、 在1000 C下,Cr往Fe中擴(kuò)散.在 Fe的外表上 Cr濃度為50%, Fe-Cr系具有封閉的區(qū).在1000 C下Cr 在 區(qū)的最大含量為 12%,而在 相中的擴(kuò)散系數(shù)比在 相中的大. 請用圖示法

22、說明 Cr 濃度與其滲入深度的關(guān) (23)42、不同截面尺寸的 Al-5%Cu 合金試樣在單相區(qū)淬火加熱固溶處理, 急劇快冷后時效. 根據(jù)試驗結(jié)果, 給出了合金固溶體點陣常數(shù)和硬度變化的特征,如題42圖所示.試分析：(23)(1) 時效剛開始時固溶體點陣常數(shù)較低,在時效一定時間后固溶體點陣常數(shù)增大；(2) 在單相區(qū)的淬火加熱溫度相同,但不同截面試樣淬火后固溶體點陣常數(shù)不同；(3) 時效開始階段硬度下降,隨時效過程的進(jìn)行硬度先上升后下降.43、利用在不同溫度下的硬度隨時效時間變化的數(shù)據(jù)(見題 43圖1),估計鈹青銅時效過程的有效激活能,將結(jié)果與的擴(kuò)散特性比擬.銅的自擴(kuò)散激活能為2.032.13電

23、子伏特,空位形成能為0.951.17電子伏特,空位遷移能0.801.10電子伏特.(注：電子伏特單位換算,1eV=16.0218X 10'20 J ) (24)kk0.9%C.：KCr 9 , KSi44、計算9SiCr鋼在840 C奧氏體化處理時的石墨化傾向.設(shè)該鋼的主要成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù))為1.4%Si, 1.1%Cr,丫 /K相界面上 C的度為0.75.(25)0,近似設(shè)840 C時,Cr元素都在氏體中,45、某合金相形核核胚呈球形.設(shè)G為臨界晶核自由能,V為臨界晶核體積,系統(tǒng)自由能變化G 33 Gv 4246、試述具備熱彈性馬氏體合金的必要條件及機(jī)理.r 3 G.試證實:47、某

24、材料的Sa相變動力學(xué)方程為:G -V2(26)dfK(1dtGvG).(26)f ) f 2/3.式中：f為a相的體積分?jǐn)?shù)濃度,K 1.67 1020 exp S 1 , Q 6.4105JRT溫4.4X 103秒后,a相體積分?jǐn)?shù)為多少？(27)48、合金鋼在滲碳時,在表層有可能析出碳化物,的碳化物,需要限制氣氛的碳勢.現(xiàn)有含質(zhì)量分?jǐn)?shù)1190C保溫這就是所謂的“1.5%Cr、3%Ni3.6 x 103秒,測得a相體積分?jǐn)?shù)為68%.問：保的臨界碳勢.設(shè) Cr、Ni在900C時,在碳化物和奧氏體之間的分配系數(shù)分別為CD滲碳.為了到達(dá)滲碳時析出細(xì)小彌散的鋼,在900 C時進(jìn)行“ CD 滲碳,試計 &

25、#39;算需要7 和 0.1;在 900 C, Fe-C 系統(tǒng)中 a0=1.045.(27)49、假設(shè)在固態(tài)相變過程中,新相形核率N和長大率 G為常數(shù),經(jīng)t時間后所形成新相的體積分?jǐn)?shù)X可用JohnsoeMehl 方程來描述,即：x 1 exp ng 3t4.形核率 N= 1000/ cm 3?s,長大率 G=3 x 105cm/s.試3計算：(28)(1) 發(fā)生相變速度最快的時間；(2) 過程中的最大相變速度；(3) 獲得50%轉(zhuǎn)變量所需的時間.50、 Spinodal分解和形核長大型脫溶沉淀之間主要區(qū)別是什么？(28)51、 與常規(guī)材料的相變規(guī)律相比,納米材料的相變有什么特點？(28)52、

26、 薄膜晶核生長有哪幾種方式？其外表能和界面能對晶核生長起什么作用?(29)53、 試用能量或擴(kuò)散觀點解釋以下現(xiàn)象：(29)(1) 過飽和固溶體脫溶過程中,往往會產(chǎn)生中間過渡相.(2) 脫溶沉淀相的形貌有球狀、片狀、針狀等形態(tài).(3) Al-Ag等時效合金往往在晶界附近產(chǎn)生無沉淀析出區(qū).(4) 含有第二相粒子耐熱合金的設(shè)計,對第二相組元的擴(kuò)散系數(shù)D、第二相與基體的界面能-第二相組元 在基體中的固溶度 C0,一般都要求盡可能地小.(5) 晶界先共析鐵素體增長的動力學(xué)為線性,而增厚動力學(xué)是拋物線關(guān)系.(6) 位錯促進(jìn)相變形核.54、 試用能量學(xué)觀點闡述鐵合金中馬氏體形貌變化規(guī)律.(30)55、設(shè)擴(kuò)散

27、微分方程的高斯解為：2CS expy.S的物理意義是什么？試證實.高斯解適用于什"DF4Dt么情況？為什么高斯解中擴(kuò)散距離的平方平均值是和Einstein處理的一維空間無規(guī)行走規(guī)律的結(jié)果是一致的？(30)56、 在一塊厚度為1cm的鋼板外表電鍍了一層很薄的Ni.問：這塊鋼板在1200 C時需保溫多長時間,才能使鋼板中央的Ni含量到達(dá)最終完全均勻化含量的一半？：DNi (1200 C ) = 4 x 10-11 cm2 / s .57、 高速鋼正常淬火,冷卻到室溫后,還含有大量的殘留奧氏體Ar.但是經(jīng)回火后,再冷卻到室溫,大局部的Ar會淬火成馬氏體 M.其原因是由于Ar中的碳和合金元素

28、擴(kuò)散到碳化物中去了,碳化物是在附近形成的,所以Ar中碳和合金元素量降低,提升了相變臨界點 Ms (>室溫),當(dāng)鋼冷卻時,提升了 Ms的Ar就轉(zhuǎn)變成M 了.設(shè)：(1) Ar可近似地認(rèn)為是厚度為 5卩m的平面片；(2) Ms=561-474x %C+合金元素的作用；開始時,奧氏體中的Ms為120C；(3) Ar回火前的含C量為0.6%;靠近回火 M的Ar處含C量是極低的,可設(shè)為 0;(4) 回火工藝：550 C,保溫1小時；163000(5) Dc (0.07 0.06 %C) exo試計算Ar中部地區(qū),這種脫 C效應(yīng)將進(jìn)行到什么程度 ？然后,估計出 Ms提升了多少？58、 一塊純鐵與大量的

29、含 14%Cr的鋼屑放在一起,在1200C進(jìn)行真空退火.假定在很短時間內(nèi)在純鐵外表就建 立起了 14%Cr的Cr勢,為了在鐵試樣1mm深處能得到含 Cr量8%問需要退火多長時間？純鐵在1200C時為奧氏體 相,但當(dāng)滲入一定量Cr (>8% )后,外表層會形成鐵素體相a.：1200 C時,1.23 10 8cm2/s ,DCr 2.52 10 10cm2/s.59、 有一含0.4%C (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的合金鋼薄殼在 800C的溫度下與0.1%C相平衡的CO和CO2氣氛中進(jìn)行奧氏 體化處理.在這些條件下其外表會生成一些a鐵素體. 問經(jīng)過30分鐘后生成的a鐵素體層有多厚 ？在800 C時, Dc

30、=2 x 10-6cm2/s, Dc =3 x 10-8cm2/s.60、 一含有0.77%C的共析鋼,由于緩慢冷卻,已經(jīng)形成了粗大的珠光體組織,其片間距為12卩現(xiàn)加熱到 800C進(jìn)行奧氏體化,問至少要保溫多長時間 ？：在800C時,Dc=10-8 cm2/s, X. x/ 0 ,w/k 0.85 , Wc/ 0.30,并假定奧氏體在a / 丫界面上有同樣的形核率.61、 固態(tài)相變時,假設(shè)新相晶胚為球形,單個原子的體積自由能變化AGv = 200 T/T (J/cm3 ),臨界轉(zhuǎn)變溫 度Ts = 1000K,應(yīng)變能Es =4 J/cm2,共格界面能 丫共=40erg/cm2 ,非共格界面能 丫

31、非共=400erg/cm2.試計算：(1)A T=50C時臨界形核功G共/ G非共之比；(2)求 G共=G非共時的a T62、Al-Cu合金的亞平衡相圖如題 62圖所示,指出 Al-4%Cu合金經(jīng)過固溶處理的合金在T1和T2溫度時效時的脫溶順序.并解釋為什么穩(wěn)定相一般不首先形成？63、將一塊純銅放入 650C的鋅熔體中,假設(shè)使銅塊外表含鋅保持在25%的條件下,求外表以下1.5mm處含鋅到達(dá)0.01%所需要的時間. 650C時鋅在銅中的擴(kuò)散系數(shù)D=2.3 x 10-10m2/s.dr 2 dv C ( ) 11164、Ostwald熟化過程粒子長大速率遵循-關(guān)系,如第二相粒子初始平均半徑為dtR

32、T r r r0.5麗c VmDC a (s) /R = 2.5 x 10-13K?cm3/s,試求在1000K保溫少量時間后(設(shè)粒子體系未變),原來半徑為0.3 ym和0.55粒子的長大速率,并判斷其是長大還是溶解？65、 A-B二元系,a相和B相到達(dá)平衡,富B的B相顆粒分布在 a相中,顆粒尺寸不均勻,平均半徑為0.1 ym a- B界面能為0.5J / m2, 1000K時B組元在a相中擴(kuò)散系數(shù)為10 11 m2 / s,兩相的摩爾體積近似為2 X 10 7 m3, a 相和B相的平衡濃度分別為 2%和90% :(1) 在此時,半徑為 0.05 ym及1.5顆粒的界面移動速率是多少 ？(2

33、) 平均半徑從0.1 ym長大到0.3 ym所需要的時間為多少？66、 由內(nèi)耗法測出Fe3C在a -Fe中的平衡濃度(或溶解度)為 C=0.736exp(-4850/T),式中,T ( K)為溫度. 求：在627C時,顆粒半徑分別為 10nm、100nm以及1000nm的FaC在a -Fe中的平衡濃度.,a - Fe3C的界 面能為 0.71J/m2, Fe3C 摩爾體積為 23.4cm3/mol.67、 Al-Ag和Al-Cu合金中,從以 Al為基的固溶體分別析出富Ag和富Cu的析出物.Al、Ag和Cu的原子半徑分別為0.143nm、0.144nm和0.128nm.如簡單地由原子半徑估計錯配度3,并