金屬學(xué)與熱處理崔忠圻課后答案第八章綜合文庫

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金屬學(xué)與熱處理其次版（崔忠圻）答案

第八章集中

8-1何為集中？固態(tài)集中有哪些種類？

答：集中是物質(zhì)中原子（或）分子的遷移現(xiàn)象，是位置傳輸?shù)囊环N方式。

依據(jù)集中過程是否發(fā)生濃度變化可分為：自集中、互集中

依據(jù)集中方向是否與濃度梯度的方向相同可分為：下坡集中、上坡集中

依據(jù)集中過程是否消失新相可分為：原子集中、反應(yīng)集中

8-2何為上坡集中和下坡集中？舉例說明。

答：

下坡集中：原子或分子沿濃度降低的方向進(jìn)行集中，使?jié)舛融呌趧蚍Q化。比如鑄件的勻稱化退火、工件的表面滲碳過程均屬于下坡集中。

上坡集中：原子或分子沿濃度上升的方向進(jìn)行集中，即由低濃度向高濃度方向集中，使?jié)舛融呌趦蓸O分化。例如奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變過程中，碳原子從濃度較低的奧氏體中向濃度較高的滲碳體中集中。

8-3集中系數(shù)的物理意義是什么？影響因素有哪些？

答：集中系數(shù)的物理意義：濃度梯度為1時的集中通量。D越大，集中速度越快。

影響因素：

1、溫度：集中系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，隨溫度上升，集中系數(shù)急劇增大。

2、鍵能和晶體結(jié)構(gòu)：鍵能高，集中激活能大，集中系數(shù)減小；不同的晶體結(jié)構(gòu)具有不同的集中系數(shù)：例如從晶體結(jié)構(gòu)來考慮，碳原子在鐵素體中的集中系數(shù)比在奧氏體中的大。

3、固溶體類型：不同類型的固溶體，集中激活能不同，間隙原子的集中激活能比置換原子的小，集中系數(shù)大。

4、晶體缺陷：晶體缺陷處，自由能較高，集中激活能變小，集中易于進(jìn)行。

5、化學(xué)成分：當(dāng)合金元素提高合金熔點(diǎn)，集中系數(shù)減??；若降低合金熔點(diǎn)，集中系數(shù)增加

8-4固態(tài)合金中要發(fā)生集中必需滿意那些條件？為什么？

答：

1、集中需有驅(qū)動力。集中過程都是在集中驅(qū)動力的作用下進(jìn)行的，如沒有集中驅(qū)動力，也就不能發(fā)生集中。

2、集中原子要固溶。集中原子在基體中必需由肯定的固溶度，形成固溶體，才能進(jìn)行固態(tài)集中。

3、溫度要足夠高。固態(tài)集中是依靠原子熱激活而進(jìn)行的，溫度越高，原子的熱振動越激烈，原子被激活發(fā)生遷移的可能性就越大。

4、時間要足夠長。原子在晶體中每躍遷一次最多只能移動0.3-0.5nm的距離，只有經(jīng)過相當(dāng)長的時間才能形成物質(zhì)的宏觀定向遷移。

8-5鑄造合金勻稱化退火前的冷塑性變形對勻稱化過程有和影響？是加速還是減緩？為什么？

答：加速。

緣由：鑄造合金經(jīng)非平衡結(jié)晶后，會消失不同程度的枝晶偏析。依據(jù)集中其次定律可得知，鑄錠勻稱化退火所需時間與枝晶間距的平方成正比，與集中系數(shù)成反比。所以在退火前對合金進(jìn)行冷塑性變形可破裂枝晶，減小枝晶間距，縮短勻稱化的時間。

8-6略（集中系數(shù)計(jì)算）

8-7略（消退枝晶偏析時間計(jì)算）

8-8可否用鉛代替鉛錫合金做對鐵進(jìn)行釬焊的材料，試分析說明之？

答：不能。

緣由：

由于釬焊過程只是釬料熔化，母材仍處於固體狀態(tài)。因此要求釬料與母材不但液態(tài)時能互溶，固態(tài)時也必需互溶，依靠他們之間的互集中形成堅(jiān)固的金屬結(jié)合。而鉛是不固溶于鐵的，因此假如以鉛來做釬料，鐵做母材，則鉛是無法集中到母材中的，無法起到釬焊的效果。

8-9略

8-10滲碳是將零件置于滲碳介質(zhì)中使碳原子進(jìn)入工件表面，然后以下坡集中的方式使碳原子從表層向內(nèi)部集中的熱處理方法。試問：

1）溫度凹凸對滲碳速度有何影響？

2）滲碳應(yīng)在奧氏體中還是鐵素體中進(jìn)行？

3）空位密度、位錯密度和晶粒大小對滲碳速度有何影響？

答：

1）溫度越高，滲碳速度越快。由于集中系數(shù)隨溫度上升，急劇增大。

2）在奧氏體中進(jìn)行。雖然碳在鐵素體中的集中系數(shù)比在奧氏體中大，但是當(dāng)把鋼加熱至奧氏體時，一方面溫度上升，集中系數(shù)急劇增加；另一方面，奧氏體的溶碳力量急劇增大，可增加滲層深度。

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