材料熱力學作業第7章答案

2021-03-04 09:36:42 字數 1103 閱讀 2042

作業07

1. 成分為x的相脫溶析出中間相,請**表示(均相)形核驅動力和相變驅動力,並用化學位形式寫出形核驅動力和相變驅動力的表示式。

形核的驅動力為:

相變驅動力:

2.試用摩爾自由能-成分圖說明,為什麼碳素鋼在淬火之後回火時,滲碳體的粒子越細,其周圍的鐵素體中的碳含量越高?

[解]當滲碳體粒子的r越小,其比表面積越大,比表面能也越大,因而滲碳體粒子的gibbs自由能越大(即越正,往上移),滲碳體粒子的gibbs自由能曲線與母相鐵素體的gibbs自由能曲線的公切線切點隨著r的減小往右移(即c的平衡成分右移)。公切線切點對應兩相平衡的成分點;故滲碳體的粒子越細,其周圍的鐵素體中的碳含量越高。

3.已知、、、相的自由能-成分曲線如下圖所示,從熱力學角度判斷濃度為c0的相及相的優先析出相,並說明理由,同時指出在所示溫度下的平衡相(穩定相)及其濃度

4. 指出固溶體調幅分解與形核(脫溶)分解兩之間的的主要區別。

參考解: spinodal分解是擴散型連續相變之一,相變時不需要形核,直接由濃度起伏導致固溶體發生分解,長大成為新相。而形核(脫溶)分解······

5. 為什麼過飽和固溶體經恰當時效處理後,其強度比它具有室溫平衡組織下的強度要高?什麼樣的合金具有明顯的時效強化效果?

把固溶處理後的合金冷加工一定量後再進行時效,請討論冷加工的影響。

參考解:

(1)時效處理後:第二相沉澱(瀰散強化)

(2)均相化處理溫度的固溶度與時效處理溫度的固溶度差值大的合金具有明顯的時效強化效果

(3)把固溶處理後的合金冷加工一定量後再進行時效,因冷加工使合金材料的位錯等晶體缺陷的增加而使得第二相沉澱的相變驅動力增大,

6.如下圖所示,設含η相的硬質合金燒結體(wc + co + η)的成分在a點。若在1430c滲碳氣氛下進行滲c處理(即滲c梯度燒結),請**標示滲c處理後的硬質合金表層成分的位置,並寫出梯度燒結後表層的物相組成,說明滲c梯度燒結前後的表層材料力學效能的差異(注:η相為脆性相)。

經滲c梯度燒結後,表層硬質合金的成分位置將從a點變化至b點,表層的物相組成變為wc + co, 相消失。滲c梯度燒結前,硬質合金燒結體(wc + co + ) 表層材料與內部一樣硬而脆;但在滲c梯度燒結後,表層材料變得韌性好,因而能有效地抑制表面超硬塗層裂紋的擴充套件。

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