习题2答案.ppt

1已知某二元合金的共晶反应为： (1) 试求含50B的合金完全结晶后，初晶与共 晶(+)的重量，相与相的重量；共晶 体中相与相的重量。 (2) 若测出显微组织中初晶与(+)共晶各占一 半时，试求该合金成分。 解：(1)根据杠杆定律可得 (2) 设该合金中B的重量为wB，则 2.已知在A-B二元合金中，A (熔点600)与B (熔点500)在 液态无限互溶，固态时A在B中的最大固溶度(质量分数)为 wA0.30，室温时为wA0.10；但B在固态和室温时均不溶 于A。在300时，含wB0.40的液态合金发生共晶反应。 试绘出A-B合金相图；并分析wA=0.20，wA=0.45，wA=0.80 的合金在室温下组织组成物和相组成物的重量。 。 解：（1）AB合金相图如下图所示 （2）合金为0.2A0.8B时 室温下相组成物为A和相，其相对量为 室温下组织组成物为+A，其相对量与相组 成物相同，即 （3）合金为0.45A0.55B时 室温下相组成物为A和相，其相对量为 室温下组织组成物为初+(A+)共晶+A 在共晶反应刚完成时， 冷却至室温时，将由初和(A+)共晶的中析出A。由于 共晶中析出的A与共晶A连接在一起，故略去不计。 由初中析出的A的相对量为 所以，室温下初的相对量为 该合金室温下组织组成物的相对量为 （4）合金为0.8A0.2B时 室温下相组成物为A和相，其相对量为 室温下组织组成物为A+(A+)共晶，其相对量为 3.试根据含碳量3.5亚共晶白口铁的平衡组织 ，计算其中各组织组成物的相对含量。 解：含碳量3.5的亚共晶白口铁的平衡组织为P+Fe3C+Ld。 共晶反应刚完成时， 室温下组织组成物的相对量为 4.试利用冷却曲线分析含碳量0.3亚共析钢平衡组织的 形成过程。若已知亚共析组织中先共析铁素体含量为 90，试确定该钢的大致含碳量。 解：(1) 冷却曲线如图所示。 平衡组织的形成过程为： 1以上，均匀的液相L； 12，L，液体中析出 相； 2 时，L+； 22，L+，发生包 晶反应，生成相； 2 时，L+； 23，L，剩余液相 转变为； (2) 设钢的大致含碳量wc，则由杠杆定律得 3时，得到单一相； 34，不发生变化，仍为相； 45，形成铁素体组织(F) 5时， +； 55，(+Fe3C)，发生共析反应，形成珠光体(P)组 织； 5时，+P； 56，Fe3C，其量甚少，可以忽略不计； 6时，F+P。 5.试说明在正温度梯度下为什么固溶体合金凝固时可以呈树枝状方式 成长，而纯金属则得不到树枝状晶。 n解：答：在固溶体合金凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但 由于界面前沿液体中溶质分布所发生的变化，必将引起凝固温度 的改变，因此将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决 定的凝固温度时产生的过冷，称为成分过冷。 n实际合金在通常的凝固中不可避免地会出现成分过冷。当界面前 沿液体处于正温度梯度条件下，如果液固界面前沿存在较大的成 分过冷区，界面某些地方的凸起进入过冷区后，由于过冷度增加 ，促使它们进一步凸向液体并不断伸向过冷液相中生长，同时在 侧面产生分枝，形成二次轴，在二次轴上在长出三次轴等，形成 树枝状组织。 n而在纯金属中，在正的温度梯度下，当界面上偶尔有凸起部分而 深入温度较高的液体中时，它的生长速度就会减缓甚至停止，周 围部分的过冷度较凸起部分大而会赶上来，使凸起部分消失，使 液固界面保持稳定的平面状态，而不会形成树枝晶。 6. 组元A和B的熔点分别为700和500，在液态完全互溶 ，在固态部分互溶形成和固溶体，其最大溶解度分别 为为5B和25A（重量），在零度时溶解度则为2B 和5A（重量）。两金属形成熔点为750的A2B化合 物，A和B的原子量分别为30和50。在450和320分别 发生液体成分为22B和60B（重量）的共晶转变。 （1）试根据相律绘成平衡相图并标注各相区符号及特征 点的温度和成分。 （2）如果希望得到A2B