张其土版材料科学基础答案第八章相变_第1页
张其土版材料科学基础答案第八章相变_第2页
张其土版材料科学基础答案第八章相变_第3页
张其土版材料科学基础答案第八章相变_第4页
张其土版材料科学基础答案第八章相变_第5页
已阅读5页,还剩3页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、即求卅J极值,当3时y =0,即此时y有极人值。3-马氏体相变具有什么特征?它利成核一生成相变有何址别?解:马氏体相变足替换原子经无扩散切变位移(均匀或不均匀)并由此产生形状改变和表面浮凸、曾不变平 面应变特征的一级形核、长大的相变。特征:具有剪切均匀整齐性、不发生原子扩散、郴变速度快、相变有一定范南、有很大的切变型弹性应变能.成核一生长过程中存在扩散+11变.毋相与品相组成可相同可不同,转变速度较慢,无明显的开始和终了温 度。4. 当一种纯液体过冷到平衡凝固温度()以下时,固相与液相间的自由焙差越来越负。 试证明在温度附近随温度变化的关系近似地为:吗比忆-砂乞 式中册Cz;-T)2 =y7

2、= 1 2; 故当 彳时,exp ( 灯)有极大值。6. 为什么在成核一生长机理相变中,要有一点过冷或过热才能发生相变?什么情况下需过 冷,什么情况下需过热?解:由热力学公式AGC = A77-A= 平衡时AG?r =得 兀% :柑变平衡温度;丹:相变热温度厂时,系统处于不平衡状态,则AG = AjV-0要使相变口发进行,须使A&vO,则呼。即必须使AZO,才能发生相变。对于放热过程如结晶,凝聚0,则ATaO,兀必须过冷。对于吸热过程如蒸发,熔融AH沁,则A,必须过热。7. 何谓均匀成核?何谓不均匀成核?晶核剂对塔体结晶过程的临界晶核半径卢有何影响?解:均匀成核一一在均匀介质中进行,在整体介质

3、中的孩化町能性相同,与界面,缺陷无关 非均匀成孩一一在异相界面上进行,如容器壁,气泡界面或附着于外加物(杂质或晶核剂)g ,使用晶核剂可以降低了23,因此厂下降。8. 如在液相中形成边长为的立方体晶核时,求出“临界核胚”立方体边长和化 为什 么立方体的大于球形?设立方体晶核的临界立方体边长ao,临界自由熔为4G。,而球形晶核的临界半径为 临界自由焰为4Gp,当晶核为立方体时边长为a,则JG = a3 dGv + 6a2/dAG/dn = 3a? JGV +12a/ = 0a。= 一44GVG=(44GV) -虫応+6(等)- 菩 ZKjvZlOy当晶核为球形时,半径为r,则:dG = 4/3/

4、zr 4G、.+4加 Y4,dG/dr =- * 3厂 4G、.+8加 / = 0Tp = -2/JGv4Gp=_扌龙(2/Z1G,)3 JGv+4(-)2 - /=y t = 16/7jgv3 JGV由此町见立方晶核的人4G。于球形晶核的4Gp。(另解:二右 Gy +$ 二AH 中 3;/=03a2Ac7F +12% = 0所以A Gy而吩黯皿皿-螢2警冈为为形成体积相冋的孩时.立方体表面枳6小球形的表面积4兀2 则A。诈 卅 成核位垒球体是立方体的1/2.)9. 在液固相变时,产生球形固相粒子,系统自由焙的变化为AG=-73: 3JGv 4- 4/zr2/3。设46为临界自由熔,“为临界晶

5、核的体积。试证明:JGt = -VkAGv2对非均匀成核假定晶核为球冠形可得到同样的结论。解: (1)均匀成核-2/JGV由込=0 dr4G ”妙36/弓兀虫片)3k 3(JGV)16矽:v(2 + cos&)(1-cos&)2 3(JGV)24 1*r2-3cos + cos3,3(JGV)2231= -k 4gv = -ykAGv成立所以JGk = -;JGV2(2)非均匀成孩如图82所示图8-2例题86附图所以4G;= _ 2丫 LV 人一莎解:/LV =- /kGVr_3 2 3coff + cos3 &纭戟3(2 )足二虫肚丫比+ 分妙-岔(3 )= 2衣1 一 cos8)(4 )C

6、OS * 怡平衡时 Xzs = Y1X cos & +贝Jhx ( 5)将(2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 )代入(1 )式,并令 QR,则0卩1 氐咄x f(2 + cos)(1- cos)2h 3(g)2 L4AG;二丄AG; 由上式可以看出.当& = 90时.2 11.熔体冷却结晶过程中,在10009时.单位体积自由烙变化a418J/cin3在900C时是 2090J/cms设固一液界面能rsL =5X10_8J/cm求:(1)在9009和10009时的临界晶核 半径;(2)在9009和10009时进行相变所需的能量。解:(1)由题总町知,-2Xo =4.78x10- = 0.4

7、72X5X105418-= 2.39xl0-m = 2.39nni二32你10山J(2)温度为900C时,16x3.14x010-5)=温度为叭匸时,州=牆=汽册dwj12.铜的熔点匚=1385k,在过冷度Q0.27;的温度下,通过均相成核得到晶体铜。计算 该温度下的临界核胚半径及临界核胚的原子数.(A2=1628J/cm$、Y=1.77X10Tj/cd设 铜为面心立方晶体,a=0. 3615nm)解:由 g,1628x0.2x1385一 3256m=l. 087nmy T则临界核胚的原子数为4*3.14乂(1.807乂10)3x(0.3615x1 Of _个13. 图9-1为晶核的半径2与俳

8、的关系,现有不同温度的三条曲线,请指出哪条温度最高? 哪条温度最低?并说明理由.图9-lAGr关系曲线解:晶核的半径相同时沁隹14. 过冷度对晶体长大方式.速度有何影响.(在一般的液体金属过冷范鬧内,过冷度越人形核率越高,则长大速度相対较小,金属凝固 后得到的晶粒就越细,当缓慢冷却时,过冷度小晶粒就越大)15. 试用图例说明过冷度对核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影响,如无析晶区又要使英析晶 应采取什么措施?过冷度过大或过小对成核与生长速率均不利,只有在一定过冷度下才能有最人成核和生长速率。(2分)若AT人,控制在成核率较人处析晶,易得晶粒多而尺寸小的细晶:(1分)Z. A T小,控制在生长速率较大处析晶则容易获得晶粒少而尺寸大的粗晶:(1分)如果成核与生长两曲线完全分开而不重叠,则无析晶区,该熔体易形成玻璃而不易析晶;若要使其在一定过冷度卜析晶,一般采用移动成核曲线的位置,使它向生长曲线靠拢。可以用加人适当的核化剂,使成核位垒降低,用非均匀成核代替均匀成核。 使两曲线重叠而容易析晶。(2分)要使自发析晶能力大的熔体形成

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论