西北工业大学《材料科学基础》课后题答案

因为溶质分布而产生的成分过冷为：

?1?KwC0Cu?R???T?TL?T??mwCu?1?exp??x???m?GxKDK????C0(3)

??T?0?x令，得：

(?mwC0Cu)1?K?R??R????exp??x??G?0K?D??D?R?mwC0Cu(1?K)R?x?ln??D?GDK?将（4）代入（3）得：

(4)

?TmaxmwC0Cu(1?K)GD?mwC0Cu(1?K)R????1?ln?KR?GK?

4. C1合金成分为wMg＝0.873，wNi＝0.127； C2合金成分为wMg＝0.66，wNi＝0.368

5. (1)高温区水平线为包晶线，包晶反应：Lj+δk→αn 中温区水平线为共晶线，共晶反应：Ld′→αg+βh (2)各区域组织组成物如图4—30中所示。 (3)I合金的冷却曲线和结晶过程如附图2.9所示。

1～2，均匀的液相L。

2～3匀晶转变，L→δ不断结晶出δ相。 3～3′，发生包品反应L+δ→α。 3′～4，剩余液相继续结晶为α。 4，凝固完成，全部为α。 4～5，为单一α相，无变化。

5～6，发生脱溶转变α→βII。室温下的组织为α+βII。

II合金的冷却曲线和结晶过程如附图2.10所示。 1～2，均匀的液相L。

2～3，结晶出α初，随温度下降α相不断析出，液相不断减少。 3～3′，剩余液相发生共晶转变L→α+β。

3′～4，α→βII，β→αII，室温下的组织为。α初+（α+β）共+βII

(4)室温时，合金I、II组织组成物的相对量可由杠杆定律求得。 合金I：

W??W?II

ec?100?cb??100?

合金II：

d?i?100%d?gigW(???)共＝?100％d?gbg?d?iW?II???100?d?g W??

9． 此说法不正确。固体中的宏观扩散流不是单个原子定向跳动的结果，扩散激活能也不是

单个原子迁：移时每一次跳动需越过的能垒，固体中原子的跳动具有随机性质，扩散流是固体中扩散物质质点(如原子，离子)随机跳动的统计结果的宏观体现，当晶体中的扩散以空位机制进行时，晶体中任何一个原子在两个平衡位置之间发生跳动必须同时满足两个条件：

(2) 该原子具有的能量必须高于某一临界值?Gf，即原子跳动激活能，以克服阻碍跳动

的阻力；

(3) 该原子相邻平衡位置上存在空位。

根据统计热力学理论，在给定温度T下，晶体中任一原子的能量高于?Gf 的几率Pf，即晶体中能量高于?Gf的原子所占原子百分数为

Pf?exp(??GfkT)

而晶体中的平衡空位浓度Cv，即任一原子平衡位置出现空位的几率Pv，为

Pv?exp(??Gv)kT

显然，某一瞬间晶体中原子发生一次跳动的几率为

P?Pf?Pv?exp(??Gf??GvkT)?exp(?Q)RT

P也等于该瞬间发生跳动原子所占的原子百分数。其中Q＝?Gf＋?Gv，就是空位扩散机制的扩散激活能。

11． 因α-Fe中的最大碳熔解度(质量分数)只有0.0218％，对于含碳质量分数大于