当前位置：首页 > 金属学与热处理课后习题答案（含有9·10章） - 图文
在热处理过程中： 控制加热和冷却工艺参数, 控制加热和冷却工艺参数 利用相变 重结晶来细化晶粒。 重结晶来细化晶粒。
对冷变形后退火态使用的合金： 1)控制变形度； 控制变形度； 控制变形度 2)控制再结晶退火温度和时间。 控制再结晶退火温度和时间。 控制再结晶退火温度和时间
第八章
1.何谓扩散，固态扩散有哪些种类？
答：扩散是物质中原子（或分子）的迁移现象，是物质传输的一种方式。
固态扩散根据扩散过程是否发生浓度变化可以分为自扩散和异扩散；根据扩散是否与浓度梯度的方向相同可分为上坡扩散和下坡扩散；根据扩散过程是否出现新相可分为原子扩散和反应扩散。
2.何谓上坡扩散和下坡扩散?试举几个实例说明之。
上坡扩散是沿着浓度升高的方向进行扩散，即由低浓度向高浓度方向扩散，使浓度发生两级分化。例如奥氏体向珠光体转变的过程中，碳原子由浓度较低的奥氏体向浓度较高的渗碳体扩散，就是上坡扩散。
下坡扩散就是沿着浓度降低的方向进行的扩散，使浓度趋于均匀化，例如铸件的均匀化退火、渗碳等过程都是下坡扩散。 3.扩散系数的物理意义是什么?影响因素有哪些？
扩散系数D=D0e(-Q/RT)，其物理意义相当于浓度梯度为1时的扩散通量，D的值越大，则扩散越快。
影响因素：
4.固态金属中要发生扩散必须满足哪些条件。
固态金属要发生扩散，必须满足： 1）扩散要有驱动力 2）扩散原子要固溶 3）温度要足够高 4）时间要足够长
5.铸造合金均匀化退火前的冷塑性变形对均匀化过程有何影响?是加速还是减缓? 为什么。
塑性变形有细化晶粒的作用，使均匀扩散原子迁移的距离缩短，所以应该是加速， 因为1）内能提高；2）粗大的枝晶被打碎，扩散距离缩短，扩散过程加快。.
6.已知铜在铝中的扩散常数 D0＝0.84×10-5m2／s，Q＝136×103J／mol，试计算在 477℃和 497℃时铜在铝中的扩散系数。
解：由扩散系数D=D0e(-Q/RT)及已知条件D0＝0.84×10-5m2／s，Q＝136×103J／mol带入到扩散系数公式中，可得
D1=D0e(-Q/RT)= 0.84×10-5×e-136 ×10^3/[8.31×(477+273)] = 2.8022× 10 -15m2／s
D2=D0e(-Q/RT)= 0.84×10-5×e-136 ×10^3/[8.31×(497+273)] = 4.9391 × 10 -15m2／s
故在477℃和 497℃时铜在铝中的扩散系数分别为2.8022× 10 -15m2／s和4.9391 × 10 -15m2／s。
8.可否用铅代替铅锡合金作对铁进行钎焊的材料，试分析说明之。
答：不能，因为锡在铁中的扩散速度要比铅快得多，因此用铅锡合金作为钎焊材料，有助于保证焊接接头的强度，若用铅代替，则铅在铁中的扩散速率较低，异扩散速度较慢，因此将使焊接接头性能大大降低。
10.渗碳是将零件置于渗碳介质中使碳原子进入工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表层向内部扩散的热处理方法。试问： (1) 温度高低对渗碳速度有何影响? (2) 渗碳应当在 r-Fe 中进行还是应当在 α-Fe 中进行? (3) 空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？
答：1）温度高时渗碳速度加快。
温度是影响扩散系数的最主要因素。随着温度的升高，扩散系数急剧增大。这是由于温度越高，则原子的振动能越大，因此借助于能量起伏而越过势垒进行迁移的原子几率越大。此外，温度升高，金属内部的空位浓度提高，这也有利于扩散。
2）应当在γ-Fe中进行。
尽管碳原子在α-Fe中的扩散系数比在γ-Fe中的大，可是渗碳温度仍选在奥氏体区域。其原因一方面是由于奥氏体的溶碳能力远比铁素体大，可以获得较大的渗层深度；另一方面是考虑到温度的影响，
温度提高，扩散系数也将大大增加。
3）在位错、空位等缺陷处的原子比完整晶格处的原子扩散容易得多。原子沿晶界扩散比晶内快。因此，空位密度、位错密度越大，晶粒越小，则渗碳速度越快。
第九章
1、简述钢中板条马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构，并说明它们在性能上的差异。(10分)
一般认为板条马氏体为位错马氏体，马氏体内部有很多位错。片状马氏体为挛晶马氏体，马氏体内部亚结构为挛晶。 板条马氏体的组织特征：
每个单元呈窄而细长的板条，板条体自奥氏体晶界向晶内相互平行排列成群，其中的板条束为惯习面相同的平行板条组成。板条宽度0.1～0.2微米，长度小于10微米，板条间有一层奥氏体膜；一个奥氏体晶粒内包含几个板条群。 片状马氏体的特征：
马氏体片互不平行而是呈一定的夹角排列，在显微镜下观察时呈针状或竹叶状。初生者较厚较长，横贯整个奥氏体晶粒（第一片分割奥氏体晶粒，以后的马氏体片愈来愈小。）
第十章
1、影响加热速度的因素有哪些?为什么?(H) 答:(1)加热方法(加热介质)的不同.
由综合传热公式Q=а(T介-T工)得知,当加热介质与被加热工件表面温度差(T介-T工)越小,单位表面积上在单位时间内传给工件表面的热量越小,因而加热速度越慢. (2)工件在炉内排布方式的影响.
工件在炉内的排布方式直接影响热量传递的通道,例如辐射传递中的挡热现象及对流传热中影响气流运动情况等,从而影响加热速度. (3)工件本身的影响.
工件本身的几何形状、工件表面积与其体积之比以及工件材料的物理性能(C、l、g等)直接影响工件内部的热量传递及温度,从而影响加热速度.同种材料制成的工件,当其特征尺寸s与
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