材基金属复习题(上)

14 液态金属凝固时，异质形核需要的过冷度比均质形核小，这是因为_____。

（异质形核时固相质点可作为晶核长大，其临界形核功较小。）

2 名词解释

过冷度，临界晶核，临界晶核半径，自发形核，能量起伏，形核功，形核率，变质处理，

柱状晶带，等轴晶，异质形核，非晶态金属

3 判断

1 纯金属中含有少量杂质在热力学上是稳定的。（ ） 2 临界半径rK大小仅与过冷度有关。（ ）

3 液态金属凝固时，临界晶核半径与过冷度成反比。（ ） 4 在液态金属中形成临界晶核时，体系自由能的变化为零。（ ） 5 任何温度下液态金属中出现最大结构起伏是晶胚。（ ） 6 任何过冷度下液态金属中出现的最大结构起伏却是晶核。（ ） 7 湿润角? =180? 时，异质形核最容易进行。（ ） 8 枝臂间距是指相邻两树枝晶一次轴之间的距离。（ ）

9 为了细化晶粒，工艺上采用增大过冷度的方法，这只对小件或薄件有效，而对较大厚壁铸件并不适用。（ ）

10 从非均匀形核计算公式：A非均匀=A均匀（2-3cos?+cos3?）/4看出当?=00时固相杂质相当于现成的大晶核。（ ）

11 理论凝固温度与固/液界面处温度之差，称为动态过冷度。（ ） 12 动态过冷度是指结晶过程中实际液相温度熔点之差。（ ） 13 液态金属结晶时，其临界晶粒半径rK是不变的恒定值。（ ） 14液态金属结晶时，其理论结晶温度与固/液界面处温度之差称为临界过冷度。（ ） 4 问答

1 根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。 2 试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点。 3 试说明在铸锭中获得细等轴晶组织可以采取的措施。 4 回答液态金属凝固时均质形核的有关问题： （1） 写出临界晶核半径?k的表达式； （2） 画出?k与过冷度?T的关系曲线示意图； （3） 写出形核功?Gk与临界晶核界面能的关系式； （4） 简述均质形核的必要条件。

5 简述液态金属结晶时，过冷度与临界晶粒半径，形核功及形核率的关系。

6 简述湿润角?，杂质粒子的晶体结构和表面形态对异质形核的影响。

7 铜的熔点Tm=1356K，熔化热?Hm=1628J/cm2，?=177erg/cm2，点阵常数a=0.3615nm。求铜?T=100? 时均匀形核的临界核心半径和每个临界核心的原子数目。

8 欲获得铸锭整个断面为细等轴晶或整个断面为柱状晶，各需要采取哪些措施？

9：何谓过冷，过冷度，动态过冷度，它们对结晶过程有何影响？ 10：根据冷却速度对金属组织的影响，现要获得微晶，非晶，亚稳相，请指出其凝固时如何控制。

第四章 二元合金相图与合金凝固

本章主要内容：

相图基本原理：相，相平衡，相律，相图的表示与测定方法，杠杆定律；

二元匀晶相图：相图分析，固溶体平衡凝固过程及组织，固溶体的非平衡凝固与微观偏析

固溶体的正常凝固过程与宏观偏析：成分过冷，溶质原子再分配，成分过冷的形成及对组织的影响，区域熔炼；

二元共晶相图：相图分析，共晶系合金的平衡凝固和组织，共晶组织及形成机理：粗糙—粗糙界面,粗糙—光滑界面,光滑—光滑界面； 共晶系非平衡凝固与组织：伪共晶，离异共晶，非平衡共晶； 二元包晶相图：相图分析，包晶合金的平衡凝固与组织，包晶合金的非平衡凝固与组织 包晶反应的应用

铸锭：铸锭的三层典型组织，铸锭组织控制，铸锭的缺陷

其它二元相图：形成化合物的二元相图，有三相平衡恒温转变的其它二元相图：共析，偏晶，熔晶，包析，合晶，有序、无序转变，磁性

转变，同素异晶转变 二元相图总结及分析方法

二元相图实例：Fe-Fe3C亚稳平衡相图，Al-Mn相图，Al2O3-SiO2二元系相图

相图与合金性能的关系 1.填空

1 相律表达式为_____________________________。

2. 固溶体合金凝固时，除了需要结构起伏和能量起伏外，还要有_____________起伏。

3. 按液固界面微观结构，界面可分为__________________和____________________。

4. 液态金属凝固时，粗糙界面晶体的长大机制是__________________________，光滑界面晶体的长大机制是_____________________和_____________________。

5 在一般铸造条件下固溶体合金容易产生____________偏析，用_________________热处理方法可以消除。

6 液态金属凝固时，若温度梯度dT/dX>0（正温度梯度下），其固、液界面呈________________状，dT/dX<0时（负温度梯度下），则固、液界面为________________状。