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一、名词解释

1． 中间相

【答案】中间相是指合金中组元之间形成的、与纯组元结构不同的相。在相图的中间区域。

2． 相图

【答案】金属及其他工程材料的性能决定于其内部的组织、结构，金属等材料的组织又由基本的相所组成。由一个相所组成的组织叫单相组织，两个或两个以上的相组成的叫两相或多相组织。相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形，其所表示的相的状态是平衡状态。

二、简答题

3． 原子的热运动如何影响扩散？

【答案】热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均増大，即増大扩散系数。

4． 请在Mg 的晶胞图中画出任一对可能的双滑移系统，并标出具体指数。

【答案】Mg 为HCP 结构，其滑移系统为

滑移系统：

图中标出一组可能的双

图

5． 马氏体相变时的自由焓-成分曲线如图所示。

图 马氏体相变时的自由焓-成分曲线

（1）使用自由焓-成分曲线来说明马氏体转变在

（2）说明在温度下这一化学驱动力是如何估算的。

成分为x 的合金的M 相的自由焓曲线在Y 相的上面，因而这个温度和成时的驱动力。 （3）解释为什么在Ms 温度时的马氏体形核驱动力与Fe-C 合金中的碳浓度无关。 【答案】（1）在

在分下奥氏体是稳定的，不可能发生马氏体相变。

温度，成分为x 合金的M 相的自由焓曲线与Y 相的相交，即这个温度下，该成分的马氏体和奥氏体的自由焓相等，因而马氏体相变不具有驱动力。

在T=Ms时，成分为x 的合金的M 相的自由焓曲线在Y 相的下面，所以在热力学上奥氏体不稳定，

Ms 温度的意义是具有足以使马氏体转变发生的驱动力马氏体相变驱动力正比与AB 线段的长度。

的最高温度。

在温度，尽管M 相的自由焓曲线在Y 相的下面，有一定的相变驱动力，但由于马氏体相变会产生很高的应变能，造成很大的相变阻力，这时的驱动力不能克服该相变阻力，马氏体相变仍不能发生。

（2）引起马氏体相变的驱动力可以根据以下公式估算：

该式表明，马氏体相变的驱动力正比于过冷度（TO —Ms ）,

的温度，Ms 是开始形成马氏体的温度。

（3）在Fe-C 系中，

同碳含量的合金，其

和Ms 都随碳含量的增加而下降，降低速度相等并且是线性的。因而对不保持不变，也就是说驱动力保持不变，所以与碳含量无关。 是奥氏体和马氏体具有相同自由焓

6． 分别叙述下列组图中的图1（b ）、（c ）、（d ）中三条曲线的物理意义，并在此基础上说明形成成分过冷的条件。

图1

【答案】图1（b ）中，曲线表示边界层附近的温度分布；图1（c ）中，曲线表示边界层中的浓度分布；图1（d ）中，曲线表示边界层中的熔点随距离变化的曲线。如果图1（b ）、（d ）中的曲线相交时则会有成分过冷，即当边界层中温度梯度与边液相实际温度即界层浓度分布曲线相切时，是成分过冷的临界条件。如图2阴影部分区域可以发生成分过冷，当温度分布曲线斜率小于切线斜率时则有成分过冷。

图2

7． 对Cu-Ni 合金什么成分硬度最高？硬度最高的合金流动性如何？为什么？如果两个形状相同的铜镍合金铸件，一个含镍90%、一个含镍50%, 铸后自然冷却，哪一个合金产生的偏析大？为什么？

【答案】（1）含50%~60%Ni的合金硬度最高。

（2）由于结晶间隔最大，因此硬度最高的合金流动性不好。

（3）含镍50%的合金铸件在铸后自然冷却，铸件的偏析较为严重，因为它的成分间隔大，会造成较大的枝晶偏析。