23次作业及答案.doc

第二次作业参考答案 试说明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的应用范围及相互关系 第三次作业参考答案 1. 30纯铜与20纯镍熔化后慢冷至125O℃，利用图相图，确定： ⑴ 合金的组成相及相的成分；⑵ 相的质量分数。 2铋 （）熔点为271.5℃，锑 （）熔点为630.7℃，两组元液态和固态均无限互溶。缓冷时50％的合金在520℃开始析出成分为87％的固相，80％的合金在400℃时开始析出64％的固相,由以上条件: ⑴ 示意绘出相图，标出各线和各相区名称； ⑵ 由相图确定= 40％合金的开始结晶和结晶终了温度，并求出它在400℃时的平衡相成分和相的质量分数。 试分析钨（熔点3380℃）和铁（熔点1538℃）在1100℃变形，铅（熔点323℃）和锡（熔点232℃）在室温（20℃）变形，能否发生加工硬化现象？ 答： 1-10. 试说明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的应用范围及相互关系 布氏硬度用于低硬度材料硬度测定 洛氏硬度用于高硬度材料硬度测定 维氏硬度一般用于实验室精密硬度测定 HB≈HV≈10HRC，　HB≈HV≈6HS 2-2. 合金相图反映一些什么关系？　应用时要注意哪些方面的问题？ 合金相图反映了合金系中合金状态、温度、成份之间的关系。 合金相图是在极其缓慢加热或冷却条件下（平衡状态）测定的，而实际生产条件下合金的加热冷却都很快（满足不了平衡条件），应用时要注意的问题： 注意在非平衡状态可能出现的相及组织。 相图只给出合金在平衡状态下存在的相、相的成份及相对量，并不能反映相的形状、大小、分布。 二元相图只反映二元系合金的相平衡关系，它未反映加入其它元素后对二元系相图的影响。 2-4. ★ 30纯铜与20纯镍熔化后慢冷至125O℃，利用图2.3的相图，确定： ⑴ 合金的组成相及相的成分；⑵ 相的质量分数。 答：⑴ 根据已知条件计算该合金成分的含Ni量为　20kg/（20＋30）kg=40%，然后在图中1250℃处绘一水平线交液相线和固相线两点，过此两点作铅垂线得知此温度下该合金组成相为L、，测量得其成分分别为23%和49%； ⑵ 利用杠杆定律可计算出质量分数分别为： L%=((49%－40%)/(49%－23%))×100%=34.6% %=1－L%=65.4% 2-5. ★ 示意画出图2.8中过共晶合Ⅳ（假定Wsn=70%）平衡结晶过程的冷却曲线。画出室温平衡组织示意图，并在相图中标出组织组成物。计算室温组织中组成相的质量分数及各种组织组成物的质量分数。 （2）室温组织中组成相的质量分数: 由于室温由α及β相组成，其质量分数各为： α%　＝　 x 100% β%= 1-α% = x 100% （3）室温组织中组织组成物的质量分数（二次应用杠杆定律）: 由于室温组织组成物为　：初生相β、二次相αⅡ、共晶体（α+β）， 各组织组成物的质量分数分别为： 刚冷却到共晶温度（没有发生共晶反应） Ld%= x 100% 室温：（α+β）%　＝ Ld%= x 100%, 共晶反应刚结束时：　β% = x 100% 室温：αⅡ% = x x 100% β% = 1-（α+β）%-αⅡ% = x x 100% 2．6 ★题目见教材44页 2.6 铋 （）熔点为271.5℃，锑 （）熔点为630.7℃，两组元液态和固态均无限互溶。缓冷时50％的合金在520℃开始析出成分为87％的固相，80％的合金在400℃时开始析出64％的固相,由以上条件: ⑴ 示意绘出相图，标出各线和各相区名称； ⑵ 由相图确定= 40％合金的开始结晶和结晶终了温度，并求出它在400℃时的平衡相成分和相的质量分数。 解答：1）根据已知条件“两组元液态和固态均无限互溶”可知Bi—Sb合金系冷却时发生匀晶反应，构成匀晶相图 先建立横坐标为含Sb%,纵坐标为温度的坐标系； 根据第一个已知条件“缓冷时WBi=50%的合金在520℃时开始 析出成分为WSb=87%的固相”在坐标系中纵坐标为520℃处绘出一条水平线与成分分别为50%和87%的两条铅垂线相交于两点，第一点a1为液相线上的点，第二点b1为固相线上的点；同理根据第二个已知条件“WBi=80%的合金在 400℃时开始析出WSb=64%的固相”得到两点a2、b2； 在含Sb为0%的坐标轴上绘出Bi的熔点271.5℃为b点，在含Sb为100%的纵坐标轴上绘出Sb的熔点630.7℃为a点，连接a—a1—a2—b得到液相线，连接a—b1—b2—b得到固相线，a—a1—a2—b以上为L相区，a—b1—b2—b 以下为相区，a—a1—a2—b 和a—b1—b2—b之间为L＋两相区这样，Bi—Sb相图绘制完毕。 过40%成分点作铅垂线交液相线a—a1—a2—b于a3点和固相线a—