1、材料科学基础第五章习题二元相图1、发生匀晶转变的两个组元在晶体结构、原子尺寸方面有什么特点？答：两者的晶体结构相同，原子尺寸相近，尺寸差小于 15%。2、固溶体合金的相图如下图所示，试根据相图确定： 成分为 (B) = 40%的合金首先要凝固出来的固体成分；（画图标出） 若首先凝固出来的固相成分含 (B) = 60%，合金的成分为多少？（画图标出） 成分为 (B) = 70%的合金最后凝固的液体成分；（画图标出） 合金成分为 (B) = 50%，凝固到某温度时液相含 (B)为 40%，固相含有 (B) = 80%，此时液体和固相各占多少？（计算） 过 (B) = 40%的成分线与液相线的交点做
2、与底边的平行线交固相线即可 过 (B) = 60%的成分线与固相线的交点做与底边的平行线交液相线即可 过 (B) = 70%的成分线与固相线的交点做与底边的平行线交液相线即可 液相：（80-50）/（80-40）=0.75固相：（50-40）/（80-40）=0.253、指出下列相图中的错误，并加以改正。由相律知，三相平衡时，图中应该为一点，而不是线段，且二元相图中最多只有三相平衡，所以把 d图中r 相除去。或由相律知在二元相图中纯组元凝固温度恒定，液固相线交于一点A 20 40 60 80 B温度W(B) %L+aLLTA （a ） BA （b） B T L A (c) BT L A (d)
3、 BTL 4、根据教材图 7.20，假设 F 与 G 点坐标分别选取 5%与 99%，计算：Sn 含量为 40%的合金在凝固至室温后的组织组成比例；根据初生相（） 、共晶组织中的相（ +） ，以及冷却过程中析出的二次相（ 或 ） ，计算室温下的相组成比例。解：Sn 含量为 40%的合金在凝固至室温后的组织组成比例： %95.481.60)( W43.45%96.75.根据一次相、共晶组织中的相，以及冷却过程中析出的二次相，计算室温下的相组成比例：5、Mg-Ni 系的一个共晶反应为设 C1 为亚共晶合金，C 2 为过共晶合金，这两种合金中的初生相的质量分数相等，但 C1 合金中的 总量为 C2
4、合金中的 总量的 2.5 倍，试计算 C1 和 C2 的成分。解：相图： NiMg2507 C1 C2由二者的初生相的质量分数相等得：（23.5- C 1 ）/23.5= （C 2 -23.5）/54.6-23.5又 总量为 C2 中 总量的 205 倍：(54.6- C1 )/54.6=2.5*(54.6- C2 )/54.6由以上两式得 C1 =12.7% C2 =37.8%6、 组元 A 和 B 在液态完全互溶，但在固态互不溶解，且形成一个与 A，B 不同晶体结构的中间化合物，由热分析测得下列数据。B 的质量分数/% 液相线温度/ 固相线温度/0 100020 900 75040 765
5、 75043 75050 930 750（纯镁）+ Niw(Ni) = 54.6%2MgL（(Ni) = 23.5%）507A 23.5 54.6 B63 104080 850 64090 640100 800画出平衡相图，并注明各区域的相、各点的成分及温度，并写出中间化合物的分子式（A 的相对原子质量=27.96，B 的相对原子质量=23.84） 。1000 L750 A+ +B2AB2A=（43-20）/43=53.5KgA 63 B7、根据教材图 7.61 所示的 Fe-Fe3C 相图（室温下铁素体中的碳含量近似为 0wt%来计算） ，回答下列问题：绘出 (C) =1.5%时合金从高温冷
6、到室温的示意图，分别计算室温时的组织组成与相组成；绘出 (C) =3.0%时合金从高温冷到室温的示意图，分别计算室温时的组织组成与相组成；绘出 (C) =5.0%时合金从高温冷到室温的示意图，分别计算室温时的组织组成与相组成。 Lrr 析出 ICFe3r 析出 P析出 ICFe3析出 a析出 I3析出 ICFe3L 析出 rL+AL+BL+ 2AB析出 r析出 Ie3析出 Ie3析出 a析出 ICFe38、某二元合金如下图所示：今将 (B)为 40%的合金置于长度为 L 的长瓷舟中并保持为液态；从一端开始缓慢降温进行平衡凝固，温度梯度大到足以使液-固界面保持平直，同时液相成分能完全均匀混合。这个合金的平衡分配系数是多少？以端部开始计，该试样在何位置出现共晶体？画出此时的溶质分布曲线；若为完全平衡凝固，试样共晶体的百分数是多少？解：K=Ws/Wl=30/60=0.5w= （60-40）/（60-30）=2/3完全平衡相图：60% 30%2/3w= （40-30/（60-30） =1/31020304050607080902040608010 (10, 750)(85, 0)(60, 5)(30, 5)B Temprature (oC) B (%)A L(, 90)
