原子扩散习题与答案.doc

。第十章 原子扩散本章主要内容：扩散第一定律扩散第二定律，第二定律的解及应用实例柯肯达尔效应扩散的微观机理：扩散机制，高扩散率通道扩散热力学：驱动力，反应扩散影响扩散的因素扩散的应用实例1 填空1 扩散系数的单位是_，扩散系数D的物理意义是_。2 上坡扩散是指_，反应扩散是指_。3 扩散系数与温度之间关系的表达式为_。4 三元系的扩散层中不可能出现_混合区。5 空位扩散需具备的条件是（1）_，（2）_。间隙扩散需具备的条件是_。6 互扩散系数D_。7 置换式固溶体晶内扩散的主要机制是_，而间隙固溶体晶内扩散的主要机制是_。8 扩散驱动力_，再结晶驱动力_，晶粒长大驱动力_。9 扩散第一定律表达式_，扩散第二定律表达式_。10 扩散通量J的单位是_。2 判断1 金属的自扩散激活能等于（ ）A空位形成能和迁移激活能的总和 B 空位的形成能 C空位的迁移能2 晶界扩散比晶内扩散速率（ ）A 大 B 小 C 相等3 固溶体中扩散的驱动力是_。 A温度梯度 B组元的浓度梯度 C组元的化学势剃度4 扩散通量J的大小，是指单位时间内通过任何截面的流量。（ ）5 氮在奥氏体中溶解度大，表明氮在奥氏体中扩散速度比铁素体中快。（ ）6 如图1（AB二元相图），有一合金III ，从T1温度淬火至室温，然后再加热至T2温度时效，在时效时所产生的扩散过程，其( )A 2G/C20 B 2G/C2=0 C 2G/C2C0）当扩散达到平衡后绘出a，b，c三条件下的C-X曲线，并回答问题da 扩散系数为常数；b 扩散系数随浓度增加而增加；c 扩散系数随浓度增加而减小；d 求情况a距离高浓度一侧d/3处的浓度。14 讨论锌在铜中形成的固溶体的均匀化1 已知Zn在Cu中扩散时D0=2.1x10-5m2/s，Q=171x103J/mol，求815e 时Zn在Cu中的扩散系数；2 若最大成分偏差为Zn，含Zn最低区与最高区的距离为0.1mm，试用方程式C=Cmsin(pZ/l)exp(p2Dt/l2)计算815e 均匀化退火使最大成分偏差降至Zn所需时间；3 铸造Cu-Zn均匀化退火前冷加工对均匀化过程有无影响？为什么？15 试举出材料扩散的途径有哪些？16 提出一种测定扩散系数D的方法。17 将一块纯铁和一块共析钢(C=0.77%)对接固紧置于真空电炉740e 下长时保温，试绘出成分变化曲线及组织图，并解释之。18 将钢板浸入450e 熔融锌中进行镀锌。1 根据Fe-Zn相图指出450e 下镀层由外至里包括哪几个单相区，画出Zn%-距离曲线。2 450e 时镀层中是否存在两相区？为什么？20 在互扩散实验中，已知扩散时间t_200小时，标界移动量vl_0.0144cm，互扩散系数D=10-7cm2/s，成分-距离曲线在标界面上斜率=2.0。A组元的原子百分浓度NA=0.4，求A和B两组元的扩散系数。21 说明扩散规律在冶金生产过程及热处理工艺中具体应用。22 渗碳为什么在g-Fe中进行而不在a-Fe中进行。23 在870e 和927e ，两种温度渗碳时，试解决如下问题：1 计算碳在两种温度下在奥氏体中扩散系数的差值。2 870e 渗碳需用多长时间才能获得927e 渗碳10小时的渗碳厚度。24 一块用作承载重物的低碳钢板，为提高其表面硬度采用表面渗碳，试分析：1 渗碳温度选择低于727e 行否？为什么？2 渗碳温度高于1100e 会出现什么问题？25 一置换式固溶体合金其空位迁移能为11KJ/mol，空位形成能为6KJ/mol，问：（1）在1100K的扩散系数与从1100K急冷却到800K时的扩散系数的比值是多大？（2）从1100K缓慢冷却到800K的扩散系数的比值多大。26 何谓上坡扩散，举两个实例说明金属中上坡扩散现象。27 已知铜在铝中扩散时DO=0.810-5m2/s，其扩散激活能Q=136103J/mol.K，试计算27e 和527e 时扩散系数，并用所得数据讨论温度对扩散系数的影响。28 纯Fe装入渗碳炉内进行渗碳1 加热至740e 保温一定时间后，画出渗碳层碳含量的分布曲线。2 将该渗件取出放入真空炉内重新加热至740e 并长时保温，达到平衡，画出其碳含量分布曲线。3 在真空炉中升温至e ，长时保温，试画出达到平衡时碳含量分布曲线。29 碳在奥氏体中扩散系数，可近似的用下式计算：D=-210-5exp-140103/RTm2/s，R=8.31J/mol.K1 求927e 下渗碳层深度（由表面含碳量为0.5%处）由1mm增至2mm，时间需要增加多少倍？2 若给定时间要使渗碳层深度由1mm增加至2mm，需从927e 增加多高温度？30 一块存在枝晶偏析的合金锭，锯成尺寸相同的两块试样，其中一块经塑性变形后，厚度为原来的6/10，随后两试样同时加热均匀化处理，试分析：（1）均匀化前冷变形对均匀化过程有无影响，理由何在？（2）如果由影响，当经塑性变形试样浓度波动振幅下降为原来的1/10时，计算另一试样深度振幅下降了多少？31 有一置换式固溶体合金，其扩散激活能为11KJ/mol，空位形成能为6KJ/mol，问：1 在1100K的扩散系数与从1100急剧冷却到800K的瞬时扩散系数的比值多大？2 在1100K扩散系数与从1100缓慢冷却到800K后的扩散系数的比值多大？32 一钢锭，其中存在锰偏析，为使其成分偏析振幅降低到1%，所需均匀化退火时间为l=0.467l2/d，为缩短均匀化时间，试问：（1）铸造过程（2）均匀化前的变形（3）均匀化温度等方面，分析如何缩短均匀化时间。33 根据Fe-C相图问：1 画出纯Fe在800e 渗碳时渗碳铁棒成分距离示意曲线。2 若渗碳温度低于727e 能否达到渗碳目的，为什么？33 一块厚度10毫米，含碳量0.77%的钢在强脱碳气氛中加热到800，然后缓慢冷却，试画出试样从表面到心部的组织示意图。2000年上海交通大学博士考试题1. 晶体滑移面上有一个位错环，在其柏氏矢量方向加切应力，问位错环要在晶体中稳定其最小半径为多少？2. 冷加工金属中的位错密度为1010/cm2,设单位长度位错的能量为10-3erg/cm,晶界能为500 erg/cm2,晶界二侧位错密度为1010/cm2及0。求金属在加热时在结晶的临界晶粒尺寸。3. 面心立方金属单晶体沿001拉伸可有几个等效滑移系？沿111拉伸可有几个等效滑移系？并具体写出各滑移系的指数。4. 已知三合金P(70%A,20%B,10%C),Q(50%A,20%B,30%C),W(30%A,40%B,30%C), 然后将5公斤P合金、5公斤Q合金和10公斤W合金熔合在一起，试问新合金的成分及数量？5. 金属材料的强度与韧性是一对矛盾，你认为怎样才能获得具有综合强韧性能的材料？/2/26. 在同一滑移面上有两根互相平行的位错线，其柏氏矢量大小相等且相交角，假定两柏氏矢量相对位错线呈对称配置（如图所示），试从能量角度考虑在什么值时这两根位错线相吸或相斥THANKS !致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考-可编辑修改-