《材料成型基本原理》刘全坤版_第四章答案.pdf免费

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第四章 单相及多相合金的结晶 1.何谓结晶过程中的溶质再分配?它是否仅由平衡分配系数K 所决定?当相图 0 上的液相线和固相线皆为直线时,试证明K 为一常数。 0 答:结晶过程中的溶质再分配:是指在结晶过程中溶质在液、固两相重新分布的 现象。 溶质再分配不仅由平衡分配系数K 决定 ,还受自身扩散性质的制约,液相 0 中的对流强弱等因素也将影响溶质再分配。 当相图上的液相线和固相线皆为直线时K0为一常数,证明如下:如右图所示: 液相线及固相线为直线,假设 其斜率分别为m 及m ,虽然 L S C ∗ 、C ∗ 随温度变化有不同值,但 T S L K 1 ∗ ∗ 0 (T CT ) / m − m T m K S m S = L =常数, C K 0 ∗ ∗ 0 0 * (T CT ) / m − mS L m L * C T * L C S C /K 此时,K 与温度及浓度无关, 0 0 0 所以,当液相线和固相线为直 线时,不同温度和浓度下K 为 0 定值。 C C 0 2 .某二元合金相图如右所示。合金液成分为C =40%,置于长瓷舟中并从左端 B 开始凝固。温度梯度大到足以使固-液界面保持平面生长。假设固相无扩散, 液相均匀混合。试求:①α相与液相之间的平衡分配系数K0 ;②凝固后共晶 体的数量占试棒长度的百分之几?③凝固后的试棒中溶质B的浓度沿试棒长度 的分布曲线。 解:(1 )平衡分配系数K0 的求解: 由于液相线及固相线均为直 线不同温度和浓度下K 为 0 定值,所以:如右图, 当 T=500 ℃时, Cα∗ 30% K0 = ∗ = =0.5 CL 60% K0 即为所求 α相与液相之间的 平衡分配系数. 图 4

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