文档介绍：第十一章凝固
1) 为什么在有过冷度下才能凝固?
2) 按经典形核理论,临界核心半径和临界核心形成功与过冷度有什么关系?为什么一般凝固过程
很难获得较大的过冷度?
3) 非均匀形核与均匀形核的临界核心半径哪个大?为什么?
4) 为什么非均匀形核的临界核心形成功比均匀形核的小?核心与形核的靠背间的润湿角如何影响
形核功?
5) 固相/液相间的界面的结构是怎样影响核心长大机制的?
6) 凝固的平衡分配系数定义是什么?分配系数的大小对核心长大的形貌有什么影响?
7) 合金凝固的非平衡杠杆定律导出的条件是什么?这一规律有什么用途?
8) 为什么合金凝固的晶体前沿会发生溶质原子的重新分布?发生组分过冷的条件(粗略地看,即
界面失稳的条件)是什么?
9) 讨论凝固时晶体界面移动速度 R 与界面前沿的温度梯度 GL 对凝固组织的影响。
10 共晶组织形貌主要有哪些?决定共晶组织形貌的主要因素是什么?
11 片层状共晶的片层间距与凝固的过冷度有何关系?解释这一关系的原因。
12 什么是伪共晶?什么是离异共晶?说明它们产生的条件。
13 描述包晶组织的特点。为什么很难获得包晶凝固后的平衡组织?
14 描述典型的铸锭的宏观组织。说明产生这样的组织的原因。如何控制柱状晶区的大小?
15 合金凝固可能产生哪些偏析?在工业应用上能否消除宏观偏析?怎样在凝固过程控制宏观偏
析?
16 估计 1cm3 的铜在熔点温度含 10 个原子和 60 个原子的原子团数目。液态下铜原子体积为 ´10-29
3 -2
m ,σSL 为 ×m ,Tm=1356K。
3 -5 -2
17 镍的平衡熔点为 1728K,固相的 VS= /mol,液/固相界面能γ=´10 J×cm ,如球形粒子
半径是 1cm、1mm、 时,熔点各降低多少?设DH=18066J/mol。
18 镍在获得过冷度为平衡熔点(K)的 倍时均匀形核,问在大气压下的平衡熔点温度下能均匀形
核所要求的压力多大?凝固的体积变化为DV=­ /mol。
19 为什么 rmax 会随过冷度DT 而变?
1
20 证明无论对非均匀形核和均匀形核下式均成立: DG* = V * DG
2 V
-2
21 金的 Tm=1336K,γSL=,γLV=,γSV=×m ,其中下标 S、L 分别表示固相和液相,V
9 -3
表示气相。说明金可在 Tm 以下熔化。(熔化潜热为 ´10 J×m )。
22 证明熔化熵DS=4R(R 为气体普适常数)时固液界面以粗糙界面最稳定,设ξ=。
23 图 11-58 给出简化的 Al-Cu 相图,Tm(Al)=660°C,共晶温度 TE=546°C,铜在铝中的最大溶解度
-9 2 -1
w(Cu)=%,共晶成分 w(Cu)=33%,固、液相线均为直线。液相中铜的扩散系数 DL =3´10 m ×s ,
设合金在无对流的条件下凝固,液/固界面是平面的,界面推移速度为 5mm×s-1
a)w(Cu)=0.