第四章课后作业解答

《第四章课后作业解答》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章课后作业解答练习一一、判断题（T或F）1、T;2、F;3、F;4、T;5、F;6、T;7、T;8、F;9、T;10、二、问答题1、答：（1）图（a）及图(b)分别属于“固相无扩散而液相充分混合均匀”及“平衡凝固”溶质再分配情况。（2）图(b)中：C∗=Cs的物理内涵为：液固界面上刚刚析出的固相成分与固相整体平均成分一S致。从另一角度说，固相不同部位的成分处处相同。∗CL=CL的物理内涵为：液固界面上的液相成分与液相整体平均成分一致。从另一角度说，液相不同部位的成分处处相同。上述物理内涵的原因在于，在图(b)描述的“平衡凝固”溶质再分配情况下，固相、液相的成分在凝固过程

2、的任一瞬间（或温度）与平衡相图的固相线、液相线吻合，固相及液相成分能够及时地、充分地均匀化。2、答：（1）、（2）、（3）、（4）的内容见下图。C/KC*00L−Rx′C（)'x=C1[+1−K0eDL]L0K,%λ=D/R0LC11C0(−)1⋅K0eC0O'X'C(x)最初过渡区进入S稳定状态的分界位置CK凝固方向00SLOX（5）若凝固速度R1突然降低到R2定值时，在新、旧∗C0稳定状态之间，由于CL＜，所以CS＜C0。重新恢K0复到稳定时，CS又回到C0。如右图所示。∗3、答：在“液相中部分混合”的溶质再分配条件下，当达到稳定状态时，由于CL表∗达式右端分母必然大于

3、平衡分配系数K0，所以其CL值必然小于C0/K0，即稳定状态时，∗∗∗∗∗其CL值小于“液相只有有限扩散”的CL；又因为CS=K0CL，所以其时CS也小于∗C0（“液相只有有限扩散”稳定状态的CS）。从实际物理过程看，由于“液相只有有限扩散”条件下液相无对流存在，而“液1相中部分混合”条件下液相有对流作用，界面前沿溶质更易于向前方远处输运，后∗者的凝固界面前沿液相成分CL（溶质富集层最高成分）必然小于前者的值C0/K0，界∗面的固相成分CS也因之小于C0。4、参见教材中相关内容进行整理、归纳。练习二一、判断题（T或F）1、T;2、T;3、F;4、F;5、T;6、T二、解答题

4、⎡−Rx′⎤⎢1−K0DL⎥1、解：（1）根据公式CL(x)'=C01+e，将数据带入分别计算出各x'处的⎢K0⎥⎣⎦CL(x)'见下表。将各x'处的CL(x)'值带入TL(x)'=Tm−mLCL(x)'得到的TL(x)'也在表中。x'，μm020406080100200500600CL(x'),%43.01102.34801.90361.60571.40601.05491.00041.0000oTL(x)',C654655.5656.5657.1657.6657.9658.4658.5658.5（2）根据计算结果，作图如下。可见，离开界面处，由于液相浓度CL(x)'随距离

5、逐x'渐降低，液相线温度TL（）也逐渐上升。x'固液界面4.0661CCL(X')6600659相图3.5C658o,T6573.0656,%655)X'2.5654(653LC2.0652012345AlC,%1.5C1.000100200300400500600X',μm660固液界面659T(C)L0658T(X')—未考虑动力学过冷657LooCG=80K/mm△Tk=3C,L1T656655TiT(X')—已考虑动力学过冷654L653G=25K/mmL2652*Ti6510100200300400500600X',μm2（3）作图可见，GL1=80K/mm时无成

6、分过冷，而GL2=25K/mm时出现了成分过冷。2、解：（1）根据“成分过冷”判别式：GL＜mLC01(−K0),将数据带入有，RDLK0当C0=1%时：G−3左端项：L=10×10（K/μm)−4K⋅S，=0.4×10()25(m/S)2Rμμm左端项：mLC01(−K0)=3×1×（1−)6.0(K)=0.4×10−4(K⋅S)，22DK5000×6.0μm/SμmL0GLmLC01(−K0)即：=，表明在x'=0处温度梯度GL正好与TL(x)'曲线相切，不会出现RDLK0成分过冷；当C=2%时：mLC01(−K0)=3×2×（1−)6.0K=0.8×10−4(K⋅S)

7、，0()22DK5000×6.0μm/SμmL0即：GL＜mLC01(−K0)，所以在C=2%时出现成分过冷。0RDLK0（2）在上述合金原始成分为C0=1%条件下，若分别使R变大或GL变小，都将出现成分过冷。3、证：教材中(4-8)为“液相只有有限扩散”溶质再分配条件下“成分过冷”判别式：GL＜mLC01(−K0)RDLK0其TL(x)'-x'关系如图b)所示，其中T0=T(C0)，Ti=TL(x'=)0。根据图a)有：**mLC01(−K0)Ti=T0−mL(CL−CS)=T0−mL(C0/K0−C0)=T0−