《材料科学基础》作业（精品）

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1、第四章作业：1、简述菲克第一定律和菲克第二定律的含义，并写出表达式，表明字母的物理含义。2、在90（）°C对一批钢齿轮成功渗碳需要1（）个小时，此温度下铁为FCC晶体。如果渗碳炉在900°C运行1个小时需要耗费1000元，在1000°C运行1小时需要耗费1500元，若将渗碳温度提高到1000°C完成同样渗碳效果，是否可以提高其经济效益？（已知碳在奥氏体铁中的扩散激活能为137.52KJ/moIe）3、在87（）°C比在930°C渗碳淬火变形小又可以得到较细的晶粒，若已知碳在奥氏体铁中的扩散常数为2.0Xl（）-5

2、m2/s,r散激活能为140X103J/mol,W计算：（a）870°C时碳在奥氏体铁中的扩散系数；（4分）（b）将渗层加深一倍需要多少时间？（4分）（c）若规定0・3%C为渗碳层厚度的量度，则在930°C渗碳10小时的渗层厚度为870°C渗碳10小时的多少倍？（气体常数R=&314J/mol）（4分）4、含碳量0.85%的碳钢在某一温度下经1小时脱碳后表面的碳浓度降为0,已知该温度下碳的扩散系数D=l.lX10-7m2/s（1）求碳的浓度分布。（2）如要表面碳浓度为0.8%,则表面应该车去多少深度？5、在纯铜圆

3、柱体一个顶端电镀一层薄的放射性同位素铜。在高温退火20h后，对铜棒逐层剥层测量放射性强度a（a正比于浓度），数据如下：距顶端距离X（cm）0.10.20.30.40.5a（任意单位）5012398125121413524.8求铜的自扩散系数。6、纯Cr和纯Fe组成扩散偶，一个小时后界面移动了15.2umo当界面处Cr的摩尔分数x（Cr）=0.478时，有dxldl=126/cm,（l为扩散距离），互扩散系数为l・43*10E・9cm2/s求：Cr和Fe的本征扩散系数7请简述扩散的微观机制有哪些？哪种方式比较容易进

4、行？8、对于某间隙固溶体系，在500°C时间隙原子的迁移速率为5*10*次/秒，在800°C时迁移速率为次/秒，计算此过程的激活能Q。9影响晶体固体中原子扩散的主要因素有哪些？并加以简单说明10、在MgO中引入高价的VV6+,将产生什么离子空位？比较MgO和掺W6+的MgO的抗氧化性哪个好些？11、设某离子晶体的点阵常数为5M08cm,振动频率为10“赫兹，位能U=0.5eV,求在室温下的离子迁移率。第五章作业1、一个圆柱形钢材直径为10mm,长度40mm,两端受到1OOMPa的张应力后，直径和长度分别变为9.9

5、986mm和40.019mm,假定此时试样仍是弹性体，计算这种钢的弹性模量E、切变模量G和泊松比v。2、Mg单晶的试样拉伸时，3个滑移方向与拉伸轴的夹角分别为38°,45°,85°，基面法线与拉伸轴的夹角为60,如果在拉应力为2・05MPa时开始观察到塑性变形，则Mg的临界分切应力为多少？3、若BCC晶体的(1,・1,0)*［111］滑移系的临界分切应力为60MPa,试问在［001］和［010］方向上必须施加多少应力才能产生滑移？4、(1)试说明多晶结构材料晶粒越细小晶体强度越高的原因。(2)已知当退火后纯铁的晶

6、粒大小为16个/mm2时，屈服强度。s=100N/mm2；当晶粒大小为4096个/mm2时，os=250N/mm2；试求晶粒大小为256个/mm2时，屈服强度os的值；5、低碳钢板在深冲变形时，工件表面变得粗糙不平，如何解决此问题？6、总结合金强化的四种主要机制，并解释强化的原因。7、需要将直径6mm的铝材加工成直径()・5mm铝丝，但为了保证产品的质量，此铝材的冷加工量(横截面受缩率)不能超过85%,如何制定合理的加工工艺？8、金属发生塑性变形后显微组织、结构发生什么变化？性能发生什么变化？9、工业纯铜的熔点为

7、1083°C,在剧烈冷变形后的铜板上取三个试样，分别加热到200°C、500°C、800°C,各保温一个小时，然后空冷。请推测各试样热处理后的显微组织特征，并说明它们在强度和塑性方面的区别及原因。10、简述回复的机制及其驱动力。11、有两批工业纯铝分别于12月1日和12月3日以相同的变形量进行轧制，然后于12月3日同时进行再结晶退火，采用相同退火时间，发现这两批样品完成再结晶的温度不同，哪一批样品的再结晶温度较高？为什么？12、已知锌单晶的回复激活能为20000cal/mol,在0°C回复到残留75%的加工硬化需

8、5min,在27°C和・5()°C回复到同样程度需多长时间？13•用一冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000°C,加热完毕，当吊出工件时钢丝绳发生断裂。试分析其原因。14.已知Cu-30%Zn合金的再结晶激活能为250KJ/BW1,此合金在400°C的恒温下完成再结晶需要1个小时，计算390°C恒温下完成再结晶需要多少小时。15、将一锲型铜片置于间距恒定