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起止时间:2021-09-06到2021-12-31
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第六章 固态扩散 单元测试
1、 固态扩散影响的因素较多，在下列因素中， 影响最大。
A:温度
B:晶体结构
C:化学成分
D:晶体缺陷
答案: 温度
2、 在晶体中进行扩散， 扩散最快
A:表面
B:亚表面
C:晶界
D:亚晶界
答案: 表面
3、 固态扩散的驱动力是浓度梯度。
A:正确
B:错误
答案: 错误
4、 扩散是原子的定向迁移。
A:正确
B:错误
答案: 错误
5、 菲克第二定律适用于稳定态扩散，
A:正确
B:错误
答案: 错误
6、 晶体缺陷有利于固态扩散的进行。
A:正确
B:错误
答案: 错误
作业第六章 固态扩散 单元作业
1、 1 何为扩散？固态扩散有哪些种类？
评分规则: 答：扩散是物质中原子（或）分子的迁移现象，是位置传输的一种方式。(5分)根据扩散过程是否发生浓度变化可分为：自扩散：自扩散 ：原子经由自己元素的晶体点阵而迁移的扩散。互扩散：原子通过进入对方元素晶体点阵而导致的扩散。(5分)根据扩散方向是否与浓度梯度的方向相同可分为：下坡扩散：原子由高浓度处向低浓度处进行的扩散。上坡扩散: 原子由低浓度处向高浓度处进行的扩散。(5分)根据扩散过程是否出现新相可分为：原子扩散: 扩散过程中不出现新相。反应扩散: 由之导致形成一种新相的扩散.。(5分)
2、 影响扩散（扩散系数）的因素有哪些？
评分规则: 1、温度：扩散系数与温度呈指数关系，随温度升高，扩散系数急剧增大。2、键能和晶体结构：键能高，扩散激活能大，扩散系数减小；不同的晶体结构具有不同的扩散系数：例如从晶体结构来考虑，碳原子在铁素体中的扩散系数比在奥氏体中的大。3、固溶体类型：不同类型的固溶体，扩散激活能不同，间隙原子的扩散激活能比置换原子的小，扩散系数大。4、晶体缺陷：晶体缺陷处，自由能较高，扩散激活能变小，扩散易于进行。5、化学成分：当合金元素提高合金熔点，扩散系数减小；若降低合金熔点，扩散系数增加
3、 固态合金中要发生扩散必须满足那些条件？为什么？
评分规则: 1、扩散需有驱动力。扩散过程都是在扩散驱动力的作用下进行的，如没有扩散驱动力，也就不能发生扩散。驱动力通常为化学位梯度。2、扩散原子要固溶。扩散原子在基体中必须由一定的固溶度，形成固溶体，才能进行固态扩散。3、温度要足够高。固态扩散是依靠原子热激活而进行的，温度越高，原子的热振动越激烈，原子被激活发生迁移的可能性就越大。4、时间要足够长。原子在晶体中每跃迁一次最多只能移动0.3-0.5nm的距离，只有经过相当长的时间才能形成物质的宏观定向迁移。
4、 可否用铅代替铅锡合金做对铁进行钎焊的材料，试分析说明。
评分规则: 答：不能。(5分)原因：因为钎焊过程只是钎料熔化，母材仍处於固体状态。因此要求钎料与母材不但液态时能互溶，固态时也必须互溶，依靠他们之间的互扩散形成牢固的金属结合。(5分)而铅是不固溶于铁的，因此如果以铅来做钎料，铁做母材，则铅是无法扩散到母材中的，无法起到钎焊的效果。(5分)
5、 渗碳是将零件置于渗碳介质中使碳原子进入工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表层向内部扩散的热处理方法。试问：1）温度高低对渗碳速度有何影响？2）渗碳应在奥氏体中还是铁素体中进行？3）空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？
评分规则: 1）温度越高，渗碳速度越快。因为扩散系数随温度升高，急剧增大。（5分）2）在奥氏体中进行。虽然碳在铁素体中的扩散系数比在奥氏体中大，但是当把钢加热至奥氏体时，一方面温度升高，扩散系数急剧增加；另一方面，奥氏体的溶碳能力急剧增大，可增加渗层深度。（5分）3）空位密度和位错密度越多，渗碳速度越快。因为缺陷处能量较高，扩散激活能降低，增大扩散系数。晶粒越小，渗碳速度越快。因为晶粒越小，晶界面积越大，而原子沿晶界的扩散速度较快。（5分）
作业第七章 钢的热处理原理 第七单元作业
1、 金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变的阻力？
评分规则: 固体相变主要特征：1、 相变阻力大2、 新相晶核与母相晶核存在一定的晶体学位向关系。3、 母相中的晶体学缺陷对相变其促进作用。4、 相变过程中易出现过渡相。
相变阻力构成：1、 表面能的增加。2、 弹性应变能的增加，这是由于新旧两相的比体积不同，相变时必然发生体积的变化，或者是由于新旧两相相界面的不匹配而引起弹性畸变，都会导致弹性应变能的增加。 3、固态相变温度低，原子扩散更困难。
2、 简述钢中板条马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构，并说明它们在性能上的差异。
评分规则: 板条马氏体的形貌特征：其显微组织是由成群的板条组成。一个奥氏体晶粒可以形成几个位向不同的板条群，板条群由板条束组成，而一个板条束内包含很多近乎平行排列的细长的马氏体板条。每一个板条马氏体为一个单晶体，其立体形态为扁条状，宽度在0.025-2.2微米之间。在这些密集的板条之间通常由含碳量较高的残余奥氏体分割开。片状马氏体的形貌特征：片状马氏体的空间形态呈凸透镜状，由于试样磨面与其相截，因此在光学显微镜下呈针状或竹叶状，而且马氏体片互相不平行，大小不一，越是后形成的马氏体片尺寸越小。片状马氏体周围通常存在残留奥氏体。
板条马氏体的亚结构：高密度的位错，这些位错分布不均匀，形成胞状亚结构，称为位错胞。片状马氏体的亚结构：主要为孪晶，分布在马氏体片的中部，在马氏体片边缘区的亚结构为高密度的位错。
板条马氏体与片状马氏体性能上的差异:马氏体的强度取决于马氏体板条或马氏体片的尺寸，尺寸越小，强度越高，这是由于相界面阻碍位错运动造成的。马氏体的硬度主要取决于其含碳量。马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。差异性：片状马氏体强度高、塑性韧性差，其性能特点是硬而脆。板条马氏体同时具有较高的强度和良好的塑韧性，并且具有韧脆转变温度低、缺口敏感性和过载敏感性小等优点。
3、 试述钢中典型的上、下贝氏体的组织形态、立体模型并比较它们的异同。
评分规则: 上贝氏体的组织形态、立体模型：在光学显微镜下，上贝氏体的典型特征呈羽毛状。在电子显微镜下，上贝氏体由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的条状铁素体和在相邻铁素体条间存在的断续的、短杆状的渗碳体组成。其立体形态与板条马氏体相似呈扁条状，亚结构主要为位错。下贝氏体的组织形态、立体模型：在光学显微镜下，下贝氏体呈黑色针状。在电子显微镜下，下贝氏体由含碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细ε-碳化物组成。其立体形态与片状马氏体一样，也是呈双凸透镜状，亚结构为高密度位错。
异同点：相同点：都是铁素体和碳化物的机械混合物，组织亚结构都是高密度的位错。不同点：组织形态不同，立体模型不同，铁素体和碳化物的混合方式不同。上贝氏体强韧性差，下贝氏体具有良好强韧性配合。
4、 比较珠光体、索氏体、托氏体和回火珠光体、回火索氏体、回火托氏体的组织和性能。
评分规则: 
5、 何为第一类回火脆性和第二类回火脆性？它们产生的原因和消除方法？
评分规则: 
第七章 钢的热处理原理 第七单元测验
1、 下列不同状态的共析钢在同一温度加热时，奥氏体形成速度最快的是 。
A:退火态共析钢
B:回火态共析钢
C:淬火态共析钢
D:正火态共析钢
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