如题所述
第1个回答 2024-08-19
七、二元相图
1. 共晶相图与包晶相图的主要区别在于共晶反应产生两个生成相，而包晶反应产生一个生成相。共晶相图中的液相点位于水平线中间，包晶相图中的液相点则位于一端。共晶反应后液相消失，而包晶反应后液相可能依然存在。共晶相图的产物是两相混合物，而包晶相图的产物为单一固相。
2. 成分过冷对晶体生长形态的影响主要受液相内的温度梯度和凝固速度的影响。负温度梯度时，晶体生长形成树枝状结构；随成分过冷程度增大，分别形成平面晶、胞状晶和树枝晶。平面晶所需过冷度较大，工业应用中通常达不到，因此金属、固溶体合金铸件的组织一般为树枝晶组织。
3. 典型铸锭的宏观组织包含表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区。表层细晶区靠近模壁，由非均匀形核形成；柱状晶区温度升高，过冷度减小，形核受限，沿温度梯度方向生长；中心等轴晶区在铸锭中心形成，由成分过冷、熔液对流和枝晶重熔产生籽晶等机制共同作用形成。
4. 铸锭组织的形成受浇铸速度、铸型散热条件、熔液成分、变质处理和物理方法的影响。高浇铸速度和快散热条件有利于柱状晶形成；纯度高的熔液也促进柱状晶形成。变质处理抑制柱状晶区，促进等轴细晶粒生长。振动方法同样有助于抑制柱状晶区，促进等轴细晶粒生长。
5. 亚共析钢室温下的平衡组织为铁素体（F）和珠光体（P）。F的强度低，塑性、韧性好，而P的强度和硬度更高，但塑性、韧性较差。随含碳量的增加，F量减少，P量增加，组织组成物的相对量可通过杠杆定律计算。因此，亚共析钢随含碳量增加，强度和硬度升高，而塑性、韧性下降。
6. 材料性能与相图关系密切，通过相图可以判断材料的力学性能和物理性能。匀晶系中，固溶体的强度和硬度随溶质组元含量的增加而提高。对于共晶系和包晶系，材料性能随成分变化呈现直线关系，形成两项混合物时，性能为两组成相的平均值。
7. 相图中共有五种渗碳体：Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ、Fe3C共析和Fe3C共晶。Fe3CⅠ由液相析出，形态连续分布；Fe3CⅡ由奥氏体中析出，形态网状分布；Fe3CⅢ由铁素体中析出，形态为网状、短棒状和粒状分布在晶界上；Fe3C共析为片状；Fe3C共晶为粗大的条状。
8. 碳含量增加时，铁碳合金的强度先增后减。当碳含量低于0.77%时，组织为铁素体和珠光体，珠光体的增加起强化作用，故强度随碳含量增加而增加；当碳含量超过0.77%后，组织中出现二次渗碳体，少量不连续分布的二次渗碳体起强化作用，继续增加强度；但当碳含量超过1.0%时，二次渗碳体质量增加至连续网状分布，首断裂形成微裂纹，强度降低。
9. 钢中的常存杂质元素及其对性能的影响包括硫、磷、硅、锰、氮和氧的影响。硫提高钢的热脆性，通过添加适量的锰减少热脆性，但硫可提高钢的切削加工性能；磷增加钢的冷脆性，但提高钢的抗大气腐蚀能力；硅量少起强化作用，量多增大钢的脆性；锰量少起强化作用，量多增大钢的脆性，可降低钢的热脆性；氮产生应变时效，细化晶粒和沉淀强化；氧形成氧化物，增大钢的脆性；氢引起钢的氢脆。
八、三元相图
1. 浓度三角形的七大规则包括等含量规则、等比例规则、推论、背向规则、直线法则、杠杆定律和重心定律。这些规则描述了在特定温度下三元合金平衡状态的成分点与三元相图的关系。
2. 三元相图总结了各种三元合金的相图特性，包括相图的构建、相图中的元素分布、相图中的平衡相和合金成分的确定方法。三元相图的应用包括合金的相平衡、成分设计和性能预测。
1. 共晶相图与包晶相图的主要区别在于共晶反应产生两个生成相，而包晶反应产生一个生成相。共晶相图中的液相点位于水平线中间，包晶相图中的液相点则位于一端。共晶反应后液相消失，而包晶反应后液相可能依然存在。共晶相图的产物是两相混合物，而包晶相图的产物为单一固相。
2. 成分过冷对晶体生长形态的影响主要受液相内的温度梯度和凝固速度的影响。负温度梯度时，晶体生长形成树枝状结构；随成分过冷程度增大，分别形成平面晶、胞状晶和树枝晶。平面晶所需过冷度较大，工业应用中通常达不到，因此金属、固溶体合金铸件的组织一般为树枝晶组织。
3. 典型铸锭的宏观组织包含表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区。表层细晶区靠近模壁，由非均匀形核形成；柱状晶区温度升高，过冷度减小，形核受限，沿温度梯度方向生长；中心等轴晶区在铸锭中心形成，由成分过冷、熔液对流和枝晶重熔产生籽晶等机制共同作用形成。
4. 铸锭组织的形成受浇铸速度、铸型散热条件、熔液成分、变质处理和物理方法的影响。高浇铸速度和快散热条件有利于柱状晶形成；纯度高的熔液也促进柱状晶形成。变质处理抑制柱状晶区，促进等轴细晶粒生长。振动方法同样有助于抑制柱状晶区，促进等轴细晶粒生长。
5. 亚共析钢室温下的平衡组织为铁素体（F）和珠光体（P）。F的强度低，塑性、韧性好，而P的强度和硬度更高，但塑性、韧性较差。随含碳量的增加，F量减少，P量增加，组织组成物的相对量可通过杠杆定律计算。因此，亚共析钢随含碳量增加，强度和硬度升高，而塑性、韧性下降。
6. 材料性能与相图关系密切，通过相图可以判断材料的力学性能和物理性能。匀晶系中，固溶体的强度和硬度随溶质组元含量的增加而提高。对于共晶系和包晶系，材料性能随成分变化呈现直线关系，形成两项混合物时，性能为两组成相的平均值。
7. 相图中共有五种渗碳体：Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ、Fe3C共析和Fe3C共晶。Fe3CⅠ由液相析出，形态连续分布；Fe3CⅡ由奥氏体中析出，形态网状分布；Fe3CⅢ由铁素体中析出，形态为网状、短棒状和粒状分布在晶界上；Fe3C共析为片状；Fe3C共晶为粗大的条状。
8. 碳含量增加时，铁碳合金的强度先增后减。当碳含量低于0.77%时，组织为铁素体和珠光体，珠光体的增加起强化作用，故强度随碳含量增加而增加；当碳含量超过0.77%后，组织中出现二次渗碳体，少量不连续分布的二次渗碳体起强化作用，继续增加强度；但当碳含量超过1.0%时，二次渗碳体质量增加至连续网状分布，首断裂形成微裂纹，强度降低。
9. 钢中的常存杂质元素及其对性能的影响包括硫、磷、硅、锰、氮和氧的影响。硫提高钢的热脆性，通过添加适量的锰减少热脆性，但硫可提高钢的切削加工性能；磷增加钢的冷脆性，但提高钢的抗大气腐蚀能力；硅量少起强化作用，量多增大钢的脆性；锰量少起强化作用，量多增大钢的脆性，可降低钢的热脆性；氮产生应变时效，细化晶粒和沉淀强化；氧形成氧化物，增大钢的脆性；氢引起钢的氢脆。
八、三元相图
1. 浓度三角形的七大规则包括等含量规则、等比例规则、推论、背向规则、直线法则、杠杆定律和重心定律。这些规则描述了在特定温度下三元合金平衡状态的成分点与三元相图的关系。
2. 三元相图总结了各种三元合金的相图特性，包括相图的构建、相图中的元素分布、相图中的平衡相和合金成分的确定方法。三元相图的应用包括合金的相平衡、成分设计和性能预测。
