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文档简介
材料结构习题:固体中原子及分子的运动1. 已知Zn在Cu中扩散时D0=2.110-5m2/s,Q=171103J/mol。试求815时Zn在Cu中的扩散系数。2. 已知C在铁中扩散时D0=2.010-5m2/s,Q=140103J/mol; 铁中Fe自扩散时D0=1.810-5m2/s,Q=270103J/mol。试分别求出927时奥氏体铁中Fe的自扩散系数 和碳的扩散系数 。若已知1Cr可使碳在奥氏体铁中的扩散激活能增加为Q=143103J/mol,试求其扩散系数 的变化和对比分析以上计算结果。3. 若将铁棒置于一端渗碳的介质中,其表面碳浓度达到相应温度下奥氏体的平衡浓度CS。试求(1)结合铁碳相图,试分别示意绘出930和800经不同保温时间(t1t2t3)碳浓度沿试棒纵向的分布曲线;(2)若渗碳温度低于727,试分析能否达到渗碳目的。4. 含碳0.2的低碳钢进行870渗碳较930渗碳具有晶粒细小的优点,则(1)试计算以上两种温度下碳在-Fe中的扩散系数;(2)试计算870渗碳需多少时间可达到930渗碳10小时的渗层厚度(忽略C在-Fe 中的溶解度差异);(3)若渗层厚度测至含碳量0.4处,计算870渗碳10小时后的渗层厚度及其与930同样时间渗层厚度的比值。(表面碳浓度取1.2)习题4答案:1 解:根据扩散激活能公式得 2 解:根据扩散激活能公式得 已知1Cr可使碳在奥氏体铁中的扩散激活能增加为Q=143103J/mol,所以,由此可见,1Cr使碳在奥氏体铁中的扩散系数下降,因为Cr是形成碳化物的元素,与碳的亲和力较大,具有降低碳原子的活度和阻碍碳原子的扩散的作用。3 (1)参见204页。(2)若渗碳温度低于727,不能达到渗碳目的。因为在727以下,铁为相,而C在Fe中的溶解度非常小(最高为在727时为0.0218)。4 解:(1)在870下,在930下,(2)低碳钢渗碳的扩散方程解为所以,渗层厚度,要达到相同渗层厚度,则所以,。 (3
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