1、第四章：晶体缺陷 部分作业答案1、 证明位错线不能终止在晶体内部。解 设有一位错线从表面深入晶体，终点 A 在晶体内，如图所示绕位错作一柏氏回路 ，获得柏氏矢量 b。现把回路移动到 位置，按柏氏回路性1L2L质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会改变，仍为 b。但从另一角度看，内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为 0。这二者是相悖的，所以这是不可能的。2、 一个位错环能否各部分都是螺位错，能否各部分都是刃位错，为什么？解 螺位错的柏氏矢量与位错线平行，一根位错只有一个柏氏矢量，而一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果
2、柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。3、 面心立方系单晶体受拉伸形变，拉伸轴是001，求对 b=a /2 及 t 平行01于 的位错在滑移和攀移方向所受的力。已知点阵常数 a=0.36nm。21解 （1）单位长度位错线在滑移面上所受的力 是外加应力场在滑移面滑移方gF向的分切应力 与柏氏矢量 b 的乘积： 。在单位拉伸（应力为 ）的情况，bg。因 b=a /2 及 t 平行于 ，滑移面是柏氏矢量和位错共面cos0121的面，所以滑移面是（111） 。因此， 是 的夹角， 是 的夹0101L2表面 b A
3、 b晶体内部角。根据第一题的计算知 , ；故 。而 b2/1cos3/1cos408.6/的模为 ，最后得ma 095.036.2/ NNbFg /4./.48110式中， 的单位为 Pa。（2）单位长度位错线在攀移方向上所受的力 是外加应力场在刃位错半原子面CF的正应力 与柏氏矢量 b 的乘积： 。因为 b 垂直于位错线，所以讨论的Cc位错是刃位错，气半原子面的法线矢量是 b，即为 ,故 。作01 2/cos2用在单位长度位错线上的攀移力为mNmNFc /275.1/105.210式中， 的单位为 Pa。4、 写出距位错中心为 范围内的位错弹性应变能。如果弹性应变能为 范围1R 1R的一倍，
4、则所涉及的距位错中心距离 为多大？2解 距位错中心为 范围内的位错弹性应变能为 。如果弹性应变1 bKGE12ln能为 范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离 为1R 2RbKGRb212ln4l即= 21从上式看出， 比 大得多，即是说，应变能密度随距位错中心的距离是快速2R1衰减的。5、简单立方晶体（100）面有一个 b=001的螺位错。（1）在（001）面有一个 b=010的刃位错和它相截，相截后在 2 个位错上产生弯结还是割阶？（2）在（001）面有一个 b=100的螺位错和它相截，相截后在 2 个位错上产生弯结还是割阶？解 和上题的讨论一样。为了讨论方便，设（100）面上 b=001的
5、螺位错为 A 位错， （001）面上 b=010的刃位错为 B 位错， （001）面上 b=100的螺位错为 C 位错。（1）A 位错与 B 位错相割后，A 位错产生方向为010的小段位错，A 位错的滑移面是（100） ，010100=0,即小段位错是在 A 位错的滑移面上，所以它是弯结；而在 B 位错产生方向为001的小段位错，B 位错的滑移面是（001） ，001 0010,即小段位错不在 B 位错的滑移面上，所以它是割阶。（2）B 位错与 C 位错相割后，A 位错产生方向为100的小段位错，A 位错的原滑移面是（100） ，100 100 0,即小段位错不在 A 位错原来的滑移面上，但在
6、（010）面上，它也是 C 位错的滑移面，所以它是弯结；而在 C 位错产生方向为001的小段位错，C 位错的原滑移面是（001） ，001 001 0,即小段位错不在 C 位错的原滑移面上，但它在（010）面上，也是 C 位错的滑移面，所以它是弯结。6、指出右图中位错环 ABCDA 的各段位错线是什么性质的位错，它们在外应力 xy作用下将如何运动？解： AB 为正刃位错BC 为负刃位错CD 为负刃位错DA 为正刃位错如图,四个位错均为刃型位错，其滑移面分别 A B C D -A B C D 四方柱体的侧面，而位错受到的应力 xy为 X 面上，且与 b 方向相同；以此：A BCDS.P.bA B
7、CDA” B”C”D”YZXX位错 AB 与 DC 的滑移面与 X 面垂直，发生攀移；负刃型位错 BC 向下滑移；正刃型位错 DA 向上滑移；第六章：相图6-5：解（1）根据杠杆定律，固相所占分数为：（50-40）/ （80-40）=25%液相所占分数为：1-25%=75%（2）不平衡凝固时，因为固相不扩散，液相中可充分对流，充分均匀；因此，根据图 6-105，可以估算已结晶固相中最早部分的成分含 B 约 90%；L- 界面处液相 L 含 B 低于 40%，固相 含 B 低于 80%，固相的平均成分含 B 应（90%+80%） /2=85%至 80%之间。6-6：解（1）合金结晶过程：L，全部
8、转化成固相 ， 相中析出二次 相。合金结晶过程：L，共晶反应 L + ， 相中析出二次 相，由于 相只有共晶时析出相，所以不能单独体现性能； 相的固溶线近似垂直线，因此不考虑二次析出。冷却曲线：略（2）合金室温组织： + ； 相分数为 15/20=75%， 相分数为 1-75%=25%合金结晶组织：+（ + ） ，含有 、 两个相，组织中：含 + 共晶组织分数（90-80）/（90-50）=25%， 相组织分数为75%；相含量为： 相分数为：（ 80-5）/（90-5）=88.24%， 相含量为：1-88.24%=11.76%；（3）依题意：（80-x ）/（90-50 ）=5% ；则：x=7
9、8，合金成分含 B 成分为含B：78%：（4）如果快速冷却不平衡结晶时：合金由于液相没有全部转化成 相达到共晶点，出现伪共晶组织 + ；合金，在冷却速度不足够快时，初晶 减少， （ + ）共晶组织含量增加；在冷却速度足够快时，可能会得到全部的（ + ）共晶组织。6-7：平衡凝固：合金：L，L+ ， 相中析出二次 相；组织： + 合金：L， 相中析出二次 相；组织：+ 不平衡凝固：合金：包晶反应 L+ 不能彻底进行，部分液相直接结晶 相，然后，、 相分别析出 和 相，得到的 1000的组织为： + + + 合金：L 反应不彻底，部分液相发生包晶反应 L+，然后，、 相分别析出 和 相，得到的 1
10、000的组织为： + + + 6-7：平衡凝固：LMgZn 2，L +MgZn2MgZn 5（包晶反应） ，LZn+MgZn 5（共晶反应） ；室温平衡组织：MgZn 5+（Zn+MgZn 5）金属模铸造：冷却速度较快，包晶反应不彻底，就进入共晶反应，会有部分MgZn2 残留；因此，其室温组织为：MgZn 2+MgZn5+（Zn+MgZn 5）6-10：设：共晶线两端 、 相的 WB 分别为 x、y，共晶点的 WB 为 Z；依题意得：（z-0.25）/(z-x)=0.733（z-0.5）/(z-x)=0.4（y-0.5）/(y-x)=0.5解得：x=5%，y=5%，z=80%，题中没有提及固溶
11、度变化，因此可以不予考虑；得到相图的示意图如左图所示6-11， 6-12， 6-13，参考课件的二元相图部分6-22： P：包晶反应：L + Al-Si + FeAl3 Fe 2Si2Al3P1：包共晶反应： L + Fe2Si2Al3 Al-Si + Fe 3Si2Al12E：四元共晶反应：L Al-Si + Fe 3Si2Al12+ FeSi2Al480A 555 B10005007005、关于坚持的名言，你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。 佚名6、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。 罗曼罗兰7、只要持
12、续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。 塞内加8、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。 恰普曼9、书不记，熟读可记；义不精，细思可精；惟有志不立，直是无着力处。 朱熹10、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。 康德11、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。 白哲特12、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 佚名13、立志不坚，终不济事。 朱熹14、富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈。 孟子15、关于坚持的名言，意志目标不在自然中存在，而在生命中蕴藏。 武者小路实笃关于坚持不懈的 50 条励志名人名言16、
13、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。 但丁17、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。 陀思妥耶夫斯基18、功崇惟志，业广惟勤。 佚名19、能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。 雨果20、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。 王守仁21、谁有历经千辛万苦的意志，谁就能达到任何目的。 米南德22、不作什么决定的意志不是现实的意志；无性格的人从来不做出决定。 黑格尔23、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。 梭罗24、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。 乔贝利25、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大的威力。 爱因斯坦
