课堂练习-0704

（1）写出位错反应式，并用能量条件判断反应进行的方向。

（2）说明新位错的性质。

（3）当拉应力轴为[101]，时，求新位错所受到的滑动力。（铝的点阵常数为0.4nm）。

（提示：两晶向的夹角可由公式：  

2、直接观察铝试样，在晶粒内部位错密度为ρ=5×1013/m2,如果亚晶间的角度为5°，试估算界面上的位错间距和亚晶粒的平均尺寸（铝的晶格常数a=2.8×10-10m）。

3、试利用Fe-O相图（见右图）分析纯铁在1000℃氧化时氧化层内的组织与氧浓度分布规律，画出示意图。

4、已知在900℃时对一批（500个）钢齿轮成功渗碳需要10h，此温度下铁为FCC晶体。如果渗碳炉在900℃运行1h需要耗费1000元，在1000℃时运行1h需要耗费1500元，试问，将渗碳温度提高至1000℃完成同样效果的渗碳处理，其经济效益是否会更高？而提高了渗碳温度，还有其他一些什么因素需要考虑？（已知碳在γ-Fe中的扩散激活能为Q=32900×4.18J/mol）。

5、在912℃时，bcc铁的单位晶胞的体积为0.024nm3。在相同温度时，fcc铁的单位晶胞的体积是0.0486nm3。当铁由bcc转变为fcc，其密度改变的百分比是多少？已知Fe 相对原子质量为55.85。

6、确定下图(a)中标以A和B的面的晶面指数。在图(b)中画出面。

B面

（b）

（a）

答案：

1、（1）

  所以从能量条件看，此位错反应可以进行。

  （2）新位错，是面心立方晶体的单位位错，其位错线是（111）与两晶面的

         交线，故新位错为刃型位错，其滑移面为（001），不是面心立方晶体的密排面（111），所以这一新位错不能滑移，为固定位错。

（3）

3、

4、

注意到，由于只改变热处理的时间和温度，所以Dt应该为常数。

要在1000℃下获得900℃时同样效果的渗碳处理（在相同的层深处的碳浓度C相同）需满足下式：

D1273t1273 = D1173t1173

已知碳在γ-Fe中的扩散激活能为Q=32900×4.18J/mol，且

由此可得：900℃时，每齿轮耗费为（1000元/h）（10h）/500=20元

          1000℃时，每齿轮耗费为（1500元/h）（3.299h）/500=8.9 元

如果只考虑炉子的运行花费，提高温度完成同样效果的渗碳处理可以减少所需的时间，从而可以降低处理每个齿轮的成本，同时还可以提高生产效率，其经济效益更高。

        另外，需要考虑的因素是，在1000℃时进行热处理是否会带来包括微观结构等在内的其他方面的变化？例如，温度升高会否导致晶粒长大更加显著？高温是否会影响到炉子或其他附属设备的寿命？从更高温度冷却是否会导致残余应力？所得产品是否仍满足所有其他的规范要求？

6、