1、精選優質文檔-傾情為你奉上金屬學與熱處理第二版（崔忠圻）答案第八章 擴散8-1 何為擴散？固態擴散有哪些種類？答：擴散是物質中原子（或）分子的遷移現象，是位置傳輸的一種方式。根據擴散過程是否發生濃度變化可分為：自擴散、互擴散根據擴散方向是否與濃度梯度的方向相同可分為：下坡擴散、上坡擴散根據擴散過程是否出現新相可分為：原子擴散、反應擴散8-2 何為上坡擴散和下坡擴散？舉例說明。答：下坡擴散：原子或分子沿濃度降低的方向進行擴散，使濃度趨于均勻化。比如鑄件的均勻化退火、工件的表面滲碳過程均屬于下坡擴散。上坡擴散：原子或分子沿濃度升高的方向進行擴散，即由低濃度向高濃度方向擴散，使濃度趨于兩極分化。例如

2、奧氏體向珠光體轉變過程中，碳原子從濃度較低的奧氏體中向濃度較高的滲碳體中擴散。8-3 擴散系數的物理意義是什么？影響因素有哪些？答：擴散系數的物理意義：濃度梯度為1時的擴散通量。D越大，擴散速度越快。影響因素：1、溫度：擴散系數與溫度呈指數關系，隨溫度升高，擴散系數急劇增大。2、鍵能和晶體結構：鍵能高，擴散激活能大，擴散系數減小；不同的晶體結構具有不同的擴散系數：例如從晶體結構來考慮，碳原子在鐵素體中的擴散系數比在奧氏體中的大。3、固溶體類型：不同類型的固溶體，擴散激活能不同，間隙原子的擴散激活能比置換原子的小，擴散系數大。4、晶體缺陷：晶體缺陷處，自由能較高，擴散激活能變小，擴散易于進行。5

3、、化學成分：當合金元素提高合金熔點，擴散系數減小；若降低合金熔點，擴散系數增加8-4 固態合金中要發生擴散必須滿足那些條件？為什么？答：1、擴散需有驅動力。擴散過程都是在擴散驅動力的作用下進行的，如沒有擴散驅動力，也就不能發生擴散。2、擴散原子要固溶。擴散原子在基體中必須由一定的固溶度，形成固溶體，才能進行固態擴散。3、溫度要足夠高。固態擴散是依靠原子熱激活而進行的，溫度越高，原子的熱振動越激烈，原子被激活發生遷移的可能性就越大。4、時間要足夠長。原子在晶體中每躍遷一次最多只能移動0.3-0.5nm的距離，只有經過相當長的時間才能形成物質的宏觀定向遷移。8-5 鑄造合金均勻化退火前的冷塑性變形

4、對均勻化過程有和影響？是加速還是減緩？為什么？答：加速。原因：鑄造合金經非平衡結晶后，會出現不同程度的枝晶偏析。根據擴散第二定律可得知，鑄錠均勻化退火所需時間與枝晶間距的平方成正比，與擴散系數成反比。所以在退火前對合金進行冷塑性變形可破碎枝晶，減小枝晶間距，縮短均勻化的時間。8-6 略（擴散系數計算）8-7 略（消除枝晶偏析時間計算）8-8 可否用鉛代替鉛錫合金做對鐵進行釬焊的材料，試分析說明之？答：不能。原因：因為釬焊過程只是釬料熔化，母材仍處於固體狀態。因此要求釬料與母材不但液態時能互溶，固態時也必須互溶，依靠他們之間的互擴散形成牢固的金屬結合。而鉛是不固溶于鐵的，因此如果以鉛來做釬料，鐵做母材，則鉛是無法擴散到母材中的，無法起到釬焊的效果。8-9 略8-10 滲碳是將零件置于滲碳介質中使碳原子進入工件表面，然后以下坡擴散的方式使碳原子從表層向內部擴散的熱處理方法。試問：1）溫度高低對滲碳速度有何影響？2）滲碳應在奧氏體中還是鐵素體中進行？3）空位密度、位錯密度和晶粒大小對滲碳速度有何影響？答：1）溫度越高，滲碳速度越快。因為擴散系數隨溫度升高，急劇增大。2）在奧氏體中進行。雖然碳在鐵素體中的擴散系數比在奧氏體中大，但是當把鋼加熱至奧氏體時，一方面溫度升高，擴散系數急劇增加；另一方面，奧氏體的溶碳能力急劇增大，可增加滲層深度。3）空位密度和位錯密度越多，滲碳