问题
问答题
根据图7-16所示的Pb-Sn相图：①画出成分为ψ(Sn)=50%合金的冷却曲线及其相应的平衡凝固组织。②计算该合金共晶反应后组织组成体的相对量和组成相的相对量。③计算共晶组织中的两相体积相对量，由此判断两相组织为棒状还是为层片状形态。在计算中忽略Sn在α相和Pb在β相中的溶解度效应，假定α相的点阵常数为Ph的点阵常数：aPb=0.390nm，晶体结构为面心立方，每个晶胞4个原子；β相的点阵常数为β-Sn的点阵常数：aSn=0.583nm，cSn=0.318nm，晶体点阵为体心立方，每个晶胞4个原子。Pb的相对原子质量为207，Sn的相对原子质量为119。
答案
参考答案：
(1)合金的冷却曲线及凝固组织如图35所示：
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室温平衡组织：α初+(α+β)共+βⅡ，或α初+(α+β)共
(2)合金发生共晶反应后的组织组成体为α初和(α+β)共，各自的含量为
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(α+β)共=(1-α初)%=72%
合金发生共晶反应后的相组成为a相和β相，各自的含量为
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β=(1-α)%=39.5%
(3)α相的晶胞体积为：[*]
每个晶胞中有4个原子，每个原子占据的体积为：[*]=0.01483nm3
β相的晶胞体积：[*]
每个晶胞4个原子，每个原子占据的体积为：[*]
在共晶组织中，两相各自所占的质量分数分别为：
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设共晶组织共有100g，则其中α=45.35g，β=54.65g
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即α相占共晶体总体积的20.75%。由于α相的含量小于27.6%，在不考虑层片的界面能时，该共晶组织应为棒状。