有一時(shí)效硬鋁合金，在高溫固溶處理后淬火，然后在150℃時(shí)效強(qiáng)化。在時(shí)效過程中，形成了許多很細(xì)小的析出物。通常發(fā)現(xiàn)：時(shí)效析出物的形成具有一定的速度，而且這速度常?？煊诤辖鹪氐臄U(kuò)散系數(shù)（D₀=0.2m²/s，Q=125×10³J/mol）所決定的速度。其原因是由于淬火使合金在低溫下保存了過量的空位。在較低的溫度，空位的平衡數(shù)量要下降，并且可用空位形成能E來描述，在鋁中E≈75×10³J/mol。
冷卻到低溫后，過剩的空位有消失的趨勢(shì)。如可以通過在晶界上的沉淀來實(shí)現(xiàn)。這樣，靠近晶界的空位將要快速下降，而且在那里的擴(kuò)散系數(shù)將很快接近它的正常值。所以，在晶界附近的合金元素的擴(kuò)散將減慢，其結(jié)果是沿著晶界會(huì)造成無沉淀區(qū)（簡(jiǎn)稱PFZ）。試驗(yàn)表明，這種材料加熱到150℃時(shí)效保溫10分鐘，才觀察到有沉淀析出。試計(jì)算：在150℃時(shí)效時(shí)，在材料中這些無沉淀區(qū)的寬度。

考慮銅合金固溶體的均勻化問題.
（1）設(shè)某銅-鋅合金的最高含鋅（Zn）量與平均含Zn量之差為5%Zn，最高含Zn量區(qū)與最小含Zn量區(qū)之間的距離為0.1mm。請(qǐng)使用公式C=C₀exp（-4π²Dt/l²）·sin（2πy/l）計(jì)算使上述含Zn量之差降低到1%Zn所需的時(shí)間。已知：均勻化溫度為815℃，D₀=2.1×10^-5m²/s，Q=171×10³J/mol。
（2）如果是銅-鎳合金，情況同上，則需要多少時(shí)間？已知：在815℃時(shí)，鎳（Ni）在Cu中的擴(kuò)散系數(shù)為D=7×10^-11cm²/s。為加快Cu-Ni合金的均勻化速度，縮短均勻化時(shí)間，可采用什么有效措施？

一奧氏體不銹鋼試樣在1000℃進(jìn)行熱處理，不幸在開始1.5分鐘內(nèi)，保護(hù)氣氛失效，以致在表面發(fā)生了滲碳。設(shè)氣氛為恒定碳勢(shì)，滲碳時(shí)不銹鋼表面的碳含量可達(dá)到1.0%C。但在不銹鋼中允許的碳含量應(yīng)≤0.04%，設(shè)碳在1000℃時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)為D=3×10^-7cm²/s。
1）由于碳的有害作用是由表向里擴(kuò)展的，設(shè)原不銹鋼試樣中含碳量為0，試求滲碳1.5分鐘后，使試樣表面層的性能受到損害的深度是多少？
2）在1.5分鐘后，保護(hù)氣氛恢復(fù)了作用。保護(hù)氣氛與不銹鋼之間沒有碳的交換。在1000℃長(zhǎng)期保溫后，開始1.5分鐘所吸收的碳會(huì)擴(kuò)散到鋼的內(nèi)部，在保溫期間，使鋼表層內(nèi)含碳量達(dá)到的最大有害深度是多少？
3）如果使碳在表層中的有害作用完全消除，問至少要保溫多長(zhǎng)時(shí)間才可消除碳的有害影響？