Exam review

Question  #34–You  would  be  given  a  chart  similar  to  that  below  and  asked  to   answer  the  questions  (similar  to  #1,  and  #2,  below.     Element   Crystal  structure     Atomic  radius   Fe         BCC           0.124  nm   Cr         BCC         0.125  nm   Al       FCC         0.125  nm   N       HCP         0.065  nm   1.  For  which  combination  of  metals  do  you  expect  substitutional  solid  solution   strengthening  to  occur?   a)  Fe  and  Cr   b)  Fe  and  Al   c)  Fe  and  N   d)  Cr  and  Al   e)  Cr  and  N   f)  Al  and  N     Answer:  a)  

consider  the  4  requirements  for  substitutional  atoms:    

Similar:  size–a)  b)  and  d)  would  be  correct  if  we  consider  only  size.   xl  structure–only  a)  is  correct.  We  can  eliminate  all  other  choices.  

Similar  electronegativities–if  not  specified,  assume  that  they  are  similar  for  metals  given  

Similar  valences.  You  would  be  given  a  periodic  table  to  determine  this.  Since  Fe  and  Cr  are   only    2    columns  apart  on  the  periodic  table,  this  is  similar  enough  for  our  purposes.  

  2.    For  which  combination  of  metals  do  you  expect  diffusion  to  be  the  fastest?   a)  N  in  Fe  at  700°C       b)    N  in  Fe  at  900°C     c)  Cr  in  Fe  at  700°C       d)    Cr  in  Fe  at  900°C   e)  Al  in  Fe  at  700°C       f)      Al  in  Fe  at  900°C             Answer:  b)   The  fastest  diffusion  is  interstitial  N  is  part  of  the  small  diffusing  element  list   (NOCH),  so  will  be  the  fastest  diffusing  species.  We  can  eliminate  all  but  a)  and  b)     Since  diffusion  is  faster  at  higher  temperature,  we  eliminate  a)