金属材料成形原理知识考点精华版

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材料成形技术基础复习要点

材料成形技术基础复习要点

材料成形技术基础复习要点第一章:金属的液态成形技术1.铸造成形法:它是将液态金属浇入铸型型腔,使其冷却凝固,从而获得一定形状和性能铸件的成形方法2.金属的铸造性能:金属的流动性、充型能力、收缩、偏析和吸气性3.金属的流动性:金属液本身的流动能力;影响因素:与金属种类、化学成分、凝固方式、及其他物理性能(如粘度)有关,共晶成分的金属熔点最低、因而流动性最好,非共晶成分的金属在结晶区域内,既有形状复杂的枝晶,又有未结晶的液体金属结晶区间越大,流动性越差4.充型能力:金属液充满铸型型腔,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力;影响因素:金属的流动性、浇注条件及铸型条件,流动性越好,液态合金充填铸型的能力越强。

浇注温度越高,液态金属的充型能力就越强,但不宜过高。

充型压力越大,充型能力越强。

但充型压力不宜过大,以免金属飞溅或因气体排出不及时而产生气孔等缺陷。

铸型条件包括铸型材料、铸型结构及铸型中的气体含量5.收缩:金属液态向固态的冷却过程中,其体积和尺寸减小的现象;影响因素:化学成分、浇注温度、铸型结构与铸型条件,液态收缩—凝固收缩—固态收缩6.缩孔:液态金属充满铸型后,铸件在凝固的过程中由于补缩不良而产生的孔洞;缩松:是铸件断面上出现的分散而细小缩孔。

从缩孔缩松的形成可以看出:金属的液态收缩和凝固收缩愈大,则收缩的体积越大,铸件越容易形成缩孔;金属的浇注温度越高,则液态收缩越大;结晶的间隔大的金属,易形成缩松。

预防措施:遵循“顺序凝固”原则,即在造型工艺上认为地设置冒口、冷铁,按照一定的冷却顺序,使缩孔移到铸件外面或消失。

7.铸造内应力:按产生原因分为热应力(铸件壁厚不均匀,收缩不一致)和机械应力(线收缩受到型芯阻碍);预防热应力的措施:尽量减少铸件各部分间的温度差,使其均匀冷却;尽量使壁厚均匀,遵循同时凝固原则,如,将内浇口开设在铸件薄壁处,为加快厚壁部分的冷却,可在厚壁处安放冷铁。

8.同时凝固原则:铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近,甚至是同时完成凝固过程,无先后的差异及明显的方向性,主要用于普通灰铸铁,锡青铜等;优点是可以减少铸造内应力,防止铸件的变形和裂纹缺陷,又可不用冒口而省工省料;缺点是铸件口部容易出现缩孔或缩松。

金属塑性成形原理知识点

金属塑性成形原理知识点

弹性:材料的可恢复变形的能力。

塑性:在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。

塑性变形:材料在一定外力作用下,利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法。

塑性成形:金属材料在一定的外力作用下,利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法。

塑性成形的特点:组织性能好、材料利用率高、生产效率高、尺寸精度高、设备相对复杂。

冷态塑性变形的机理:晶内变形(滑移和孪生)和晶间变形(滑动和转动)滑移:晶体在力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面(滑移面)和晶向(滑移向)相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。

孪生:晶体在力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面(孪生面)和晶向(孪生向)发生均匀切边滑移面:滑移中,晶体沿着相对滑动的晶面。

滑移方向:滑移中,晶体沿着相对滑动的晶向。

塑性变形的特点:不同时性、不均匀性、相互协调性。

合金:合金是由两种或者两种以上的金属元素或者金属元素与非金属元素组成具有金属特性的物质。

合金分为固溶体(间隙固溶体、置换固溶体)和化合物(正常价、电子价、间隙化合物)固溶强化:以间隙或者置换的方式融入基体的金属所产生的强化。

弥散强化:若第二项是通过粉末冶金的方法加入而引起的强化。

时效强化:若第二项为力是通过对过饱和固溶体的时效处理而沉淀析出并产生强化。

冷态下的塑性变形对组织性能的影响:组织:晶粒形状发生变化,产生纤维组织晶粒内部产生亚晶结构晶粒位向改变:产生丝织构和板织构性能:产生加工硬化(随着塑性变形的程度的增加,金属的塑性韧性降低,强度硬度提高的现象)加工硬化的优点:变形均匀,减小局部变薄,增大成形极限缺点:塑性降低、变形抗力提高、变形困难。

热塑性变形的软化过程:动态回复、动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶金泰回复:从热力学角度,变形引起金属内能增加,而处于稳定的高自用能状态具有向变形前低自由能状态自发恢复的趋势静态再结晶:冷变形金属加热到更高温度后,在原来版型体中金属会重新形成无畸变的等轴晶直至完全取代金属的冷组织的过程。

金属材料成形基础知识

金属材料成形基础知识

金属材料成形基础知识引言金属材料成形是一种重要的制造过程,广泛应用于工业生产中。

成形过程通过施加力量和应变,将金属材料从一种形状转化成为另一种形状。

本文将介绍一些金属材料成形的基础知识,包括成形的分类、成形方法、成形工艺和材料选择等内容。

一、成形的分类金属材料成形可以根据成形的方法和成形的温度来进行分类。

1. 根据成形的方法根据成形的方法,金属材料成形可以分为两类:热成形和冷成形。

热成形是指在高温下进行的成形过程。

热成形可以分为锻造、淬火、热轧和热挤压等。

热成形通常用于加工高熔点金属,可以提高材料的塑性和加工性能。

冷成形冷成形是指在室温或接近室温下进行的成形过程。

冷成形可以分为压缩成形和拉伸成形等。

冷成形通常用于加工低熔点金属,可以获得更高的精度和更好的表面质量。

2. 根据成形的温度根据成形的温度,金属材料成形可以分为两类:热成形和冷成形。

热成形是指在高温下进行的成形过程。

热成形可以分为锻造、淬火、热轧和热挤压等。

热成形通常用于加工高熔点金属,可以提高材料的塑性和加工性能。

冷成形冷成形是指在室温或接近室温下进行的成形过程。

冷成形可以分为压缩成形和拉伸成形等。

冷成形通常用于加工低熔点金属,可以获得更高的精度和更好的表面质量。

二、成形方法金属材料成形可以通过不同的方法进行,下面将介绍常见的几种成形方法。

锻造是指将金属材料置于锻模或压模中,通过受力变形将其塑性加工成所需形状的成形方法。

锻造常用于加工大型零部件和高强度金属材料。

2. 淬火淬火是将金属材料加热到临界温度,然后迅速冷却,以使金属材料发生相变和组织变化的成形方法。

淬火可以使金属材料达到更高的硬度和强度。

3. 热轧热轧是指将金属材料加热至变形温度,然后通过轧制机械进行塑性变形的成形方法。

热轧通常用于加工薄板和带材。

热挤压是指将金属材料加热至变形温度,然后通过挤压机械施加压力将其挤压成所需形状的成形方法。

热挤压常用于制造管材和棒材等。

5. 冷冲压冷冲压是指在室温下,利用冲床等设备,在金属板材上施加压力,使其塑性变形成所需形状的成形方法。

材料成型知识点归纳总结

材料成型知识点归纳总结

1.焊接是通过局部加热或同时加压,并且利用或不用填充材料,使两个分离的焊件达到牢固结合的一种连接方法。

实质——金属原子间的结合。

2.应用:制造金属结构件;2、生产机械零件;3、焊补和堆焊。

3.特点:与铆接相比 1 . 节省金属;2 . 密封性好;3 . 施工简便,生产率高。

与铸造相比 1 . 工序简单,生产周期短;2 . 节省金属; 3 . 较易保证质量4.焊条电弧焊:焊条电弧焊(手工电弧焊)是用电弧作为热源,利用手工操作焊条进行焊接的熔焊方法,简称手弧焊,是应用最为广泛的焊接方法。

5.焊接电弧:焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中长时间稳定放电现象,即局部气体有大量电子流通过的导电现象。

电极可以是焊条、钨极和碳棒。

用直流电焊机时有正接法和反接法.6.引弧方式接触短路引弧高频高压引弧7.常见接头形式:对接搭接角接 T型接头8.保护焊缝质量的措施:1、对熔池进行有效的保护,限制空气进入焊接区(药皮、焊剂和气体等)。

2、渗加有用合金元素,调整焊缝的化学成分(锰铁、硅铁等)。

3、进行脱氧和脱磷。

9.牌号J×××J-结构钢焊条××-熔敷金属抗拉强度最低值×-药皮类型及焊接电源种类10.焊缝由熔池金属结晶而成。

冷却凝固后形成由铁素体和少量珠光体组成的柱状晶铸态组织。

11.热影响区的组织过热区正火区部分相变区熔合区12.影响焊缝质量的因素影响焊缝金属组织和性能的因素有焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊接操作方法、焊接接头形式、坡口和焊后热处理等。

13.改善焊接热影响区性能方法:1.用手工电弧焊或埋弧焊焊一般低碳钢结构时,热影响区较窄,焊后不处理即可保证使用。

2.重要的钢结构或用电渣焊焊接构件,要用焊后热处理方法消除热影响区。

3.碳素钢、低合金结构钢构件,用焊后正火消除。

4.焊后不能接受热处理的金属材料或构件,要正确选择焊接方法与焊接工艺。

14.常见的焊接缺陷裂纹夹渣未焊透未熔合焊瘤气孔咬边15.焊接应力的产生及变形的基本形式收缩变形弯曲变形波浪变形扭曲变形角变形16.焊接应力与变形产生的原因焊接过程中,对焊件进行了局部不均匀的加热是产生焊接应力与变形。

材料成型技术基础知识点总结

材料成型技术基础知识点总结

第一章铸造1.铸造:将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中,待其凝固冷却后,获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。

2.充型:溶化合金填充铸型的过程。

3.充型能力:液态合金充满型腔,形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。

4.充型能力的影响因素:金属液本身的流动能力(合金流动性)浇注条件:浇注温度、充型压力铸型条件:铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构流动性是熔融金属的流动能力,是液态金属固有的属性。

5.影响合金流动性的因素:(1)合金种类:与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。

(2)化学成份:纯金属和共晶成分的合金流动性最好;(3)杂质与含气量:杂质增加粘度,流动性下降;含气量少,流动性好。

6.金属的凝固方式:①逐层凝固方式②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。

③中间凝固方式7.收缩:液态合金在凝固和冷却过程中,体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。

收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。

8.合金的收缩可分为三个阶段:液态收缩、凝固收缩和固态收缩。

液态收缩和凝固收缩,通常以体积收缩率表示。

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。

合金的固态收缩,通常用线收缩率来表示。

固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。

9.影响收缩的因素(1)化学成分:碳素钢随含碳量增加,凝固收缩增加,而固态收缩略减。

??? (2)浇注温度:浇注温度愈高,过热度愈大,合金的液态收缩增加。

??? (3)铸件结构:铸型中的铸件冷却时,因形状和尺寸不同,各部分的冷却速度不同,结果对铸件收缩产生阻碍。

???(4)铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力10.缩孔及缩松:铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞,按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。

大而集中的孔洞称为缩孔,细小而分散的孔洞称为缩松。

缩孔的形成:主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶,铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。

金属材料成形基础知识

金属材料成形基础知识
同号应力的变形抗力大于异号应力的变形抗力。
第二章 锻造
利用冲击力或压力使金属在砥铁或锻模中变形,从而 获得所需形状和尺寸的锻件的工艺方法。
锻压成形工艺可分为:
自由锻造成形( 也称自由锻)
模膛锻造成形 (也称模锻)
§1 锻造方法
一、自由锻造成形(也称自由锻):
概念:是用冲击力或压力使金属在锻造设备的上下砧块(或砥铁)
G坯料=G锻件+G烧损+G料头 3、锻造工序的确定:选择什么工序,工序顺序,控制工序
寸,画出工序草图; 4、确定吨位,即选择设备; 5、确定温度范围:主要根据相图和合金材料; 6、热处理工艺:表面淬火、退火等; 7、制订技术要求和合格检验要求; 8、填写工艺卡片。
2)分模面的选择 分模面是指上下锻模在模锻件上的分界面。
(1)扣模
对坯料进行全部或局部扣形,生产长杆非回转体锻件;也可为合 模进行制坯。
(2)筒模
主要用于锻造齿轮、法兰盘等盘类锻件。
(d)组合筒模
(2)合模
由上模和下模组成,并有导向机构,可生产形状复杂、精度较高 的非回转体锻件。
§2 锻造工艺规程的制定
锤上模锻工艺规程包括:绘制模锻件图、计算坯料尺寸、 确定模锻工步(选择模膛)、选择设备及安排修整工序。其中 最主要的是模锻件图的绘制和模锻工步的确定。
当温度继续升高时,金属原子获得更多的热能,开始以碎晶或杂质为 核心结晶成细小而均匀的再结晶新晶粒,从而消除全部加工硬化,这个 过程称为再结晶。 T再 = 0.4 T熔
在再结晶温度以上加热已产生加工硬化的金属,使其发生再结晶而再 次获得良好的塑性,这种操作工艺称为再结晶退火。
这一特性在生产中得到广泛应用: ----如冷轧带钢通过再结晶退火,提高材料的综合性能,尤其是塑性。 进一步可用冷轧带钢来加工钢窗型材等。 ----如在板料拉深工艺中,通过退火提高塑性可增加变形程度。如日用 品中的脸盆、饭缸等。

材料成型基本原理完整版

材料成型基本原理完整版

第一章:液态金属的结构与性质1雷诺数Re:当Re>2300时为紊流,Re<2300时为层流。

Re=Du/v=Duρ/η,D为直径,u 为流动速度,v为运动粘度=动力粘度η/密度ρ。

层流比紊流消耗能量大。

2表面张力:表面张力是表面上平行于切线方向且各方向大小相同等的张力。

润湿角:接触角为锐角时为润湿,钝角时为不润湿。

3压力差:当表面具有一定的曲度时,表面张力将使表面的两侧产生压力差,该压力差值的大小与曲率半径成反比,曲率半径越小,表面张力的作用越显著。

4充型能力:充型过程中,液态金属充满铸型型腔,获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力,即液态金属充型能力。

5长程无序、近程有序:液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液体结构宏观上不具备平移、对称性,表现出长程无序特征;而相对于完全无序的气体,液体中存在着许多不停游荡着的局域有序的原子集团,液体结构表现出局域范围内的近程有序。

拓扑短程序:Sn Ge Ga Si等固态具有共价键的单组元液体,原子间的共价键并未完全消失,存在着与固体结构中对应的四面体局域拓扑有序结构。

化学短程序:Li-Pb Cs-Au Mg-Bi Mg-Zn Mg-Sn Cu-Ti Cu-Sn Al-Mg Al-Fe等固态具有金属间化合物的二元熔体中均有化学短程序的存在。

6实际液态金属结构:实际金属和合金的液体由大量时聚时散、此起彼伏游动着的原子团簇空穴所组成,同时也含有各种固态液态和气态杂质或化合物,而且还表现出能量结构及浓度三种起伏特征,其结构相对复杂。

能量起伏:液态金属中处于热运动的原子的能量有高有低,同一原子的能量也在随时间不停的变化,时高时低,这种现象成为能量起伏。

结构起伏:由于能量起伏,液体中大量不停游动的局域有序原子团簇时聚时散,此起彼伏而存在结构起伏。

浓度起伏:游动原子团簇之间存在着成分差异,而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化,这一现象成为浓度起伏。

材料成形原理重点及答案

材料成形原理重点及答案

一、名词解释1 表面张力—表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。

表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。

2 粘度-表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。

或作用于液体表面的应力τ大小及垂直于该平面方向上的速度梯度dvx/dvy的比例系数。

3 表面自由能(表面能)-为产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。

4 液态金属的充型能力-液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力,即液态金属充填铸型的能力。

5 液态金属的流动性-是液态金属的工艺性能之一,及金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。

6 铸型的蓄热系数-表示铸型从液态金属吸取并储存在本身中热量的能力。

7 不稳定温度场-温度场不仅在空间上变化,并且也随时间变化的温度场稳定温度场-不随时间而变的温度场(即温度只是坐标的函数):8 温度梯度—是指温度随距离的变化率。

或沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。

9 溶质平衡分配系数K0—特定温度T*下固相合金成分浓度CS*及液相合金成分CL*达到平衡时的比值。

10 均质形核和异质形核-均质形核(Homogeneous nucleation) :形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程,亦称“自发形核” 。

非均质形核(Hetergeneous nucleation) :依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程,亦称“异质形核”。

11、粗糙界面和光滑界面-从原子尺度上来看,固-液界面固相一侧的点阵位置只有50%左右被固相原子所占据,从而形成一个坑坑洼洼凹凸不平的界面层。

粗糙界面在有些文献中也称为“非小晶面”。

光滑界面—从原子尺度上来看,固-液界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子占满,只留下少数空位或台阶,从而形成整体上平整光滑的界面结构。

也称为“小晶面”或“小平面”。

12 “成分过冷”及“热过冷”-液态合金在凝固过程中溶质再分配引起固-液界面前沿的溶质富集,导致界面前沿熔体液相线的改变而可能产生所谓的“成分过冷”。

金属塑形成型原理复习资料

金属塑形成型原理复习资料

金属塑形成型原理复习资料第一章 绪论1、金属塑形成型分为基本加工变形方式和组合加工变形方式。

、靠压力作用使金属产生变形的方式有轧制、锻造、挤压。

{内容详见书P4}主要靠拉力作用使金属产生变形的方式有拉拔、冲压(拉深等成形工序)和拉形。

3、塑形:金属产生塑性变形而不破坏其完整性的能力。

(金属在外力作用下能稳定的改变自己的形状和尺寸,而各质点间的联系不被破坏的性能称为塑形)4、主应力:通过坐标变换,可以找到只有正应力的坐标面(切应力为o ),此时的坐标轴称为主轴,主平面上的正应力叫做主应力。

第二章 金属塑性变形的力学基础 1、塑形理论通常采用的假设:(1)变形体是连续的,即整个变形体内不存在任何空隙。

(2)变形体是均质的和各向同性的。

(3)在变形的任意瞬间,力的作用是平衡的。

(4)在一般情况下,忽略体积力的影响。

(5)在变形的任意瞬间,体积不变。

2、张量的表示⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=z zy zxyz y yx xz xy x ij στττστττσσ3、任意斜面上的应力l,m,n 为方向余弦(1)全应力为S,他在三个坐标轴方向的分量为zy x s s s ,,nm l s nm l s n m l s z zyzx zyz y yx y zx yx x x στττστττσ++=++=++= (2-1)于是可求全应力为2222zy s s s s x ++=(2)全应力在法线上的投影就是斜面上的正应力σ()nl mn lm n m l n s m s l s zx yz xy z y x z y x τττσσσσ+++++=++=2222(3)此时切应力为 222στ-=s4、主应力和应力不变量(1)对于斜面ABC,作为待求的主平面,面上的切应力τ=0,因而正应力就是全应力, 即 s =σ,于是全应力在三个坐标轴上的投影为n sn s msm s l sl s z y x σσσ======,并将他们带入(2-1),整理得()()()0=-++=+-+=++-n m l n m l n m l z yz xz zy y xy zx yx x σστττσστττσσ,又因为方向余弦之间存在着这样的关系:1222=++n m l 。

金属材料成型加工复习资料(名词解释、简答、论述)

金属材料成型加工复习资料(名词解释、简答、论述)

塑性变形包括晶内变形和晶间变形。

通过各种位错运动而实现的晶内一部分相对于另一部分的剪切运动就是晶内变形,常温下有滑移和孪生,当T>0.5TR时,可能出现晶间变形,高温时扩散机理起重要作用。

孪生。

孪生后结构没有变化,取向发生了变化,滑移取向不变,一般孪生比滑移困难,所以形变时首先发生滑移,当切变应力升高到一定数值时才发生孪生,密排六方金属由于滑移系统少,可能开始就形成孪晶。

扩散对变形的作用:一方面它对剪切塑性变形机理可以有很大影响,另一方面扩散可以独立产生塑性流动。

扩散变形机理包括:扩散-位错机理;溶质原子定向溶解机理;定向空位流机理。

扩散-位错机理:扩散对刃位错的攀移和螺位错的割阶运动产生影响;扩散对溶质气团对位错运动的限制作用随温度的变化而不同。

溶质原子定向溶解机理:晶体没有受力作用时,溶质原子在晶体中的分布是随机的,无序的,如碳原子在α-Fe,加上弹性应力σ(低于屈服应力的载荷)时,碳原子通过扩散优先聚集在受拉棱边,在晶体点阵的不同方向上产生了溶解碳原子能力的差别,称之为定向溶解,是可逆过程。

定向空位机理则是由扩散引起的不可逆的塑性流动机理。

屈服强度是指金属抵抗塑性变形的抗力,定量来说是指金属发生塑性变形时的临界应力。

金属的实际屈服强度由开动位错源所需的应力和位错在运动过程中遇到的各种阻力。

实际晶体的切屈服强度=开动位错源所必须克服的阻力+点阵阻力+位错应力场对运动位错的阻力+位错切割穿过其滑移面的位错林所引起的阻力+割阶运动所引起的阻力。

面心立方金属单晶体的应力-应变曲线。

1.硬化系数θ较小,一般认为在此阶段只有一个滑移系统起作用,强化作用不大,称位易滑移阶段。

2.硬化系数θ最大且大体上是常数,对于各种面心立方金属具有相同的数量级,故称为线性硬化阶段。

3.硬化系数θ随变形量的增加而逐渐减小,故称为抛物线强化阶段。

面心立方金属形变单晶体的表面现象。

1.除了照明特别好(暗场),用光学显微镜一般看不到滑移线。

材料成型原理章节复习资料

材料成型原理章节复习资料

材料成型原理章节复习资料第一章结构起伏:原子团与空穴的变化现象;三种起伏现象:温度起伏、结构起伏、成分起伏;这三种起伏现象影响液态金属的凝固的过程,从而对产品的质量产生重要的影响。

粘度:液态金属由于原子间作用力大为削弱,且其中存在大量的空穴,其活动性比固态金属要大得多,呈液体的性质。

表面张力:使单独出现在大气中的一小部分液体趋向球状的力。

表面张力的实质:液体或固体同空气或真空接触的界面叫表面。

表面具有特殊的性质,由此产生一些表面特有的现象-----表面现象。

流变铸造:金属或合金在凝固温度区间给以强烈的搅拌,使晶体的生长形态发生变化,有本来是静止状态的树枝晶转变梅花状或接近于球形的晶粒。

第二章流动性:液态金属本身的流动能力;影响:流动性对于排除液体金属中的气体和杂质,凝固过程的补缩、防止开裂,获得优质的液态成形产品有着重要的影响。

液态金属凝固过程中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流。

自然对流:由密度差和凝固收缩引起的流动。

强迫对流:由液体受到各种方式的驱动力而产生的流动。

传热的三种基本方式:传导传热、对流换热、辐射换热。

第三章液态金属凝固的驱动力:液态金属凝固的驱动力是由过冷度提供的,过冷度越大,凝固驱动力也就越大。

过冷度为零时,驱动力则无。

所以金属不能在无过冷度的情况下凝固。

热力学能障:由被迫处于高自由能过度状态下的界面原子所产生。

动力学能障:由金属原子穿越界面过程所引起。

均质形核:在没有任何外来界面的均匀熔体中的形核过程。

异质形核:在不均匀的熔体中依靠外来杂质提供的衬底进行形核的过程。

异质核心基底形态与核心容积的关系:按晶核原子数:凸面上形成的晶核原子数最多,平面上次之,凹面上最少。

按促进异质形核能力:凹界面基底的形核能力最强,平界面基底次之,凸界面基底最弱。

影响异质形核速率的因素:过冷度、界面、液态金属的过热及持续时间的影响。

晶体宏观长大方式:当温度梯度为正时,晶体平面方式长大;当温度梯度为负时,晶体以树枝晶方式生长。

材料成型概论知识点

材料成型概论知识点

1.铸造:液态金属成形又称为铸造,是将固态金属加热到液态,熔炼合格后注入到预先制备好的铸模中,经冷却、凝固成形,获得具有一定形状和性能的毛坯、半成品乃至成品零件的一种材料热加工方法。

2.液态金属成形(铸造)过程都要经历由液态到固态的转变。

3.液态金属的流动性是指金属液的流动能力。

4.液态金属的充型能力是指液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。

5.按凝固区的宽窄,铸件有3种凝固方式:逐层凝固、体积凝固、中间凝固。

6.铸件在冷却过程中,其体积和尺寸缩小的现象称为收缩。

7.铸件线收缩率: 铸件线收缩量与收缩前对应长度之比。

以模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示。

8.缩孔:容积较大而集中的称为缩孔。

9.缩松:容积细小而分散的称为缩松。

10.防止铸件产生缩孔、缩松的基本方法是采用顺序凝固原则。

11.铸件在冷凝过程中,由于各部分金属冷却速度不同,使各部位的收缩不一致,又由于铸型和型芯的阻碍作用,使铸件的固态收缩收到制约而产生内应力,在应力作用下铸件容易产生变形,甚至开裂。

12.减小铸造应力采取同时凝固原则。

13.砂型铸造是指用型砂、芯砂造型、造芯制造铸型的铸造方法。

14.熔模铸造又称失蜡铸造。

用易熔材料(石蜡)制成模样,在模样表面凃敷若干层耐火涂料和砂粒,制成型壳硬化,再将模样熔化排出型壳,从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧、浇注和落砂获得铸件的方法称为熔模铸造。

15.压力铸造是将液态或半固态金属在高压(压力约为5~10Mpa)作用下,以较高的速度充填压铸模型腔,并在高压下冷却凝固获得铸件的一种铸造方法,简称压铸。

16.离心铸造是将金属液浇入高速旋转的铸型,使其在离心力的作用下完成充填和凝固成形的铸造方法。

17.分型面:模具都有两大部分组成:动模和定模(或者公模和母模),分型面是指两者在闭合状态时能接触的部分。

18.浇注位置:指浇注时铸件在铸型中所处的位置。

19.高温出炉,低温浇注:浇注温度提高可以使合金的流动性得到提高,是防止铸件产生浇不足,冷隔等铸造缺陷的重要工艺措施,但浇注温度过高,金属的总收缩量增加,吸气增多,氧化严重,铸件又容易产生缩孔、粘砂、气孔、粗精等缺陷。

《材料成型》基础知识点

《材料成型》基础知识点

《材料成型》基础知识点《材料成型》基础知识点1.简述铸造生产中改善合金充型能力的主要措施。

(1)适当提高浇注温度。

(2)保证适当的充型压力。

(3)使用蓄热能力弱的造型材料。

如砂型。

(4)预热铸型。

(5)使铸型具有良好的透气性。

2.简述缩孔产生的原因及防止措施。

凝固温度区间小的合金充满型腔后,由于逐层凝固,铸件表层迅速凝固成一硬壳层,而内部液体温度较高。

随温度下降,凝固层加厚,内部剩余液体由于液态收缩和补充凝固层的凝固收缩,体积减小,液面下降,铸件内部产生空隙,形成缩孔。

措施:(1)使铸件实现“定向凝固”,按放冒口。

(2)合理使用冷铁。

3.简述缩松产生的原因及防止措施。

出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件中,被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。

措施:(1)、尽量选用凝固区域小的合金或共晶合金。

(2)、增大铸件的冷却速度,使铸件以逐层凝固方式进行凝固。

(3)、加大结晶压力。

(不清楚)4.缩孔与缩松对铸件质量有何影响?为何缩孔比缩松较容易防止?缩孔和缩松使铸件的有效承载面积减少,且在孔洞部位易产生应力集中,使铸件力学性能下降;缩孔和缩松使铸件的气密性、物理性能和化学性能下降。

缩孔可以采用顺序凝固通过安放冒口,将缩孔转移到冒口之中,最后将冒口切除,就可以获得致密的铸件。

而铸件产生缩松时,由于发达的树枝晶布满了整个截面而使冒口的补缩通道受阻,因此即使采用顺序凝固安放冒口也很无法消除。

5.什么是定向凝固原则?什么是同时凝固原则?各需采用什么措施来实现?上述两种凝固原则各适用于哪种场合?定向凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,使铸件上远离冒口的部位先凝固然后是靠近冒口的部位凝固,最后才是冒口本身的凝固。

同时凝固,就是采取必要的工艺措施,使铸件各部分冷却速度尽量一致。

实现定向凝固的措施是:设置冒口;合理使用冷铁。

它广泛应用于收缩大或壁厚差较大的易产生缩孔的铸件,如铸钢、高强度铸铁和可锻铸铁等。

材料成形技术基础第一章重点知识点

材料成形技术基础第一章重点知识点

第一章金属的液态成形技术1、金属液态成形有液态浇注、液态冲压和液态模锻等。

2、铸造成形(即液态浇注)的优点:1)可获得形状复杂的零件毛坯,如:发动机机体、机床箱体和床身、燃气轮机的蜗轮片、复杂工艺品等。

2)适应性广。

各种金属、铸件均可铸造;3)成本低。

所用原材料来源广,价格低,可回收利用;4)机械切削加工量少。

因为铸件的尺寸和形状与零件非常接近。

一、金属液态成形原理主要指金属的铸造性能。

金属的铸造性能包括金属的流动性、充型能力、收缩、偏析、吸气性等。

(一)金属的流动性1、定义:指金属液本身的流动性。

2、影响因素:金属种类、化学成分、凝固方式3、锰和硫会形成高熔点夹杂物,降低金属流动性。

磷形成低熔点夹杂物,提高金属流动性。

(二)金属的充型能力1、定义:金属液充满铸型型腔,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。

2、影响因素:金属流动性、浇注条件、铸型条件。

1)金属流动性:流动性越好,充型能力越强;否则会浇不足、冷隔。

2)浇注条件:①浇注温度(正比;温度过高会使吸气量和总收缩量增大,易产生气孔、缩孔)②充型压力:液态金属在流动方向上所受到的压力。

(正比,压力铸造和离心铸造可增加充型压力)3)铸型条件:包括铸型材料、结构、其中气体含量。

3、“高温出炉,低温回炉”的原理:高温出炉可以使一些难熔的固体质点熔化;低温浇注能使一些尚未熔化的质点及气体在浇包镇静阶段有机会上浮而使铁水净化,从而提高金属流动性。

(三)收缩1、定义:金属由液态向固态的冷却中,其体积和尺寸减小的现象。

2、包括液态收缩(缩孔——顺序凝固原则)和凝固收缩(缩松)、固态收缩(内应力,有变形和裂纹)。

体积收缩线收缩同时凝固原则3、影响因素:化学成分、浇注温度、铸件结构、铸型条件。

4、缩孔:液态金属充满铸型后,铸件在凝固过程中由于补缩不良而产生的洞孔。

✓预防缩孔措施:遵循“顺序凝固”原则,即在造型工艺上人为地设置冒口、冷铁,按照一定的冷却顺序,使缩孔移到铸件的外面或消失。

材料成型原理考试重点

材料成型原理考试重点

一绪论1 塑性:在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力2 塑性成形:金属材料在一定的外力作用下,利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性变形。

也称塑性加工或压力加工3 金属塑性成形的特点:1、组织性能好2、材料利用率高3、尺寸精度高4、生产效率高,适用于大批量生产。

4 金属塑性成形的分类分为块料成形和板料成形(冲压)块料成形分为(1)一次加工(轧制、挤压、拉拔)(2)二次成形(自由锻、模锻)板料成形分为(1)分离工序(2)成形工序5 塑性加工按成形时工件的温度可分为 1、热成形(在充分进行再结晶温度以上所完成的加工如热轧、热锻、热挤压)2、冷成形(在不产生回复和再结晶温度以下进行的加工如冷轧、冷冲压、冷锻、冷挤压)3、温成形(是在介于冷热成形之间的温度下进行的加工如温锻、温挤压)6 对金属塑性成形工艺应提出如下要求:(1)使金属具有良好的塑性(2)使变形抗力小(3)保证塑性成形件质量,即使成形件组织均匀,颗粒细小,强度高,残余应力小等:(4)能了解变形力,以便为选择成形设备,设计模具提供理论依据7 主应力法也叫切块法8 塑性成形原理的另一个重要内容是塑性成性力学9人们对塑性成型过程的应力应变和变形力的求解逐步建立了很多理论和求解的方法,如滑移线法,逐次单元分析法,工程计算法。

变形功法,上限法,上限元法,有限元法99 美国的汤姆逊视塑性法可以根据实验确定的速度场求解变形体内的应力场和应变场10塑性成形问题的力学分析方法(滑移线法、上限法、有限元法)第二章金属塑性变形的物理基础1 多晶体的塑性变形包括(晶粒内部变形和晶界变形)2晶内变形的主要方式和单晶体一样为滑移和孪生其中滑移变形是很主要的,而孪生变形时次要的,一般反起调节作用但在体心立方金属、特别是密排六方金属中,孪生变形也起着重要作用3 滑移:所谓滑移是指晶体(此处可理解为单晶体或者构成多晶体中的一个晶粒)在力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。

金属材料成型原理

金属材料成型原理

1.塑性-----是指金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不被破坏其完整性的能力。

2.塑性指标----塑性加工时,金属塑性变形的限度。

3.变形速率-----变形程度对时间的变化。

4.变形抗力----金属或合金对变形力的反作用力。

5.应力球张量----反应质点三个方向均受压的程度。

6.金属的超塑性-----金属和合金具有超常的均匀变形能力,其延伸率可达到百分之几百、甚至百分之几千。

7.应变速率敏感感性指数-----是真时流动应力-应变速率对数曲线的曲线斜率,表达超塑性特征的一个极其重要的指标。

8.最小阻力定律---如果金属在变形过程中其质点有可能向不同方向流动的话,则变形体各质点将向阻力最小的方向流动的规律。

9.残余应力----当外力取消后,在变形体内所留下的附加应力。

10.干摩擦----是指变形金属与工具表面之间没有任何其他介质和薄膜,两者完全处于直接接触的状态。

11.边界摩擦----一个个分子或分子膜相互滑动摩擦的结果。

这种摩擦状态称边界摩擦。

12.液体摩擦----在一定条件下,润滑剂在工具和坯料之间形成一层润滑膜,使坯料和工具完全隔开,接触表面相互运动的阻力只和液体的黏度有关,而与工具和坯料的表面状态无关。

这种摩擦状态称液体摩擦。

13.再结晶----这些新晶粒不断成长和扩大,逐渐取代已变形的晶粒的过程。

14冷变形----金属变形过程中只发生加工硬化,不存在回复、再结晶的现象。

15热变形----塑性成形时再结晶得以充分进行的变形过程。

16.屈服准则----材料受力后其内部某一点产生塑性变形所满足的力学条件。

17.变形织构----由原来位向紊乱的晶粒到出现有序化,并有严格位向关系的组织结构。

18.流线----在宏观试样上沿着变形方向呈现为一条条的细线条纹。

19.晶粒度----是表示金属材料晶粒大小的程度,由单位面积内所包含晶粒个数来度量。

20.塑性失稳----在塑性加工中,当材料所受载荷达到某一临界值后,即使载荷下降,塑性变形还会继续的现象。

材料成型原理复习总结.doc

材料成型原理复习总结.doc

材料成型原理复习总结名词解释:1溶质平衡分配系数:定义为特定温度卜固相合金成分浓度与液相合金成分浓度达到平衡时的比值。

2液态金属的充型能力:充型过程中,液态金属充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力。

3孕育处理:是在浇注之前或者浇注过程中向液态金属中添加少量物质以达到细化晶粒,改善宏观组织目的的一种工艺方法。

4最小阻力定律:当变形体质点冇可能沿不同方向移动时,则物体各质点将沿着阻力最小的方向移动。

5金属的超塑性:所谓超常的塑性变形行为,具有均匀变形能力,其伸长率可以达到百分之几百,甚至几千,这就是金属的超塑性6定向凝固原则:就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施,使铸件远离冒口的部位先凝固,尔后是靠近你冒口部位凝固,最后才是冒口本身的凝固。

7偏析:合金在凝固过程屮发生的化学成分不均匀的现象称为偏析。

8平衡凝固:是指液,固相溶质成分完全达到平衡状态图对应温度的平衡成分。

9相变应力:貝有固态相变的合金,若各部分发生相变的时刻及相变的程度不同,其内部就可能产生应力,这种应力就成为相变引力。

10晶体择优生长:在发展成为柱状晶组织的过程中需要淘汰取向不利的晶体,这个互相竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的择优生长。

简答题1 •简述金属压力加工(塑性成形)的特点和应用。

答:1生产效率高。

(适用于大批量生产)2.改善了金属的组织和结构(钢锭内部的组织缺陷经塑性变形后组织变得致密,夹杂物被击碎;与机械加工相比,金属的纤维组织不会被切断,因而结构性能得到提高)3材料的利用率高(无切削,只冇少量的工艺废料,因此利用率高)4尺寸精度高(精密锻造,精密挤压,精密冲裁零件,可以达到不需要机械加工就可以使用的程度)应用:金属的塑性加工在汽车,拖拉机,船舶,兵器,航空和家用电器等行业都有广泛的应用。

2.什么是缩孔和缩松?请分别简述这两种铸造缺陷产生的条件和基本原因。

答:铸件在凝同的过程屮,由于合金的液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞•容积大而集中的孔洞称为缩孔,细小而分散的孔洞称为缩松。

(完整word版)材料成型原理问答及名词解释

(完整word版)材料成型原理问答及名词解释

1、凝固原则分为同时凝固和顺序凝固两种。

2、定向凝固技术中的最重要的两个工艺参数分别为温度梯度和抽拉速度。

3、从原子尺度看,合金固-液界面的微观结构可分为两大类,即粗糙界面和光滑界面。

4、铸件中的气孔分为析出性和反应性气孔。

5、通过激冷法和深过冷两种途径可实现合金的快速凝固。

6、铸件内部柱状晶区的范围取决于稳定凝固壳层和内部等轴晶区的出现。

1.液态金属本身的流动能力主要由液态金属的成分、温度和杂质含量等决定。

2.液态金属或合金凝固的驱动力由过冷度提供。

3.晶体的宏观生长方式取决于固液界面前沿液相中的温度梯度,当温度梯度为正时,晶体的宏观生长方式为平面长大方式,当温度梯度为负时,晶体的宏观生长方式为树枝晶长大方式。

5.液态金属凝固过程中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流。

6.液态金属凝固时由热扩散引起的过冷称为热过冷。

7.铸件宏观凝固组织一般包括表层细晶粒区、中间柱状晶区和内部等轴晶区三个不同形态的晶区。

8.内应力按其产生的原因可分为热应力、相变应力和机械应力三种。

9.铸造金属或合金从浇铸温度冷却到室温一般要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段。

10.铸件中的成分偏析按范围大小可分为微观偏析和宏观偏析二大类。

2.晶体结晶时,有时会以枝晶生长方式进行,此时固液界面前液体中的温度梯度为负。

3.灰铸铁凝固时,其收缩量远小于白口铁或钢,其原因在于碳的石墨化膨胀作用。

4.孕育和变质处理是控制金属(或合金)铸态组织的主要方法,两者的主要区别在于孕育主要影响生核过程,而变质则主要改变晶体生长方式。

5.液态金属成形过程中在固相线附近产生的裂纹称为热裂纹,而在室温附近产生的裂纹称为冷裂纹。

9.铸件凝固方式有逐层凝固、体积凝固、中间凝固,其中逐层凝固方式容易产生集中性缩孔,一般采用同时凝固原则可以消除;体积凝固方式易产生分散性缩松,采用顺序凝固原则可以消除此缺陷。

10.金属塑性加工就是在外力作用下使金属产生塑性变形加工方法。

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金属材料成形原理知识考点∙液态金属的结构和性质晶体的结构和性能主要决定于:组成晶体的原子结构和他们之间的相互作用力与热运动。

考点:液态金属的主要特征:近程有序,远程无序(液态原子的排列在几个原子间距的小范围内,与其固态原子的排列方式基本一致,呈现出一定的有规律排列;而距离远的原子排列就不同于固态,表现为无序状态。

)由成分和结构不同的游动原子集团、空穴和许多固态、气态或液态杂质或化合物组成,而且表现出能量起伏、结构及浓度起伏三种起伏特征。

粘滞性(黏度)的本质:质点间结合力的大小。

影响黏度的因素:温度,熔点,杂质。

黏度对液态形成过程的影响:a对液态金属留态的影响b对液态金属净化的影响。

液态金属的流动阻力在层流时受粘度的影响比在紊流时大。

考点:杂质上浮速度公式(自己记忆)表面张力是表面上存在的一个平行于表面且各向大小相等的张力。

本质:表面张力是由于物质在表面上的质点受力不均匀而产生的。

重点:润湿角公式影响界面张力的因素:熔点,温度,溶质(降低的称为表面活性物质,增加的称为非表面活性物质)。

表面张力引起的附加压力:液面凸起(不润湿)为正,液面下凹为负。

充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力。

液态金属的充型能力首先取决于金属本身的流动能力(流动性)同时又受外界条件,如铸型性质,浇注条件,铸件结构等的影响。

流动性:液态金属本身的流动能力。

与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。

影响充型能力的因素及提高的措施a金属性质方面因素(1)合金的化学成分(2)结晶潜热(3)金属的热物理性能(4)黏度(5)表面张力措施:(1)将合金成分调整到共晶成分(2)变质处理细化晶粒b铸型性质方面的因素(1)铸型的蓄热系数(2)铸型的温度(3)铸型中的气体(有利冲型)c浇注条件方面的因素(1)浇注温度(高)(2)充型压头(增加金属液静压头)(3)浇浇注系统的结构(复杂越差)d铸件结构方面因素折算厚度(大)和复杂程度(简单)凝固区域:固相区、凝固区、液相区。

考点:铸件的凝固方式:逐层凝固方式(结晶温度范围很小或断面温度梯度很大),体积凝固方式(结晶温度范围很宽或断面温度场比较平坦、温度梯度很小),中间凝固方式(结晶温度范围较窄或铸件断面温度梯度较大)。

取决于凝固区域宽度。

合金分为窄结晶温度范围合金(在铸件最后凝固部位留下集中的缩孔),宽...(容易发展成为树枝发达的粗大等轴晶组织容易形成分散性的缩孔即缩松),中等...。

考点:铸件断面凝固区域的宽度(决定铸件的凝固方式)是由合金的结晶温度范围和温度梯度两个量决定。

液态金属的结晶液态金属的结晶过程是从形核开始的,然后晶核发生生长而使得系统逐步由液态转变为固态。

考点:相变驱动力及其公式在存在相变驱动力的前提下,液态金属还需要通过起伏作用来克服两种性质不同的能量障碍,一种是热力学能障另一种是动力学能障,前者对形核过程有重要影响,后者则在晶体的生长过程中起了关键作用。

∙液态金属的形核过程形核:形核的首要条件是体系必须处于亚稳定状态,即存在一定过冷度,以提供相变驱动力,其次需要克服热力学能障形成稳定存在的晶核并保证其进一步生长。

考点:均质形核:是在没有任何外来界面的均匀熔体中的形核过程,也称自发形核。

考点:非均质形核:在不均匀的熔体中依靠外来杂质或型壁界面提供的衬底进行形核的过程,也称异质形核或非自发形核。

考点:临界形核半径及功的公式促进非均质生核能力的因素凹界面衬底,平界面衬底,凸界面衬底的生核能力依次减弱。

如压力的激励导致金属熔点的上升,相当增大了过冷度,促进形核∙晶体的生长晶体生长:是液相中原子不断向晶体表面堆砌的过程,即固液界面不断地像液相中推移的过程。

驱动力是体积自由能差值△GV,大小取决于界面温度和合金成分。

动力学过冷度(△Tk=T0-Ti):晶体生长所必需的过冷度。

晶体生长要克服热力学能障界面的平衡结构应是界面自由能最低的结构。

固-液微观界面结构的判据:Jackson因子α。

越大界面越平整界面生长方式和生长速度:a连续生长机理——粗糙界面的生长:b二维形核生长机理——完整平整界面的生长c从缺陷处生长机理——非完整界面的生长∙凝固过程中的溶质再分配现象平衡分配系数(k0):定义考点:溶质再分配:从形核开始知道结晶完毕,在整个过程中,固、液两相内部将不断进行着溶质元素的重新分布的过程。

平衡结晶:结晶过程中,固、液两相都能通过充分传质而使成分完全均匀并完全达到平衡相图对应温度的平衡成分。

非平衡结晶:如果在单相合金的结晶过程中,固、液两相的均匀化来不及通过传质而充分进行,则除界面处能处于局部平衡状态外,两相平均成分势必要偏离平衡图所确定的数值。

单相合金的结晶考点:热过冷:仅由熔体实际温度分布所决定的过冷状态。

考点:成分过冷:由溶质再分配导致界面前方熔体成分及其凝固温度发生变化而引起的过冷。

在相同的条件下,宽结晶温度范围的2-46)界面前方过冷状态对结晶过程的影响:a热过冷对纯金属结晶过程的影响:当GL>0时,界面前方无热过冷,平面生长:当GL<0时,界面前方存在热过冷,枝晶生长。

(单向生长过程中,得到柱状枝晶,自由生长过程中,等轴枝晶)。

b成分过冷对一般单相合金结晶过程的影无成分过冷时界面平面生长窄成分过冷区的作用下的胞状生长:宽成分过冷区作用下的枝晶生长:外生生长:晶体自型壁形核,然后由外向内单相延伸的生长方式。

内生生长:等轴枝晶在熔体内部自由生长的方式。

大多数合金在一般铸造条件下总是按枝晶生长方式结晶第三章结晶组织的形成和控制1.铸件宏观结晶组织的形成及其影响因素铸件的宏观组织的特征:表面细晶区、柱状晶区、内部等轴晶区2.晶粒游离的产生液态金属的流动产生直接过冷熔体中的非均质生核产生型壁晶粒的脱落形成枝晶熔断和增殖引起液面晶粒沉积引起二:孕育处理;向液态金属中添加少量物质达到细化晶粒、改善组织的方法孕育主要是影响生核过程和促进晶粒游离以细化晶粒变质是改变晶体的生长机理,从而影响晶体形貌8.定向凝固原理1.以单向的平面生长方式进行生长,要有足够大的GL/R2.严格的单向散热3.减小熔体的非均质生核能力4.阻止界面前方的晶粒游离10.快速凝固的特征:1)偏析形成倾向减少2)形成新的非平衡相3)细化凝固组织4)形成非晶考点:快速凝固原理(2个)第四章凝固缺陷及控制1.化学成分的不均匀性偏析:合金在凝固过程中发生的化学成分不均匀的现象。

偏析分类:按其范围大小分为微观偏析和宏观偏析。

微观偏析按其形式分为胞状偏析、枝晶偏析和晶界偏析,都是合金在结晶过程中溶质再分配的必然结果。

a枝晶偏析(晶内偏析):若合金以枝晶形式生长,先结晶的枝干与后续生长的分枝也同样存在着成分差异。

考点:偏析度和偏析比Se和Sr:P80。

冷却速度对晶内偏析的影响:在冷却速度不大的条件下,冷却速度越大,溶质扩散越不充分,晶内偏析越严重;当冷却速度超过某一临界值时,随着冷却速度增加,使晶粒细化,晶内偏析减弱,甚至消除。

b胞状偏析:当合金的平衡分配系数k0<1时,胞壁处富集溶质,当k0>1时,胞壁处的溶质贫化,这种化学不均匀性称为胞状偏析。

c晶界偏析宏观偏析a正常偏析b逆偏析。

c V形偏析和逆V形偏析d带状偏析e密度偏析2.气孔气孔的种类:析出性气孔,反应性气孔。

析出性气孔:金属液在冷却及凝固过程中,因气体溶解度下降,析出的气体来不及从液面排出而产生的气孔。

反应性气孔:通常分布在铸件表面皮下1-3mm,表面经过加工或清理后,就暴露出许多小气孔,所以通称皮下气孔。

形状有球状、梨状。

另一类反应性气孔是金属内部化学成分之间或与非金属夹杂物发生化学反应产生的,呈梨形或团球形,均匀分布。

析出性气孔的形成机理:a凝固时溶质再分配导致气孔形成相b侵入性气孔的形成反应性气孔的形成机理:a金属-铸型间反应性气孔:氢气说,氮气说,CO说。

b金属液内反应性气孔:(1)渣气孔:(2)金属液中元素间反应性气孔:影响气孔的因素及防止措施:a影响因素:(1)金属液原始含气量(2)冷却速度,冷却速度越快,气孔不易形成。

(3)合金成分,(4)气体性质b防止析出性气孔的措施:(1)减少金属液的吸气量(2)对金属液进行除气处理(3)阻止金属液中气体析出4)型(芯)砂处理c防止皮下气孔产生的措施:(1)防止和减少气体进去金属液(2)严格控制合金中氧化性较强元素的含量(3)砂型(芯)要严格控制水分(4)适当提高浇注温度(5)减少金属液的氧化。

13.铸造合金在凝固过程中,由于液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞,尺寸较大且集中的孔洞为集中缩孔称为缩孔,尺寸细小且分散的孔洞称为分散性缩孔称为缩松15产生集中缩孔的条件:铸件由表及里的逐层凝固;产生集中缩孔的基本原因:合金液态收缩和凝固收缩之和大于固态收缩;缩孔集中在最后凝固的地方。

20应力分类:按产生原因分为热应力、相变应力及机械阻应力。

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