材料成形原理__合肥工业大学（20）--第五、七章阶段测验参考答案B

《材料成形原理》阶段测验（第五、七章）班级： 姓名： 学号 成绩：
座位：第 排， 左起第 座
1、判断正误（划√或×）（每题5分）
（1）表面细等轴晶的结晶潜热既可从型壁导出，也可向过冷熔体中散失。

（ √ ）
（2） 柱状晶通常以表面激冷晶为基底而向内部生长，其主干取向与热流方向相平行的枝晶，较之取向不利的相邻枝晶生长得更为迅速。

（ √ ）
（3）合金偏析系数│1—K 0│越大，激冷晶越易形成脖颈，从而有利于内部等轴晶形成。

（√ ）
（4）球铁生产中以球化剂处理铁水，以及铸钢钢液中加入钛铁处理均属于变质处理。

（× ）
（5）焊缝凝固，因熔池过热度高及温度梯度大，从而容易按柱状晶方式生长。

（ √ ）
（6）铝合金中氮的溶解度很低，故可用氮气去除铝液中有害气体和杂质。

（ √ ）
（7）增加焊接气氛的氧化性，可降低氢气和氮气在钢熔池中的溶解。

（ × ）
（8）提高焊接电流及焊接电压可降低焊缝的[H]、[N]。

（ × ）
（9） 水汽不仅是金属液中氢气的主要来源，而且对金属液也有氧化的作用。

（ √ ）
（10）熔化极电弧焊的直流反接法，因电离的H+、N+等阳离子易向作为阴极的熔池运动，
使氢和氮在焊缝金属中的含量低于直流正接法的溶解量。

（ √ ）2、根据右图，试回答：（25分） （1）纵坐标的p o 2代表什么： 金属氧化物的分解压 ；（2）图中曲线位置越低，表明该氧化物分解压越：大 ；
（3）金属氧化物的分解压越低，表明相同氧分压情况下，相应金属被氧化的倾向越 大 。

（4） 根据该图，CaO 、MgO 、Al 2O 3三种氧化物的稳定自由氧化物分解压与温度的关系
T /℃
l g p O 2/×101.3k P a
Mo O
性由大到小的顺序为： CaO>MgO>Al 2O 3 。

（5）根据该图，用Si 、Al 元素来脱氧，其还原FeO 能力由大到小的顺序为： Al > Si 。

3、根据等轴晶形成与细化途径及其原理，简答：
（1）为什么降低浇铸温度可促进并细化等轴晶？（8分）
降低浇注温度可以避免在浇注过程及凝固初期形成的激冷等轴晶在向内部游离过程中不至因熔体温度过高而重熔，从而促进等轴晶的形成。

（2）根据形核理论、Clausius-Clapeyron 方程:P H V T T m ∆⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆∆=∆，为什么超声波振动在液相中产生空化作用可细化晶粒？（7分）
超声波振动可在液相中产生空化作用，形成空隙，当空隙崩溃时，液体迅速补充,液体流动的动量很大，产生很高的压力。

由以上公式，当压力增加时凝固，合金熔点温度也要增加，从而提高了凝固过冷度；根据形核率与过冷度的关系式（3-17），过冷度增大导致形核率提高，从而使晶粒细化。

（3）根据“型壁脱落、游离……”、“枝晶熔断”理论，分别阐述铸型振动方法能够促进并细化等轴晶的作用机制。

（10分）？
振动可使液相和固相发生相对运动，导致枝晶破碎，铸型型壁处的大量细小等轴晶脱落并游离到铸件内部形成等轴晶的结晶核心；振动可引起局部的温度起伏，有利于枝晶熔断，同时，振动的动量作用可进一步促使凝固中的二次及三次枝晶臂熔断，游离到熔体中成为等轴晶现成的生长基底。