液态成型原理复习总结
材料成型原理及工艺第一章液态成型工艺基础理论
态 陷产生，导致成型件力学性能，
成 特别是冲击性能较低。
型 2. 涉及的工序很多，难以精确控
的 制，成型件质量不稳定。
缺 3.由于目前仍以砂型铸造为主，
点：
自动化程度还不很高，且属于热 加工行业，因而工作环境较差。
4.大多数成型件只是毛坯件，需 经过切削加工才能成为零件。
液态成型原理及工艺
冲天炉出铁
缸体等。
液态成型原理及工艺
液 (3) 成本较低
态
所用原料大都来源广泛，价格
成
低廉，一般不需要昂贵的设备。
型
的 (4)成型件尺寸精度高
优
成型件与最终零件的形状相似、
点：
尺寸相近，因而切削加工余量可 减少到最小，从而减少了金属材
料消耗，节省了切削加工工时。
液态成型原理及工艺
液
1. 组织疏松，晶粒粗大，成型件 内部常有缩孔、缩松、气孔等缺
液态成型原理及工艺
一、液态合金的流动性
1、合金流动性：是指液态合金本身的
流动能力。
合金的流动性用浇注 流动性试样的方法来 衡量。流动性试样的 种类很多，如螺旋形、 球形、α形、真空试 样等等，应用最多的 是螺旋形试样，如图11所示。
图1-1 液态成型原理及工艺
合金流动性主要取决于合金化学成分。对应着纯 金属、共晶点和形成金属间化合物的成分，流动 性出现最大值；而有结晶温度范围的合金，流动 性下降。这是因为纯金属和共晶成分的合金是在 恒温下结晶的，凝固层表面光滑，对尚未凝固的 金属液流动阻力小，因此流动性好；如图1-2a。
液态成型原理及工艺
绪 论 复习题
1、什么是液态成型？优缺点有哪些？
液态成型原理及工艺
第一章液态成型工艺基础理论
液态成型
液态成型1、液态成型主要研究内容。
掌握凝固过程的传热，凝固热力学和动力学，合金的凝固，液态金属的凝固组织及其控制，凝固缺陷及其控制，钢锭及连铸坯的凝固，焊缝的凝固。
2、凝固过程控制的关键。
传热3、液态金属的结构特点。
结构特点：长程无序——不具备平移、对称性；近程有序——相对于完全无序的气体，液体结构表现出局域范围的有序性微观特点：“能量起伏”——液态金属中各微观区域的能量处于此起彼伏，变化不定的状态。
这种微区内的能量短暂偏离其平均能量的现象，叫做能量起伏。
（原子团间能量的不均匀性）“结构起伏”——液体中大量不停“游动”着的局域有序原子团簇时聚时散、此起彼伏（原子团结构的不均匀性）“浓度起伏”——同种元素在不同原子团中分布的不均匀性4、液态金属的流动性及影响因素。
流动性是指熔融金属的流动能力。
1）合金成分纯金属、共晶成分和金属间化合物流动性好，结晶温度范围宽的合金流动性差。
比热容、密度较大的合金流动性好，导热系数小的合金流动性好。
2）结晶潜热潜热约占金属含量热的85%~90%，结晶潜热释放越多，流动性越好。
3）液态金属的粘度及表面张力，粘度越高表面张力越大，液态金属流动性越好5、液态金属的充型能力及影响因素。
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，影响因素：金属性质（流动性的影响）；铸型性质；浇注条件；铸件结构6、凝固过程传热基本特点。
传热特点为：“一热、二迁、三传”。
“一热”，即在凝固过程中热量的传输是第一位的，是最重要的，它是凝固过程能否进行的驱动力。
“二迁”，指固—液界面和金属—铸型界面，随着凝固进程而发生动态迁移，并使得界面上的传热现象变得极为复杂。
“三传”，即金属的凝固过程同时包含动量传输、质量传输和热量传输，而在热量传输过程中同时存在有导热、对流和辐射传热这三种传热方式。
7、铸件温度场的研究方法。
（1）数学解析法（2）数值计算法（3）测温法铸件温度场的影响因素：1.金属性质的影响因素(1)热扩散率；(2)结晶潜热；(3)液-固相线温度2. 铸型性质的影响(1) 铸型的蓄热系数；(2) 铸型温度3. 浇注条件的影响液态金属的浇注温度4. 铸件结构的影响(1) 铸件壁厚（当量厚度、模数）(2) 铸件的形状8、铸件凝固过程中，若不计液态金属的热阻，金属凝固速度主要受哪三种热阻的控制。
液态成形原理名词解释及简答题
一、名词解释。
过冷度：金属的理论结晶温度和实际结晶温度的差值均质形核：在没有任何外来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或者型壁面提供的衬底进行形核的过程异质形核速率的大小和两方面有关，一方面是过冷度的大小，过冷度越大形核速率越快。
二是和界面有关界面和夹杂物的特性形态和数量来决定，如果夹杂物的基底和晶核润湿，那么形核速率大。
形核速率：在单位时间单位体积内生成固相核心的数目液态成型：将液态金属浇入铸型之，凝固后获得具有一定形状和性能的铸件或者铸锭的方法复合材料：有两种或者两种以上物理和化学性质不同的物质复合组成一种多相固体定向凝固：使金属或者合金在熔体中定向生长晶体的方法溶质再分配系数：凝固过程当中，固相侧溶质质量分数和液相侧溶质质量分数的比值流动性是确定条件下的充型能力，液态金属本身的流动能力叫做流动性液态金属的充型能力是指液态金属充满铸型型腔获得完整轮廓清晰的铸件能力影响充型能力的因素：（1）金属本身的因素包括金属的密度、金属的比热容、金属的结晶潜热、金属的粘度、金属的表面张力、金属的热导率金属的结晶特点。
（2）铸型方面的因素包括铸型的蓄热系数、铸型的温度、铸型的密度、铸型的比热容、铸型的涂料层、铸型的透气性和发气性、铸件的折算厚度（3）浇注方面的因素包括液态金属的浇注温度、液态金属的静压头、浇注系统中的压头总损失和影响液态金属凝固过程的因素：主要因素是化学成分冷却速度是影响凝固过程的主要工艺因素液态合金的结构和性质以及冶金处理（孕育处理、变质处理、微合金化）等对液态金属的凝固也有重要影响液态金属凝固过程当中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流，自然对流是由于密度差和凝固收缩引起的流动，由密度差引起的对流成为浮力流。
凝固过程中由传热。
传质和溶质再分配引起液态合金密度的不均匀，密度小的液相上浮，密度大的下沉，称为双扩散对流，凝固以及收缩引起的对流主要主要产生在枝晶之间，强迫对流是由液体受到各种方式的驱动力产生的对流，例如压力头。
液体成形的原理
液体成形的原理液体成形是一种加工方法，通过控制液体的流动和凝固过程，将液体转变成所需形状的制品。
液体成形可以分为凝胶注射成形、热塑性流体力学、电致动力学和磁性制造等多种方法。
这些方法广泛应用于各个领域，例如塑料、金属和陶瓷等材料的成形。
液体成形的原理主要涉及到液体的流变性质、液体的凝固行为以及成形工艺参数的控制等方面。
下面将从这几个方面详细阐述液体成形的原理。
首先是液体的流变性质。
液体的流变性质是指液体在受力作用下变形的能力。
液体的流变性质由其黏度、流变应力、流变应变等参数来描述。
黏度是指液体抵抗剪切变形的能力，流变应力是指在外力作用下液体发生变形所受到的应力，流变应变是指液体在外力作用下发生的变形程度。
液体具有流变性质，可以通过调整液体的黏度、流变应力和流变应变等参数来实现液体成形的需要。
其次是液体的凝固行为。
液体在凝固过程中，其流变性质会发生变化，从流动状态转变为固态状态。
液体凝固的过程受到多种因素的影响，例如温度、压力、成分等。
通常液体凝固的过程是从一个高温阶段开始，液体逐渐冷却，直至达到凝固温度，形成固态制品。
在凝固的过程中，液体的流变性质会发生变化，黏度会增加，流变应力和流变应变也会发生变化。
液体成形还需要控制成形工艺参数。
成形工艺参数包括温度、压力、时间等。
这些参数的选择和控制直接影响到成形的效果和制品的质量。
例如，在凝胶注射成形中，需要控制注射的速度、压力和时间，以确保液体能够填充整个模具，并且形成所需形状的制品。
在热塑性流体力学中，需要控制加热和冷却的速度，以及应用的压力和时间，以便将液体加热到可塑化的温度，然后迅速冷却形成制品。
在电致动力学和磁性制造中，需要控制电场或磁场的强度和方向，以及液体的导电性或磁性，来实现液体的定向操控和成形。
液体成形的原理其实就是通过控制液体的流变性质、凝固行为和成形工艺参数，实现将液体转变成所需形状的制品的过程。
液体成形广泛应用于各个领域，例如塑料制品的注塑成形、金属制品的压铸和铸造、陶瓷制品的注浆成形等。
液态成型原理
空间点阵:指几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列，是人为的对晶体结构的抽象。?扩展位错：通常指一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错形态。?扩散：热激活的院子通过自身的热震动克服束缚而迁移它处的过程。?自扩散：不依赖于浓度梯度，而仅由热振动而产生的扩散。?互扩散：在置换式固溶体中，两组元互相扩散。?
4）割阶与原位错不在同一滑移面上，只能通过攀移运动，所以割阶是位错运动的障碍---?割阶硬化。?
加工硬化:金属经冷塑性变形后，其强度和硬度上升，塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。原因：随变形量增加,?位错密度增加，由于位错之间的交互作用(堆积、缠结)，使得位错难以继续运动，从而使变形抗力增加；这是最本质的原因。?均匀形核:新相晶核是在母相中存在均匀地生长的，即晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。?非均匀形核：新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外来表面形核。?结构起伏:液态结构的原子排列为长程无序，短程有序，并且短程有序原子团不是固定不变的，它是此消彼长，瞬息万变，尺寸不稳定的结构，这种现象称为结构起伏。?
间隙扩散：这是原子扩散的一种机制，对于间隙原子来说，由于其尺寸较小，处于晶格间隙中，在扩散时，间隙原子从一个间隙位置跳到相邻的另一个间隙位置，形成原子的移动。?反应扩散:伴随有化学反应而形成新相的扩散称为反应扩散。?空位扩散：扩散原子从正常位置跳动到邻近的空位，即通过原子与空位交换位置而实现扩散。每次跳迁须有空位迁移与之配合。?
பைடு நூலகம்
交割：当一位错在某一滑移面上运动时，会与穿过滑移面的其他位错交割。?位错交割的特点?
液态成形工艺知识点总结
液态成形工艺知识点总结液态成形工艺的主要特点是能够将液态材料通过模具加工成所需的零件、产品，具有成形周期短、生产效率高、成形精度高、批量生产能力强等优点。
其成型材料包括热塑性塑料、热固性塑料、金属合金等，广泛应用于各种制造工艺中。
注塑成形是将热塑性塑料通过加热并加压的方式，使其溶解成为流动状态，然后通过注射机将其注入模具中进行成型。
注塑成形工艺主要包括原料预处理、注塑机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在注塑成形工艺中，模具设计是至关重要的，其质量直接影响到成型产品的质量和生产效率。
同时，成型工艺参数的控制也非常重要，包括注塑温度、注射速度、模具温度、冷却时间等参数的控制都会影响到成型产品的质量。
压铸成形是将金属合金通过加热并加压的方式，使其溶解成为流动状态，然后通过压铸机将其注入模具中进行成型。
压铸成形工艺主要包括原料预处理、压铸机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在压铸成形工艺中，原料的质量和成分控制是至关重要的，影响到成型产品的力学性能和表面质量。
同时，模具设计和成型工艺参数的控制也非常重要，直接影响到成型产品的形状精度和表面粗糙度。
吹塑成形是将热塑性塑料通过加热并加压的方式，使其溶解成为流动状态，然后通过气流将其吹入模具中进行成型。
吹塑成形工艺主要包括原料预处理、吹塑机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在吹塑成形工艺中，原料的质量和成分控制同样非常重要，直接影响到成型产品的力学性能和表面质量。
模具设计和成型工艺参数的控制也是影响成型产品质量的重要因素。
挤塑成形是将热塑性塑料通过加热并压力的方式，使其在挤出机中形成带状截面的坯料，然后通过挤出头模具进行成型。
挤塑成形工艺主要包括原料预处理、挤出机操作、模具设计、成型工艺参数控制等多个方面。
在挤塑成形工艺中，原料的质量和成分控制同样非常重要，直接影响到成型产品的力学性能和表面质量。
同时，模具设计和成型工艺参数的控制也是影响成型产品质量的重要因素。
液态成形复习资料
第一篇 金属液态成形工艺一 铸造概念、优缺点 1 概念：将液态合金浇注到一定形状、尺寸铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法.2 铸造的优点和缺点：3 铸造的基本问题： 凝固组织的形成与控制；铸造的缺陷与防止；尺寸精度与表面粗糙度的控制。
第一章 金属液态成形工艺基础§1-1 液态金属的充型能力与流动性 充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。
充型能力不足的缺陷：浇不足、冷隔、夹渣、气孔等。
影响因数：一、液态合金的流动性 合金的流动性是： 液态合金本身的流动能力。
合金流动性主要由合金结晶特点决定二、浇注条件 （1）浇注温度 一般T 浇越高，液态金属的充型能力越强。
（2）充型压力 压力越大，充型能力越强。
（3）浇注系统结构 结构复杂，流动阻力大，充型能力差。
三、铸型充填条件 （1）铸型材料 铸型的蓄热系数大，充型能力越差（2）铸型温度 铸型温度越高，充型能力越强。
（3）铸型中的气体四、铸件结构 （1）铸件壁厚 厚度大，热量散失慢，充型能力就好。
（2）铸件复杂程度 结构复杂，流动阻力大，充型困难。
§1-2 液态金属的凝固与收缩一、铸件的凝固方式 1. 逐层凝固 2. 糊状凝固 2. 糊状凝固影响铸件凝固方式的主要因素 ：（1）合金的结晶温度范围 结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固 。
（2）铸件的温度梯度 凝固区域的宽窄还与铸件内外层之间的温度差。
若铸件温度梯度大，则其对应的凝固区窄 。
二、合金的收缩1. 收缩的概念1. 收缩的概念 合金的收缩经历如下三个阶段：1）液态收缩 浇注温度~凝固开始温度间的收缩（2） 凝固收缩 凝固开始~凝固终止温度间的收缩。
（3） 固态收缩 凝固终止温~到室温间的收缩。
体收缩率： 铸件缩孔或缩松的原因。
%100⨯-=铸件铸件铸型V V V V ε线收缩率： 铸件产生应力、变形、裂纹原因。
2. 缩孔与缩松 液体金属冷凝时，液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞 。
铸件成形原理(液态成形原理)知识点
1.实际金属的液态结构：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及空穴所组成。
能量起伏、结构起伏、浓度起伏。
原子集团内的有序排列——近程有序；液态金属原子无规律排列——远程无序2.粘度系数简称粘度，是用来表征液体粘滞性大小的系数，τ=ττττττ，液体内摩擦阻力大小的表征。
影响因素：原子间结合能U（↑）、原子间距δ（↓）、温度T（↓）、合金组元或微量元素—高熔点合金（高）共晶合金（低）3.表面张力（σ或ϒ）：物质表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的宏观张力。
物体倾向于减小其表面积而产生表面张力（单位N/m，1dyn/cm=10−3N/m）。
影响因素：界面（表面）张力与原子间的结合力（↑，润湿角cosτ=τGS−τLSτGL）、温度（↓）、元素价电子数目、合金杂质元素附加压力——当液体表面弯曲时，在表面张力作用下，液面内和液面外存在一个压力差∆p4.液态金属的充型能力：在充型过程中，液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、尺寸精确，轮廓清晰的铸件的能力影响因素：金属性质（流动性）、铸型性质（蓄热系数b2）、浇注条件（浇注温度、充型压力、浇注系统）、铸件结构。
5.金属的加热膨胀：温度升高，振动能量增加，振动频率和振幅加大；原子间距，原子能量升高6.熔化潜热：金属在熔点，由固态变为同温度的液态时，要吸收大量的热量，称为熔化潜热7.毛细现象——润湿管壁的液体在细管里升高，而不润湿管壁的液体在细管里降低。
液体的表面张力导致的附加压力8.折算厚度（平方根）法（铸件凝固时间）：τ模=K√τ凝或√τ凝=τ模τ，K−凝固系数9.铸件凝固方式：(1)逐层凝固：断面温度梯度很大，或窄结晶温度范围的合金，纯金属、共晶成分合金(2)体积凝固：断面温度场较平坦，或宽结晶范围的合金(3)中间凝固：断面温度梯度较大，或较窄结晶范围的合金影响因素：(1)合金结晶温度范围(2)铸件断面上的温度梯度10.凝固动态曲线：11.过冷类型：(1)动力学过冷ΔT k(2)曲率过冷ΔT r(3)压力过冷ΔT p(4)热过冷ΔT T(5)成分过冷ΔT c凝固界面及其前沿的过冷度ΔT=ΔT k +ΔT r +ΔT p +ΔT T +ΔT c12. 凝固形核：(1) 均质形核——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。
铸件成形原理(液态成形原理)知识点
1.实际金属的液态结构：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及空穴所组成。
能量起伏、结构起伏、浓度起伏。
原子集团内的有序排列——近程有序；液态金属原子无规律排列——远程无序2.粘度系数简称粘度，是用来表征液体粘滞性大小的系数，τ=ττττττ，液体内摩擦阻力大小的表征。
影响因素：原子间结合能U（↑）、原子间距δ（↓）、温度T（↓）、合金组元或微量元素—高熔点合金（高）共晶合金（低）3.表面张力（σ或ϒ）：物质表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的宏观张力。
物体倾向于减小其表面积而产生表面张力（单位N/m，1dyn/cm=10−3N/m）。
影响因素：界面（表面）张力与原子间的结合力（↑，润湿角cosτ=τGS−τLSτGL）、温度（↓）、元素价电子数目、合金杂质元素附加压力——当液体表面弯曲时，在表面张力作用下，液面内和液面外存在一个压力差∆p4.液态金属的充型能力：在充型过程中，液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、尺寸精确，轮廓清晰的铸件的能力影响因素：金属性质（流动性）、铸型性质（蓄热系数b2）、浇注条件（浇注温度、充型压力、浇注系统）、铸件结构。
5.金属的加热膨胀：温度升高，振动能量增加，振动频率和振幅加大；原子间距，原子能量升高6.熔化潜热：金属在熔点，由固态变为同温度的液态时，要吸收大量的热量，称为熔化潜热7.毛细现象——润湿管壁的液体在细管里升高，而不润湿管壁的液体在细管里降低。
液体的表面张力导致的附加压力8.折算厚度（平方根）法（铸件凝固时间）：τ模=K√τ凝或√τ凝=τ模τ，K−凝固系数9.铸件凝固方式：(1)逐层凝固：断面温度梯度很大，或窄结晶温度范围的合金，纯金属、共晶成分合金(2)体积凝固：断面温度场较平坦，或宽结晶范围的合金(3)中间凝固：断面温度梯度较大，或较窄结晶范围的合金影响因素：(1)合金结晶温度范围(2)铸件断面上的温度梯度10.凝固动态曲线：11.过冷类型：(1)动力学过冷ΔT k(2)曲率过冷ΔT r(3)压力过冷ΔT p(4)热过冷ΔT T(5)成分过冷ΔT c凝固界面及其前沿的过冷度ΔT=ΔT k +ΔT r +ΔT p +ΔT T +ΔT c12. 凝固形核：(1) 均质形核——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。
液态成型
液态成型1、液态成型主要研究内容。
掌握凝固过程的传热，凝固热力学和动力学，合金的凝固，液态金属的凝固组织及其控制，凝固缺陷及其控制，钢锭及连铸坯的凝固，焊缝的凝固。
2、凝固过程控制的关键。
传热3、液态金属的结构特点。
结构特点：长程有序，近程无序实际结构特点：能量起伏，结构起伏，浓度起伏结构特点：长程无序——不具备平移、对称性；近程有序——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的有序性微观特点：“能量起伏”——液态金属中各微观区域的能量处于此起彼伏，变化不定的状态。
这种微区内的能量短暂偏离其平均能量的现象，叫做能量起伏。
（原子团间能量的不均匀性）“结构起伏”——液体中大量不停“游动”着的局域有序原子团簇时聚时散、此起彼伏（原子团结构的不均匀性）“浓度起伏”——同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异。
（同种元素在不同原子团中分布的不均匀性4、液态金属的流动性及影响因素。
流动性是指熔融金属的流动能力。
1）合金成分纯金属、共晶成分和金属间化合物流动性好，结晶温度范围宽的合金流动性差。
比热容、密度较大的合金流动性好，导热系数小的合金流动性好。
2）结晶潜热潜热约占金属含量热的85%~90%，结晶潜热释放越多，流动性越好。
3）液态金属的粘度及表面张力5、液态金属的充型能力及影响因素。
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，称为液态金属充填铸型的能力，即充型能力。
金属性质方面的因素（流动性的影响）；铸型性质方面的因素；浇注条件方面的因素；铸件结构因素。
6、凝固过程传热基本特点。
金属凝固过程中，其传热特点可简要概括为：“一热、二迁、三传”。
“一热”，凝固过程中热量“二迁”，固—液界面和金属—铸型界面，动态迁移“三传”，动量传输、质量传输和热量传输7、铸件温度场的研究方法。
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。
材料成形原理--液态成形重点
本复习题仅适用于贵州大学机械学院12-13年度上学期1、液态成形温度场的数学解释法的假设条件：P64（1）金属的结晶范围很小，可忽略不计，即视为恒温下结晶。
（2）不考虑结晶潜热。
（3）铸件和铸型潜热。
（4）铸件与铸型紧密接触，无间隙，传热方式为传热方式为热传导。
2、铸件凝固时间的计算：（1）铸件的凝固时间是指从液态金属充满铸型的时刻至凝固完毕所需要的时间。
（2）单位时间内凝固层的增长厚度称为凝固速度。
（3）凝固时间是制定液态成形工艺的重要参数。
（4）平方根定律：t=ξ2/ k2(适合于大平板铸件和结晶间隔小的合金铸件）折算厚度法则：t=R2/ k2(R=V1/A2,R为折算厚度或铸件模数)（5）总结：为什么生产中多为球形晶？因为球的面积A越小，R越大，t越长，充型能力越好；疏松为小而分散的空洞，难防止；缩孔为大而集中的空洞，易防止。
第三章：1、（1）金属的熔化：是从晶界开始的。
P74晶粒间出现相对流动，称为晶界粘性流动。
☆熔化潜热：在熔点的固态变为同温度的液态时，金属要吸收大量的热量。
熔化：金属以规则的原子排列突变为紊乱的非晶结构的过程。
（2）研究金属的液态结构方法：一：间接方法，就是通过固态→液态、固态→气态转变后一些物理性质的变化来判断液态的原子结构状况。
二：直接，通过液态金属的X射线或中子线的结构分析来研究液态的原子情况。
（3）液态铝中的原子的排列在几个原子间距的小范围内，与其固态铝原子的排列方式基本一致，而远离的原子就完全不同于固态了。
这种结构称为微晶，液态铝的这种结构称为近程有序而远程无序的结构，而固态的原子结构为远程有序的结构。
（4）液态金属的结构的特点：1)原子的排列在较小间距内仍具有一定规律性，即原子间仍保持较强的结合能，且其平均原子间距增加不大。
2)在熔化时，晶体的结构已受到部分破坏，故其排列的规律性仅保持在较小范围内，这个范围是由十几个到几百个组成的集团。
3)液态中原子热运动的能量大，能量起伏也大，每个集团中具有动能大的原子能克服临近的原子的束缚，产生很强的热运动，并能成簇地脱离原有集团而加入别的集团或组成新的集团。
第一节 金属的液态成形原理
决定凝固方式的因素： （1）结晶温度范围 （2）铸件断面温度场分布变化
二 液态合金的充型能力
充型: 液态合金填充铸型的过程. 充型能力 : 液态合金充满铸型型腔 , 获得形状完整 , 轮廓清晰的铸件的能力
若充型能力不足，易产生:
1）浇不足: 不能得到完整隙或凹坑 , 机械性能下 降.
2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点 低,过热度大；
3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初 生树枝状晶阻碍液流 。 常用铸造合金中，铸铁的流动性最好，铸钢的流动性最差。
逐层凝固（好）
糊状凝固（差）
不同成分合金流动性
（过热度）
碳钢
铸铁
碳钢随着结晶温 度范围的增加而 流动性变差；亚 共晶铸铁随含碳 量的增加流动性 提高。
纵向温度分布曲线
冷铁
同时凝固— 整个铸件几乎同时凝固。
同时凝固特点:不需冒口，节约金属且工艺简单；铸件均 匀冷却，减小热应力,不易形成内应力、变形和裂纹等缺 陷，但心部缩松有时难以避免,故用于收缩小的合金和各 种合金的薄壁铸件。如灰铸铁，锡青铜，铝硅合金等。 （1）这是由于薄壁铸件的铸型冷却作用强，薄壁断面温 度梯度大，倾向于逐层凝固。因此收缩小的灰铸铁可消除 缩孔，获得致密铸件；而收缩较大的薄壁铸钢、有色合金 铸件会出现轴线缩松，但其表层组织致密。
温度
固
液
表层
中心
铸件的凝固方式
2)糊状凝固
• 结晶温度范围很宽 的合金，从铸件的 表面至心部都是固 液两相混存。 • 铸件断面上布满小 晶体，将金属液分 割开，致充型和补 缩能力变差。
温度
固
液
表层
中心
铸件的凝固方式
(材料成形原理液态成形原理)1.3界面现象
形变
形变是从初始工件形状到成 形结束形状的过程，会受到 材料的韧性、强度和刚度的 影响。
断裂
在成形过程中，材料可能会 发生断裂。这会对成形件的 性能产生不利的影响。
常见的成形技术类型
1 锻造
2 深抽
用压力将材料挤压成形，以产生所需的 形状。
利用模具和加热处理，将材料压成平面 或凸出的形状。
3 挤压
4 投铸
将材料塑料化，从模具压出所需形状。
在熔融状态下，将材料倒入模具中，并 在凝固前使其凝固。
成形后的加工和处理
成形后的部件还需要进一步的加工和处理，以使它们符合最终产品的要求和标准。
切割和打磨
这种加工技术可以使零件更加平整和匀称，以适应其他部件或设计要求。
热处理和冷却处理
通过在材料上施加热量和冷却，可以改变其硬度、强度、弹性和韧性等性质。
温度影响
温度变化会影响传质的 速度，因为更高的温度 意味着分子更具活力。
传质的控制
控制传质是很困难的， 因为往往需要定期进行 测试和分析。
了解流体流动
流体在成形过程中的流动性质是至关重要的，因为它们对成形件的质量产生着深刻的影响。
1
流体特性
流体是由分子和粒子组成的，因此它们的性质非常像，包括表面张力和粘度。
2
方向与速度
流体的方向和速度可以影响成形过程的质量和性质。如果流动不均匀，会留下缺 陷。
3
流移模型
通过研究不同的流体流动模型，可以更好地了解流体的流动行为。
材料性质对成型的影响
不同类型的材料具有不同的化学和物理性质，这些性质会对成形过程产生很大的ห้องสมุดไป่ตู้响。
材料选择
选择材料时，考虑流动性、 温度行为、热膨胀和化学反 应等因素。
液态变化知识点总结
液态变化知识点总结液态变化是物质的一种状态变化过程，是物质从固态到气态（升华）、从气态到固态（凝固）、或者从固态到液态、从液态到气态（汽化）、从气态到液态（液化）的转变。
这种状态变化在日常生活中随处可见，对于我们的生活和工业生产都有着重要的影响，因此了解液态变化的相关知识十分重要。
本文将对液态变化的相关知识进行详细总结。
一、凝固与熔化1. 凝固凝固是指物质由液态变成固态的过程。
当物质的温度降至其凝固点时，分子间的相互作用变得十分强大，使得分子无法再自由移动，从而形成了固体。
凝固是一个放热过程，释放出的热量被称为凝固潜热。
常见的凝固现象包括水凝固成冰、熔融金属凝固成为固体等。
2. 熔化熔化是指物质由固态变为液态的过程。
当物质的温度升至其熔化点时，分子间的相互作用减弱，使得分子开始自由移动，物质由固态转变为液态。
熔化是一个吸热过程，吸收的热量同样被称为熔化潜热。
常见的熔化现象包括冰熔化成水、固体蜡熔化成液态蜡等。
二、汽化与液化1. 汽化汽化是指物质由液态变为气态的过程，也被称为蒸发。
当物质处于液态状态时，其表面的分子具有一定的动能，能够克服表面张力，从而逃逸出液态表面，形成气体。
汽化过程是一个吸热过程，吸收的热量被称为汽化潜热。
常见的汽化现象包括水蒸发成水蒸气、酒精挥发成酒精蒸气等。
2. 液化液化是指气体由气态变为液态的过程。
当气体的温度降至其饱和蒸气压以下时，气体分子间的相互作用变得强大，使得气体被压缩成液态。
液化过程是一个放热过程，释放出的热量同样被称为液化潜热。
常见的液化现象包括空气液化成液态氮、液氢液化成液态氢等。
三、升华升华是指物质由固态直接变为气态的过程，在这个过程中，物质的凝固点直接超过了其熔化点，使得物质从固态跳过液态，直接变成了气态。
常见的升华现象包括干冰升华成二氧化碳气体、碘升华成紫色蒸气等。
四、影响液态变化的因素1. 温度温度是影响物质状态变化的重要因素之一。
温度变高会加速物质的熔化、汽化和升华过程，反之温度变低会加速物质的凝固和液化过程。
铸造液态成型培训小结
铸造液态成型培训小结在现代工业生产中，铸造液态成型是一种非常重要的技术。
该技术是将液态金属经过一定的成型工艺，在高温下逐渐冷却并形成所需产品的过程。
对于学习铸造液态成型技术的工作者而言，需要全面掌握该技术的基本流程、操作规范及常见技术难点等。
以下是铸造液态成型培训小结，希望对大家有所帮助。
铸造液态成型的基本流程包括材料准备、为铸模喷涂脱模剂、制备液态金属、注入铸模、冷却成型及后续加工。
首先，应将所需的原材料进行准备，包括液态金属、成型模具、脱模剂等。
接着，为铸模喷涂一层脱模剂，以便后续成型时铸模和成品能够更容易分离。
然后，将液态金属进行加热至一定温度后，注入铸模中，等待冷却。
冷却时间与要求成品的形状、厚度、质量有关，冷却时间可以通过计算等方式预估好。
成品冷却完毕后，进行后续的加工与处理。
在铸造液态成型过程中，应注意一些操作规范。
比如，在注入液态金属时，一定要注意个人安全，穿好防护服及相关安全装备，以防烫伤或其他安全事故的发生。
此外，在液态金属加热过程中，应适时搅拌，以防止出现大块状金属，影响注入铸模。
加热时应注意掌握好加热时间和温度，以免影响成品质量。
铸造液态成型技术常见的技术难点包括准确控制液态金属的温度、避免金属流动过程中出现气泡或其他杂质、加热过程中金属含气量不同造成的气孔等问题。
在实际生产中，可以适当控制加热时间、温度和搅拌速度等因素，以防止出现以上问题。
综上所述，铸造液态成型技术在现代工业生产中应用非常广泛，学习铸造液态成型技术的工作者要全面掌握该技术基本流程、操作规范及常见技术难点等，以便顺利完成生产任务。
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论述成分过冷与热过冷的涵义以及它们之间的区别和联系。
成分过冷的涵义:合金在不平衡凝固时，使液固界面前沿的液相中形成溶质富集层，因富集层中各处的合金成分不同，具有不同的熔点，造成液固前沿的液相处于不同的过冷状态，这种由于液固界面前沿合金成分不同造成的过冷。
热过冷的涵义: 界面液相侧形成的负温度剃度，使得界面前方获得大于的过冷度。
成分过冷与热过冷的区别 :
热过冷是由于液体具有较大的过冷度时，在界面向前推移的情况下，结晶潜热的释放而产生的负温度梯度所形成的。
可出现在纯金属或合金的凝固过程中，一般都生成树枝晶。
成分过冷是由溶质富集所产生，只能出现在合金的凝固过程中，其产生的晶体形貌随成分过冷程度的不同而不同，当过冷程度增大时，固溶体生长方式由无成分过冷时的“平面晶”依次发展为：胞状晶→柱状树枝晶→内部等轴晶（自由树枝晶）。
成分过冷与热过冷的联系: 对于合金凝固，当出现“热过冷”的影响时，必然受“成分过冷”的影响，而且后者往往更为重要。
即使液相一侧不出现负的温度梯度，由于溶质再分配引起界面前沿的溶质富集，从而导致平衡结晶温度的变化。
在负温梯下，合金的情况与纯金属相似，合金固溶体结晶易于出现树枝晶形貌。
如何理解实际液态金属结构及其三种“起伏”特征？
答：理想纯金属是不存在的，即使非常纯的实际金属中总存在着大量杂质原子。
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、液态或气态杂质或化合物，而且还表现出能量、结构及浓度三种起伏特征，其结构相当复杂。
能量起伏是指液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低的现象。
结构起伏是指液态金属中大量不停“游动”着的原子团簇不断地分化组合，由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又会有另一些原子组合到该团簇中，此起彼伏，不断发生着这样的涨落过程，似乎原子团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发生着改变的现象。
浓度起伏是指在多组元液态金属中，由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为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的现象。
比较缩孔与缩松的形成机理
缩松－结晶温度范围较宽的合金，一般按照体积凝固的方式凝固，凝固区内的小晶体很容易发展成为发达的树枝晶。
当固相达到一定数量形成晶体骨架时，尚未凝固的液态金属便被分割成一个个互不相通的小熔池。
13
在随后的冷却过程中，小熔池内的液体将发生液态收缩和凝固收缩，已凝固的金属则发生固态收缩。
由于熔池金属的液态收缩和凝固收缩之和大于其固态收缩，两者之差引起的细小孔洞又得不到外部液体的补充，便在相应部位形成了分散性的细小缩孔，即缩松。
缩孔－纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围窄的合金，在一般铸造条件下按由表及里逐层凝固的方式凝固。
由于金属或合金在冷却过程中发生的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩，从而在铸件最后凝固的部位形成尺寸较大的集中缩孔。
15. 简述凝固裂纹的形成机理及防止措施。
金属在凝固过程中要经历液－固状态和固－液状态两个阶段，在温度较高的液-固阶段，晶体数量较少，相邻晶体间不发生接触，液态金属可在晶体间自由流动，此时金属的变形主要由液体承担，已凝固的晶体只作少量的相互位移，其形状基本不变。
随着温度的降低，晶体
不断增多且不断长大。
进入固-液阶段后，多数液态金属已凝固成晶体，此时塑性变形的基本特点是晶体间的相互移动，晶体本身也会发生一些变形。
当晶体交替长合构成枝晶骨架时，残留的少量液体尤其是低熔共晶，便以薄膜形式存在于晶体之间，且难以自由流动。
由于液态薄膜抗变形阻力小，形变将集中于液膜所在的晶间，使之成为薄弱环节。
此时若存在足够大的拉伸应力，则在晶体发生塑性变形之前，液膜所在晶界就会优先开裂，最终形成凝固裂纹。
可从冶金和工艺两个方面采取措施，防止热裂纹的产生。
18. 集中缩孔的形成机理（3分）
答：纯金属、共晶和结晶温度范围窄的合金，一般按由表及里的逐层凝固方式凝固，当液态收缩和凝固收缩大于固态收缩时，便会在最后凝固部位形成尺寸较大的集中缩孔。