合金熔炼期末复习题精简版

第一章1.概念题1)铸铁：含碳量大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。

2)铁碳双重相图：Fe-Fe3C介稳定系相图与Fe-C（石墨)稳定系相图相结合的双重相图。

3)分配系数：4)偏析系数：5)珠光体领域：每个珠光体团由多个结构单元组成，每个结构单元中片层基本平行。

每个结构单元称作一个珠光体领域。

2.简答题1)普通灰铸铁，除铁外还还有哪些元素？C、Si、Mn、S、P。

2)介稳定与稳定相图的共晶共析点差异。

共晶点: Fe-Fe3C 1147℃ 4.3%(介稳定)Fe-C 1153℃ 4.26%(稳定)共析点：Fe-Fe3C 727℃ 0.77%Fe-C 736℃ 0.69%3)含Si量对稳定系相图的影响。

Si增加，共晶点和共析点含碳量减少，温度增加。

硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区。

Si越多，奥氏体加石墨的共晶温度高出奥氏体加渗碳体的温度也越多。

硅量的增加，缩小了相图上的奥氏体区。

4)说明碳当量、共晶度的定义、意义，如何使用碳当量、共晶度确定铸铁的组织。

元素对共晶点实际碳量的影响，将这些元素的量折算成碳量的增减，叫做碳当量CE。

CE>4.26%为过共晶成分 CE=4.26%为共晶成分； CE<4.26%亚共晶成分。

铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值，叫做共晶度S C。

S C >1为过共晶；S C =1为共晶；S C <1为亚共晶成分。

5)按石墨形态铸铁分为哪几种，做出各种石墨形态的示意图？灰铸铁（片状) 球墨铸铁蠕墨铸铁团絮状石墨铸铁（可锻铸铁)6)形成球状石墨的两个必要条件。

铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨的界面张力。

第二章一、概念题1.灰口铸铁：通常是指断面呈灰色，其中的碳的主要以片状石墨形式存在的铸铁。

2.孕育处理：铁液浇注以前，在一定的条件下，向铁液中加入一定量的孕育剂以改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高性能为目的的处理方法。

3.铸铁的遗传性：更换炉料后，铸铁的主要成分不变，但组织发生明显变化，炉料与铸件组织之间的这种关系成为铸铁的遗传性。

二、简答题1.灰铸铁的室温组织？由金属基体和片状石墨所组成。

主要的金属基体形式有珠光体、铁素体及珠光体加铁素体三种。

2.基体组织相同时，为什么灰铁的强度比碳钢低？由于灰铁中石墨的存在。

石墨几乎没有强度，又因为片端好像是存在于铸铁中的裂口。

3.哪些因素影响灰铸铁的强度性能？1)珠光体的数量和分散度2)片状石墨的分布形态 3)非金属夹杂物4.灰铸铁的性能特点？1)强度性能较差2)布氏硬度和抗拉强度比值分散3)较低的缺口敏感性4)良好的减震性5)良好的减磨性5.哪些因素影响铸铁的铸态组织？1)铸件的冷却速度2)化学成分3)铁液的过热和高温静置的影响4)气体5)炉料的影响6)孕育的影响6.冷却速度对灰铸铁组织的影响？1) 冷却速度影响共晶组织2) 冷却速度快偏析严重7.哪些因素影响铸铁的冷却速度？1)铸件壁厚2)铸件模数3)浇注温度4)铸型材料的导热能力8.过热和高温静置对灰铸铁组织和性能的影响？1)在一定范围内提高铁液温度，延长高温静置时间，导致石墨及基体细化，提高铸铁强度。

2)进一步提高过热温度，铸铁的成核能力下降，强度下降。

9.孕育处理的作用？降低铁液的过冷倾向，促使铁液按稳定系凝固；改善铸铁的组织；提高铸铁的性能。

10.解释灰铸铁牌号的含义？HT350：灰口铸铁抗拉强度d bHT100：灰口铸铁抗拉强度d b11.孕育铸铁的组织和性能特点？1) C、Si含量较低，Mn量高。

珠光体弥散度高，共晶团细小，石墨分布均匀、数量适中、头部较钝。

2)性能特点、力学性能较普通灰铁高，断面敏感性小。

在同一断面上的性能齐一性很好。

12.石墨的减缩作用及缺口作用？缩减作用：由于它在铸铁中占有一定量的体积，使金属基体承受负荷的有效截面积减少。

缺口作用：在承受负荷时造成应力集中现象。

13.为什么热处理不能大幅度提高灰铸铁的力学性能？一般热处理改变不了石墨的片状特征。

第三章1.概念球墨铸铁：正常组织是细小圆整的石墨球加金属基体的铸铁。

球化率：在铸铁微观组织的有代表性的视场中，在单位面积上，球状石墨数目与全部石墨数目的比值（百分数表示)。

球化元素：加入铁液中能使石墨在结晶生长时长成球状的元素。

反球化元素：在铁液中能使石墨在结晶生长时无法长成球状的元素。

石墨漂浮：发生在铁液的碳硅含量过高的情况下，大量石墨聚集在铸件上部或型芯的下部。

蠕墨铸铁：石墨既有在共晶团内部石墨相互连续的片状石墨的组织特征，又有和球状石墨相似的特点，石墨形态是蠕虫状的铸铁。

蠕化率：在有代表性的显微视场内，蠕虫状石墨数与全部石墨的百分比。

蠕化率（VG)=复合蠕化系数：-反球化元素的当量值-铁液中残留的镁量黑心可锻铁：铁素体为基体+团絮状石墨的可锻铸铁。

高韧性。

珠光体可锻铁：基体以珠光体为主+团絮状石墨的可锻铸铁。

高强度。

白心可锻铁：基体外缘铁素体，中心脱碳不全，有少量珠光体+团絮状石墨的可锻铸铁。

可锻铸铁：由团絮状石墨和不同基体组成的铸铁。

2.解答题1)解释球墨、蠕墨、可锻铸铁牌号，如QT600-3,RuT420,KTH350-10，KTZ650-02,KTB400-05。

QT600-3：球墨铸铁，抗拉强度为不小于600Mpa，伸长率不小于6%RuT420：蠕墨铸铁，抗拉强度不小于420MPaKTH350-10：黑心可锻铁，抗拉强度不小于350MPa，伸长率不小于10%KTZ650-02：珠光体可锻铁，抗拉强度不小于650MPa，伸长率不小于2%KTB400-05：白心可锻铁，抗拉强度不小于400MPa，伸长率不小于5%2)生产球铁时，进行孕育处理的目的。

消除结晶过冷倾向；促进石墨化；减小晶间偏析；3)用稀土镁合金进行球化处理时，球化处理方法有哪些，优缺点是什么。

冲入法：稀土镁合金密度较大，与铁液平稳反应。

吸收率低；有球化衰退问题。

处理时有闪光浓烟。

型内球化法：球化元素吸收率高，没有球化衰退问题，但应设置挡渣系统。

4)球铁凝固特性有较宽的共晶凝固温度曲线；糊状凝固特性；有较大的共晶膨胀。

5)为什么热处理能大幅提高球铁力学性能由于石墨的有利的形状，使得它对基体的破坏作用减到了最低限度。

使得热处理更好的对基体组织的调整和改善。

6)球墨铸铁的铸造特性流动性：球化处理，使铁液净化，提高了流动性，球化、孕育处理导致铁液温度降低，流动性较灰铸铁差。

收缩特性：球铁凝固后期的膨胀比灰铁大。

内应力：收缩、温差应力比灰铁大。

7)为什么复合蠕化剂中既含有球化元素又含有反球化元素利用球化元素使石墨球化，反球化元素使石墨不能成为球状。

同时加入球化元素和反球化元素时，加入量也易于控制。

8)蠕铁的性能特点和应用强度高、断面敏感性小、铸造性能好。

用于生产复杂、大型零件，如变速箱。

有较高的力学性能和导热性能。

用于生产热交换零件，如汽车制动盘、金属型等。

强度较高、致密性好。

用于制造液压件。

9)可锻铸铁的生产过程第一步铸造出亚共晶白口铁铸件：一次结晶为L→γ, L→(γ+Fe3C)；共析转变γ→P；室温组织 P +Fe3C。

第二步退火处理：高温下一次结晶的Fe3C分解为γ+G，室温组织为F+G或P+G10)黑心可锻铁、珠光体可锻铁的力学性能和用途黑心：有一定的强度和较高的塑性、韧性。

制造汽车和拖拉机的后桥、转向机构，输电用的各金属件，低压阀门、管件，纺织机、农机具零件。

珠光体：强度高、硬度高,塑性较低。

制造耐磨件，如曲轴、连杆、齿轮、凸轮等。

11)影响可锻铸铁固态石墨化过程的主要因素。

石墨核心的数量；碳原子的扩散。

12)加速可锻铸铁固态石墨化的措施正确选定铁液成分；适当提高退火温度；增加铸件凝固速度；正确设计和选用退火炉。

13)可锻铁孕育处理目的一次结晶时，促进形成渗碳体；退火过程中，促进石墨形成。

14)可锻铸铁复合孕育剂的配合原则一种元素，强烈地阻碍凝固时的石墨化，对退火时的石墨化没有强烈的阻碍作用。

另一种元素起增加石墨核心、缩短碳原子扩散距离、加速固态石墨化的作用，但对凝固时铸铁的石墨化没有强烈的促进作用。

3.论述题1)球铁常见缺陷及防止措施。

缩松缩孔：采用刚度大的铸型；增加石墨化膨胀体积；适当降低浇注温度；合理选用冒口冷铁。

夹渣：降低原铁液的含硫量；降低球化剂的残留量；提高浇注温度；熔渣清除干净后浇注。

石墨漂浮：碳当量控制在4.6～4.7％以下；降低含硅量；快速凝固。

皮下气孔：控制铁液镁量、型砂水分。

在型砂中加入适量的煤粉。

球化衰退：增加球化剂用量；降低原铁液硫、氧量；缩短球化后的停留时间；覆盖铁液。

2)作出铁素体、片状、粒状珠光体可锻铁的退火工艺曲线。

说明退火过程中的组织变化。

铁素体：0点,室温：组织为珠光体和渗碳体。

0-1，升温阶段：珠光体转变为奥氏体。

1-2，石墨化第一阶段：共晶渗碳体转变为奥氏体和石墨。

2-3，中间冷却阶段：奥氏体中过饱和碳析出，形成的石墨附着在已形成的石墨上；奥氏体转变为珠光体。

3-4，第二阶段石墨化：珠光体转变为铁素体和石墨，形成的石墨附着在已形成的石墨上。

4点以下：组织不变，组织为铁素体和石墨室温组织：片状珠光体上分布团絮状石墨。

2点以前的石墨化过程与铁素体可锻铁退火过程相同。

2-3：随炉冷至略低于共析温度，奥氏体中过饱和碳析出，形成的石墨附着在已有的石墨上。

奥氏体转变为片状珠光体。

3-4：保温6～8h，片状珠光体转变为粒状珠光体。

4点以下：组织不变。

室温组织：粒状珠光体上分布团絮状石墨。

第四章1.概念题1)有效高度：炉身的高度。

2)炉气燃烧比：炉气燃烧比的概念在炉气中，C2O占C2O与CO之和的体积百分数，即：3)炉壁效应：沿冲天炉纵截面，炉气有自动趋于沿炉壁流动的倾向。

2.简答题1)说明焦炭成分、强度、块度和反应能力对铁液温度的影响。

焦炭成分：固定碳含量越高，灰分越少，越有利于提高铁液温度。

焦炭强度与块度：焦炭强度高，不易破碎，料柱的透气性好有利于焦炭燃烧。

焦炭炉块度适中，有利于提高铁液温度。

反应能力：反应能力R值大，焦炭燃烧不充分，炉气温度低，金属液温度低。

要求R<30％。

2)说明送风量、风速、风温、风中含氧量对铁液温度的影响。

提高风量，强化焦炭燃烧，铁液温度提高。

风量过大，料层下移过快，预热不足，不利于铁料过热。

提高风速，强化焦碳燃烧，提高铁液温度。

风速过大对焦炭有吹冷作用，降低铁液温度。

风温越高，炉气最高温度越高，越有利于提高铁液温度。

风中氧气浓度越高，越有利于提高铁液温度。

3)预热送风、富碳送风对强化冲天炉熔炼有哪些作用预热送风的作用：强化底焦燃烧，提高炉气温度，提高铁液温度。

若维持铁液温度不变，则可减少焦耗，提高熔化率。

提高增C率；减少Si、Mn烧损；降低增S率。