铸造合金及其熔炼

16.说明硅锰二元素的含量对基体组织的影响。
答：蠕墨铸铁中硅量通常是用来调整机体组织的，随着硅含量的增加基体中珠光体量减少，而铁素体含量增加，而硅含量过低会产生白口。锰在常规含量范围内对石墨的蠕化无影响。锰在铸铁中其稳定珠光体的作用。
17铸铁中加入合金元素，进行合金化的目的。
答：1.细化石墨和共晶团2. 增加基体中珠光体的含量，并使珠光体的片间距细化；3.生成碳化物或含有合金元素的复合磷共晶等硬化相；4.提高渗碳体的热稳定性，防止珠光体在高温下发生分解，提高铸铁的耐热性。
29.分析冲天炉风口以上的炉气成分及含量分布。
30.说明对铸造用铁液铁液质量的基本要求。
答：1.出炉温度：满足下列要求
8.说明S\P含量对铸铁石墨化合机械性能的影响
答：S：阻碍石墨化，易形成P（珠），结晶前沿形成低熔点偏析层，使Fe、C结合力上升。
P:影响不大，C‘左移，Tc’下降
9.灰铸铁件进行低温退火和高温退火的目的是什么？
答：低温退火：消除内应力的热处理，亦称热时效。高温退火：改善加工性能的降低硬度（去除铸件内残留的少量自由碳化物）的热处理。
D.焦炭块度小，表面积增大，与铁水接触多，增碳；
E.铁液在炉缸中停留时间长，接触时间长，增碳；
F.送风强度小，熔化率下降，铁液在过热区停留时间长，增碳；
G.无前炉，铁水在炉缸内停留时间长，增碳；
H.炉渣，有利于增碳，提高碱度。
27.指出冲天炉熔化铁水时，影响增硫和脱硫的因素，并介绍一种炉外脱硫的方法。
18.试论述加速黑心可锻铸铁退火过程的途径和措施
答：在第二阶段石墨化过程中，可以采用从780°左右开始逐步缓缓冷却，通过共析区域的方法进行，一般以3~5℃ /h的速度通过共析转变温度区，奥氏体直接转化为铁素体加石墨。这一方法石墨化速度可较快些，但控制冷速是很重要的。
19.说明第一阶段石墨化过程中，石墨核心形成与长大的过程
10.试分析球墨铸铁比灰铸铁的切口敏感性强，而减震性和导热性较差的道理。
答：铸铁的敏感性、减震性、导热性取决于金属基体和石墨的组织形态。灰铸铁内有大量片状石墨，等于在内部存在大量的缺口，因而减少了对外缺口对力学性能敏感性，同样的大量片状石墨割裂了基体，组织了震动的传播，并能转化成热能而发散，因而具有良好的减震性。而球墨铸铁的组织是金属基体和细小圆整的石墨，石墨均与对金属基体没有破坏作用因而比灰铸铁缺口敏感性强减震性差。同理由于石墨的导热性好，灰铸铁大量石墨片状，有利于热的传递，而球墨铸铁圆整球状，没有片状传递好，所以球墨比灰铸铁导热性差。
灰铸铁中石墨呈片状，基体有P，F，F+P。片状石墨的强度、塑性、韧性几乎为零,存在石墨地方就相当于存在孔洞、微裂纹,它不仅破坏了基体的连续性,减少了基体受力有效面积,而且在石墨片尖端处形成应为集中,使材料形成脆性断裂。石墨片的数量越多,尺寸越粗大,分布越不均匀,铸铁的抗拉强度和塑性就越低。由于灰铸铁的抗压强度、硬度与耐磨性主要取决于基体,石墨存在对其影响不大。故灰铸铁的抗压强度一般是抗拉强度的3-4倍。
2.综合分析Si在铸铁中所起的作用，以及对铸铁性能的影响
答：（1）硅含量升高，共晶点C，共析点S，奥氏体含碳量最大溶解度点E都左移；（2）硅含量的升高，L——r+gr， 两条共晶、共析反应线升高快， 的T1升高较慢，使稳定系非稳定系的结晶温度范围加宽，有益于稳定系的结晶，易石墨化，易得到F：（3）出现共晶、共析两个三相区；（4）缩小r区；（5）在奥氏体碳的脱溶过程中，Si促进grII形成。
4.说明灰铸铁具有良好流动性的原因
答：对于普通灰铸铁而言，因他偏离共晶点不远，结晶范围小，初生奥氏体枝晶不发达，故在正常浇注温度下，在铁-碳合金中流动性最好。
5.为什么热处理方法不能从根本上改善铸铁的性能。
答：因为热处理改变不了石墨的大小，数量和形状，只能改变基体组织，而铸铁性能来源于基体，取决于石墨，所以不能从根本上改善铸铁性能。
答：通常石墨晶核易于在缺陷处形成，石墨晶核形成后在渗碳体与石墨之间的奥氏体中形成了平衡浓度差，这种碳浓度差的存在是碳原子从渗碳体—奥氏体界面向石墨—奥氏体界面扩散。由于扩散的结果造成是碳原子不断从渗碳体界面融入奥氏体，这样又在奥氏体内形成浓度差，造成碳原子从奥氏体向石墨核心上不断析出的条件。只要高温保持有足够的时间，通过奥氏体不断的融入和析出，渗碳体分解完毕，奥氏体成分均匀，高碳相由渗碳体全部转变成团状石墨，第一阶段石墨化完成。
炉外脱硫的方法：气动脱硫：气动脱硫法是向铁液中吹氮气，使脱硫剂与铁液充分混合、接触，使脱硫剂随氮气吹入铁液中，以提高脱硫效果的一种方法。目前使用最普遍的脱硫方法。
28.按网形图分析焦耗和风量分别对铁水温度和铁水熔化率的影响
答：从图中可以看出：1.焦耗一定时，随着风量的增大，冲天炉的熔化率总是增加的，而铁液温度则先是提高，至某一最大值后开始下降；2.风量一定时，随着焦炭消耗量的增大，铁液温度提高，炉子熔化率下降；3.为达到一定的铁液温度，可以用不同的焦耗和分量配合得到不同的熔化率
24.试分析冲天炉不适合于熔炼高合金铸铁的道理
25.前炉和炉缸的作用。
答：前炉的作用是储存铁液，使铁液成分和温度均匀，减少铁液在炉缸停留的时间，从而降低铁液在炉缸中的增碳与增硫作用，分离铁渣，净化铁液。
有前炉的炉缸，其主要作用是保护炉底，汇聚铁液和炉渣使之进入前炉。无前炉的炉缸，主要起储存铁液的作用。
7.灰铸铁进行孕育处理的目的？常用的孕育剂是什么？
答：孕育处理的目的：
（1）.消除白口；通过Si含量增加来实现（2）.改善gr形态，获得细片状珠氏体基体而使强度升高。主要是消除D，E形石墨，得到细片石墨（3）.消除壁厚敏感性，提高组织均一性。使厚壁的机械性能一致（4）.共晶体细化，组织成分更加均匀
孕育剂：Si-Fe（75%Si），Si-Ca，Si-Ba，Si-Sr，Si-Zr，Si-Ce（RE），Si-Ca-Ti
26.指出冲天炉熔化铁水时，铁液的增碳和减碳的冶金过程，并指出影响增碳的因素。
答：1.增碳：铁液白焦炭吸收碳分
2减碳：FeO+[C] →[Fe]+CO
影响增碳的因素：
A.炉料含碳量低，则与Co差值大，增碳程度大；
B.灰分含量少，碳表面的（FeO+灰分）渣膜少试分析在铸造工业上采用铸件顺序凝固及冒口补缩的方案在球墨铸件运用的效果。
答：球墨铸铁具有糊状凝固特性以及共晶凝固时间较长，时凝固时球墨铸铁的外壳长期处于较软的状态，由于析出石墨而体积膨胀，且膨胀大小出现的早晚，均受冶金质量和冷却速度的影响，因此采用顺序凝固冒口补缩效果差。
14.试分析球墨铸铁的凝固特点
答：影响增硫的主要因素：A.炉料含硫量：低，增硫快，高增硫慢；B.焦铁比：使用焦炭量大，则增硫越多；C.焦炭含硫量高，增碳也多。
影响脱硫的主要因素：A.炉碱度高，铁液的含硫量下降；B.炉温：脱硫为吸热反应，温度高时，铁液中增硫减少；C.炉气氧化性：炉气氧化性强，其中FeO含量增加。[FeO]+(CaO)→(CaS)+(FeS)不利于脱硫反应的进行。
1.试分析共晶成分及亚共晶成分铸铁在一定的冷却速度下生成麻口组织时，往往在铁液中先有石墨共晶形成的道理
答：在铁液温度降低到略低于稳定系共晶平衡温度，具有一定程度过冷后，初析奥氏体间熔体的含碳量就达到饱和程度，此时形成石墨晶核并长大，先有石墨共晶形成，出现了石墨/熔体的界面，由于石墨含碳量高而界面上含碳量低，为共晶奥氏体创造了条件。
20.试论述石墨形状和基体组织对铸铁机械性能的影响。
答：石墨形状有片状，球状，蠕虫状，团状
基体：铁素体，奥氏体都有很好的塑性,韧性,珠光体有较高的综合机械性能；莱氏体\渗碳体都是脆性的,硬度高,耐磨性好；索氏体较珠光体有更高的综合机械性能；马氏体分2种:低碳M有很高的强韧性,高碳M有更高的耐磨性；屈氏体较索氏体的层片间距更小,屈服强度更高,弹性更好
12.试分析奥—贝氏体球墨铸铁的热处理中，改变加热温度和等温淬火温度对生成组织和性能的影响。
答：（1)要想获得贝氏体组织需要对球墨铸铁进行等温淬火处理。低温等温淬火可得下贝氏体，高温等温淬火得奥氏体和上贝氏体组织。（2)奥氏体——贝氏体组织还受等温温度的影响。等温温度高于330~350（一般为350~370）基体组织主要为上贝氏体和奥氏体，强度和硬度有损失，等温温度低于300~330摄氏度，基体组织中主要为下贝氏体，强度及硬度较高，而且耐磨性好，此外等温温度的不同还会使基体中残余奥氏体的数量不同。
11.试分析在铸态下得到高韧性球墨铸铁、高强度球墨铸铁和高韧性高强度球墨铸铁的基本途径，并用热处理方法进行比较。
答：球铁的正常组织是细小圆整的石墨球加金属基体，在铸态，金属基体通常是铁素体与珠光体的混合组织。获得途径：首先必须有强化孕育、细化石墨球的孕育工艺措施；在此基础上适当提高锰量，以期利用锰强化铁素体的能力（由于石墨细化，其偏析危害克减低至较轻的程度）；同时适当提高硅量与之配合，目的是经一部强化铁素体；在工艺上要在浇到中配置除渣网。
（提高灰铸铁性能的主要途径是什么？
答：1>合理选定化学成分。在保持碳当量不变的情况下，适当提高Si/C比，如有0.5升至0.75，会产生一下影响：<1>初析奥氏体增加，有加固基体作用<2>G减少，缩减作用，切割作用减小<3>固溶于铁中硅量增高，强化铁素体<4>共晶转变温度提高，珠光体稍有粗化，对强度性能不利<5>硅增高，促进石墨化，降低白口倾向
答：1.升温阶段：P+Le→A+Le940~960℃
2.第一阶段石墨化，A+Le→A+gr
3.中间冷却阶段A+gr→P+gr，gr长大A→P
4.第二阶段石墨化P+gr→F+gr
5.冷却阶段F+gr冷却至650℃出炉
23.说明冲天炉送风量过大或过小均不利于提高铁液温度的道理。