铸造合金及其熔炼复习思考题2014

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2013-2014-(1)铸造合金及其熔炼试题与答案

成都理工大学2013－2014学年第一学期《铸造合金及其熔炼》试卷答案(A)一、名词解释1）HT200 是指抗拉强度不低于200Mpa的灰口铸铁；2）QT500-7是指抗拉强度不小于500MPa，伸长率不小于7的球墨铸铁。

3）ZL201：铸造铝铜合金ZAlCu5Mn，是重要的耐热高强度铸铝合金，成份Cu 4.5~5.3%，Mn 0.6%~1.0%，Ti0.15~0.35%，其余为Al。

4）孕育处理：铸铁铁液在浇注前，在一定的温度和成分下，加入一定量的孕育剂如硅铁等，改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高铸件性能为目的的处理方法，谓之孕育处理。

5）球化处理：向铁水中加入稀土镁合金（球化剂）。

（其中镁是具有很强球化能力的元素）。

球化剂的作用是使石墨呈球状析出。

我国应用最广的球化剂是稀土镁合金。

6）铝合金的吸附精炼：是指在铝合金熔炼时通入不溶气体或加入精炼剂产生不溶于铝液的气体，在上浮的过程中吸附氧化夹杂，同时清除氧化夹杂及其表面依附的H2，达到净化铝液的方法。

（3分）7）水韧处理：高锰钢的含碳量一般在0.9~1.4%，属于高碳钢，铸态组织为奥氏体和碳化物以及少量的珠光体组成，为了消除碳化物，铸件加热至奥氏体化温度，保温至组织全部奥氏体化后，淬火得到单一的奥氏体组织，从而提高铸件的韧性，这一处理成为水韧处理。

8）时效强化（沉淀强化）：时效处理，又称低温回火。

时效强化是指在网溶度随温庋降低而减少的合金系中，当合金元素含量超过一定限量后，淬火可获得过饱和固溶体。

在较低的温度加热（时效），过饱和固溶体将发生分解并析出弥散相，引起合金强度、硬度升高而塑性下降的过程。

它也被称为沉淀强化。

9）T4 固溶处理：将铸件加热至固相线附近，使强化相溶入α（Al）中，在淬入冷却介质中获得过饱和的α（Al）固溶体，提高铸件的强度和塑性的一种热处理工艺。

10）吹氩精炼：利用氩是惰性气体，既不溶于钢液中，又不合钢液中的元素反应，因此向钢包内的钢液中吹氩，氩气泡在缓慢上升过程中吸附非金属夹杂和溶解在钢液中的气体，达到净化作用；同时由于氩气泡内CO的分压力为0，因此[C]和[O]在氩气泡和钢液界面上发生反应形成CO进入氩气泡，从而达到脱氧的目的。

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。

铸造合金及熔炼思考题.概要

第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案1.基本概念：屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力；抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标；固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法；时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒，造成的强化。

2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。

形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。

3.铸造合金的使用性能有哪些？机械性能、物理性能和化学性能4.铸造合金的工艺性能有哪些？铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能5.基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，从而改善合金机械性能。

这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。

6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法？原因：铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状，这种形态的脆性相严重割裂基体，大大降低合金的强度和塑性，为了改变这种状况，必须进行变质处理。

方法：生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。

7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？1）镁：少量的镁，即能大大提高抗拉和屈服强度，随着镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降；2）铜：使铝硅合金强度显著增加，但伸长率下降，提高合金的热强性；3）铁：恶化了合金的机械性能，特别是塑性，同时降低了合金的抗蚀性；4）锰：在Al-Si合金中加入锰，可大大降低Fe的危害。

8.Al-Si类活塞合金多为共晶及过共晶合金的原因？活塞材料要求具有高的热强性和耐磨性，低的线膨胀系数和密度。

共晶及过共晶合金铝硅合金中含有大量共晶和初生硅硅，可以保证合金有良好的铸造性能和低的线胀系数，并提高强度、耐磨性、抗蚀性。

熔炼与铸造试题参考答案2013-2014

熔炼与铸造考试题参考答案一、解释下列概念（每题5分，共20分）1、非金属夹杂物：金属中的非金属化合物，如氧化物、氮化物、硫化物以及硅酸盐等大都以独立相存在，统称为非金属夹杂物，一般简称为夹杂或夹渣。

2、顺序凝固：纯金属和共晶合金的结晶温度范围等于零，在凝固过程中只出现固相区和液相区，没有凝固区，铸锭在凝固过程中，随温度降低，平滑的固/液界面逐步向铸锭中心推进。

3、成分过冷：界面前面液体由于溶质再分布而导致实际温度低于液相线温度的现象。

4、缩孔与缩松：在铸锭中部、头部、晶界和枝晶间等地方，常有一些宏观和显微的收缩孔洞，称为缩孔。

体积大而集中的缩孔称为集中缩孔，细小而分散的缩孔称为缩松。

二、简答题（每题10分，共40分）1、影响金属氧化烧损的因素答：熔炼过程中金属的实际氧化烧损程度取决于金属氧化的热力学和动力学条件，即与金属和氧化物的性质、熔炼温度、炉气性质、炉料状态、熔炉结构以及操作方法等因素有关。

2、气体的来源及在铸锭中的存在形式答：①来源：大气中，氢的分压极其微小。

可以认为，除了金属原料本身含有气体以外，金属熔体中的气体主要来源于与熔体接触的炉气以及熔剂、工具带入的水分和碳氢化合物等。

炉料，金属炉料中一般都溶解有不少气体，表面有吸附的水分，电解金属上残留有电解质，特别是在潮湿季节或露天堆放时，炉料吸附的水分更多。

炉气，非真空熔炼时，炉气是金属中气体的主要来源之一。

耐火材料，其表面吸附有水分，停炉后残留炉渣及熔剂也能吸附水分。

熔剂，许多熔剂都含有结晶水，精炼用气体中也含有水分。

操作工具，与熔体接触的操作工具表面吸附有水分，烘烤不彻底时，也会使金属吸气。

②存在形式：固溶体，气体和其他元素一样，多以原子状态溶解于晶格内，形成固溶体；化合物，若气体与金属中某元素间的化学亲和力大于气体原子间的亲和力，则可与该元素形成化合物；气孔，超过溶解度的气体及不溶解的气体，则氦气体分子吸附于固体夹渣上，改以气孔形态存在。

见习铸造师之铸件形成理论思考题

铸件形成理论1.何谓热力学能障和动力学能障？如何克服？热力学能障是由被迫处于高自由能过渡状态下的界面原子所产生，它能直接影响到系统自由能的大小，界面自由能即属于这种情况，动力学能障是由金属原子穿越界面过程所引起的，它与驱动力的大小无关，而取决于界面内的结构和性质，激活自由能即属于这种情况。

液态金属在成分、温度、能量上是不均匀的，即存在成分、相结构、和能量三个起伏，也正是这三个起伏才能克服凝固过程中的热力学能障和动力学能障，使凝固过程不断的进行下去。

2、从原子尺度看，决定液固界面微观结构的条件是什么？各种界面结构与其生长机理和生长速度之间有何联系？3、纯金属的宏观长大方式有几种？什么因素决定纯金属的宏观长大方式？4、纯金属凝固时固液界面的结构分哪两类？为何又称为小平面界面与非小平面界面？5、傅里叶第二导热定律和菲克第二扩散定律的数理方程，并指出方程中个物理量的含义6、设状态图中液相线和固相线均为直线，证明溶质再分配系数为常数7、用一共晶型合金浇注水平细长圆棒试样，画出再平衡凝固时沿试棒长度方向溶质的在分配曲线图，表明各特征值，并建立溶质再分配过程的溶质分配规律8、Al-Cu相图的主要参数是C E=33%，CSM=5.65%Cu，TM=660℃，TE=548℃，用Al-1%Cu合金浇注一水平细长圆棒试样，使其从左到右单向凝固，并保持固液界面为平界面，当固相无Cu 扩散，液相中Cu充分混合时，求:（1）凝固10%时，固液界面的和。

（2）共晶体所占的比列（3）画出沿棒长度方向Cu的分布曲线图，标明各特征值8、将上题改为当固相无Cu的扩散，液相中Cu有扩散而达到稳定态凝固时，求:（1）固液界面的和（2）固液界面的温度（3）固液界面保持平界面的条件（cm2/s）（4）画出沿试棒长度方向Cu的分布曲线图，并标明各特征值9、什么是溶质再分配？溶质再分配对液态金属成型有何重要意义？10、何为成分过冷？形成成分过冷的临界条件是什么？11、为什么过冷度是液态金属凝固的驱动力？为什么动力学过冷度是金属晶体生长的驱动力？何为热过冷和成分过冷？如何来理解成分过冷的本质？12、影响成分过冷范围的因素有哪些？它对材质或成型产品（铸件）的质量有何影响？13、成分过冷的大小受哪些因素的影响？它又是如何影响着晶体的生长方式和结晶状态的？所有的生长方式都仅仅由成分过冷因素决定么？14、根据成分过冷大小，单项合金凝固时界面的基本生长方式分那四种？何为内生生长，何为外生生长？15、试说明共晶合金的分类16、什么是共生共晶和离异共晶17、在普通工业条件下，为什么非共晶成分的合金往往能获得100%的共晶组织？用相图说明之。

铸造合金及其熔炼复习题

铸造合金及其熔炼复习思考题铸铁及其熔炼什么是 Fe-C 双重相图，哪一个相图是热力学稳定的，如何用双重相图来解释同一化学成分的铁水在不同的冷却速度下会得到灰口或白口，硅、铬对双重相图共晶临界点各有何影响？1.概念：在铁碳合金中，碳有两种存在形式，一种是渗碳体，其中碳的质量分数是6.69%；另一种是游离状态的石墨，碳的质量分数是100%，由于从热力学的稳定性上看石墨更加稳定，而从动力学上看生成渗碳体更加容易。

因此铁碳合金的两个二元系都有可能发生，将其叠加就是二元双重相图；2.稳定：石墨的自由能低于渗碳体，因此石墨是更稳定的相，而渗碳体是介稳定相，而铁-石墨相图是稳定性倾向的，最终形成的是稳定的石墨而不是介稳定的渗碳体，故满足热力学观点；3.影响：冷却速度较大时倾向于介稳定系转变，且时间短原子扩散不充分，所以碳以渗碳体形式析出，形成白口组织；冷却速度较小时倾向于稳定系转变，原子扩散时间充足，有利于石墨化，故碳以石墨形式析出，形成灰铁组织；4.硅的加入：1)共晶点左移，出现了共晶和共析转变的三相共存区2)共晶温度范围扩大；3)减少了共晶点的含碳量。

5.铬的加入：1)共晶点左移；2)共晶温度范围缩小；什么是碳当量、共晶度，有何意义?1.碳当量：根据各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，就是碳当量CE，将碳当量与共晶点碳量进行对比就可以看出某一成分铸铁偏离共晶点的程度。

2.共晶度：铸铁的实际含碳量与共晶点的实际含碳量的比值，就是共晶程度Sc，Sc值也能看出偏离共晶点的程度，且结合CE可以间接推断铸铁铸造性能的好坏以及石墨化能力的大小。

片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨的形成条件是什么，它们与奥氏体的共晶过程有何异同点？1.片状石墨（A型），生核能力较强，要求冷却速率较低、过冷度小，且铁液要有足够的碳当量以及适宜的孕育量，没有激冷；2.球状石墨，要求有较大的过冷度和较大的铁液和石墨间的表面张力；3.蠕虫状石墨：要求冷却速率低，过冷度小，否则蠕墨比例下降，且要添加低于处理球墨铸铁所要求的球化元素数量，使之达不到完全的球化程度。

铸造合金及熔炼期末复习题

铸造合金及其熔炼1.硅的加入对Fe-G-Si 准二元相图有哪些影响?P51)共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少。

2)硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区（共晶区：液相、奥氏体加石墨；共析区：奥氏体、铁素体加石墨）。

3)共晶和共析温度范围改变了，硅对稳定系和介稳定系的共晶温度的影响是不同的。

含硅量越高，奥氏体加石墨的共晶温度高出奥氏体加渗碳体的共晶温度越多，共析转变的温度提高更多。

4)硅量的增加，缩小了相图上的奥氏体区。

2.什么叫碳当量?如何计算?P7根据各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，以CE 表示。

为简化计算，一般只考虑Si、P 的影响，CE=C+1/3(Si+P)。

可判断铸铁偏离共晶点的程度。

将CE 值和C’点碳量（4.26%）相比，CE 大于4.26%为过共晶成分，等于为共晶成分，小于为亚共晶成分。

3.什么叫共晶度?如何计算?P7铸铁实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值，称为共晶度，以S C 表示。

C 铁：铸铁实际含碳量（%）；C C ：稳定态共晶点的含碳量（%）；Si、P 含量（%）。

S C 大于1为过共晶，等于1为共晶，小于1为亚共晶。

4.分析讨论片状石墨、球状石墨的长大过程及形成条件。

P16从结晶学的晶体生长理论看，石墨的正常生长方式是沿基面的择优生长，最后形成片状组织。

石墨内旋转晶界的存在，提供了晶体生长所需的台阶，这种台阶可促进在石墨晶体的面上即a 向上的生长。

硫、氧等活性元素吸附在石墨的棱面上，使原为光滑的界面变为粗糙的界面，而粗糙界面生长时只要较小的过冷度，生长速度快，因而使石墨棱面的生长速度迅速，最后长成片状。

如果以v a 及v c 分别表示a 向及c 向的石墨生长速度，则取决于v a /v c 的比值。

如v a >v c ，一般认为形成片状石墨，相反如v a =v c 或v a <v c 就会形成球状石墨。

球状石墨形成过程：经过球化处理，使铁液中的硫和氧含量显著下降，此时球化元素在铁液中有一定的残留量，这种铸铁在共晶凝固过程中将形成球状石墨。

2013-2014-(1)铸造合金及其熔炼试题与答案

3）ZL201：铸造铝铜合金ZAlCu5Mn，是重要的耐热高强度铸铝合金，成份Cu 4.5~5.3%，Mn 0.6%~1.0%，Ti0.15~0.35%，其余为Al。

5）球化处理：向铁水中加入稀土镁合金（球化剂）。

（其中镁是具有很强球化能力的元素）。

球化剂的作用是使石墨呈球状析出。

我国应用最广的球化剂是稀土镁合金。

8）时效强化（沉淀强化）：时效处理，又称低温回火。

时效强化是指在网溶度随温庋降低而减少的合金系中，当合金元素含量超过一定限量后，淬火可获得过饱和固溶体。

在较低的温度加热（时效），过饱和固溶体将发生分解并析出弥散相，引起合金强度、硬度升高而塑性下降的过程。

它也被称为沉淀强化。

铸造合金及其熔炼复习总结资料

铸铁1 为什么有双重相图的存在？双重相图的存在对铸铁件生产有何实际意义？硅对双重相图的影响又有何实际意义？答：1>从热力学观点看，在一定条件下，按Fe-Fe3C相图转变亦是有可能的，因此就出现了二重性2>通过双重相同，可以明显的看出稳定平衡在发生共晶转变及共析转变时，其温度要比介稳定平衡发生时的温度高，而发生共晶、共析转变时所需含C量，以及转变后的r中的含碳量，稳定平衡要比介稳定平衡低。

依此规律，就可以通过控制温度成分来控制凝固后的铸铁组织。

3>硅元素的作用：a：共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少b：硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三重共存区c：共晶和共析温度范围改变了，含硅量越高，稳定系的共晶温度高出介稳定系的共晶温度越多d：硅量的增加，缩小了相图上的奥氏体区2.铸铁中Si的含量范围以及其对Fe-G相图的影响A共晶点和共析点的含碳量随硅量的增加而减小E*点的含碳量也随硅的增高而减少B硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区共晶区：l.r.G共析区r.F.G说明铁-碳-硅三元合金的共析和共晶转变，是在一个温度范围内进行，并且共析转变温度范围随硅量增大而扩大C随含硅量的增加，稳定系与介稳定系的共晶温度差别扩大即含硅量越高。

r+G的共晶温度高出r+Fe3C的共晶温度越多，Si越高，共析转变温度提高更多，有利于铁素体基体的获得D硅的增加，缩小了相图的奥氏体区，硅的含量超过10%，r区趋于消失3.铸铁中，石墨的六种形态及其形成机理六种石墨分布分类1、片状：形成条件：石墨成核能力强，冷却速度慢，过冷度小2、菊花状：实际上中心是D形外围是A形，开始时过冷大，成核条件差、先出D型，后期放出凝固潜热，过冷减小而析出A型3、块片状：过共晶时在冷速较小时形成4、枝晶点状：冷速打过冷大导致G强烈分枝5、枝晶片状冷速小初生γ枝晶 6、星状：过共晶冷速较大。

4.铸铁结晶过程（1）灰口铸铁是铁液以奥氏体-石墨共晶方式结晶而生成的组织，当铸铁的成分为亚共晶时，在发生共晶转变之前先结晶出初生奥氏体，而当成分为过共晶时，则在发生共晶转变之前先结晶出初生石墨。

铸造工程概论思考题

2．铸造合金成形基本原理1.试述液态金属的充型能力和流动性之间在概念上有什么区别？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。

流动性是指液态铸造合金自身的流动能力。

首先，充型能力取决于铸造合金的流动性，同时又受外界条件的影响，如铸型性质、浇注条件、铸件的结构等，是各种因素的综合反映。

2. 铸件的凝固方式有几种？凝固方式对铸件的质量有何影响？如何对铸件的凝固方式进行控制？（1）三种：逐层凝固、体积凝固（粥状凝固）和中间凝固。

（2）a.逐层凝固产生缩松的倾向小，这类合金的补缩性好，集中缩孔比较容易消除，有益于消除热裂，可以得到比较致密的铸件。

b.体积凝固会在铸件中形成许多分散的小缩孔，即缩松，这样的合金铸件产生热裂的倾向性很大。

c.中间凝固方式的合金铸件的缩松倾向和热裂倾向介于逐层凝固和体积凝固方式之间。

（3）a.凝固区域（固+液区域）越大，越趋向于体积凝固b.铸件断面温度梯度越大，则趋向于层状凝固含碳量升高时，钢由层状转变为体积，铸铁由体积变为层状3. 何谓合金的收缩？其影响因素有哪些？铸造合金在液态、凝固态和固态的冷却过程中，由于温度降低而引起的体积减小现象，称为收缩。

影响因素：合金本身的特点、铸造工艺特点、铸件结构形状、液态合金溶解的气体量。

4. 铸造内应力、变形和裂纹是如何形成的？如何消除铸件的应力？如何防止铸件裂纹的产生？（1）内应力：铸件凝固后在冷却过程中，由于温度下降将继续收缩。

有些合金还会发生固态相变而引起收缩或膨胀，这导致铸件的体积和长度发生变化。

若这种变化受到阻碍，就会在铸件内产生应力，称为铸造应力。

1）热应力：铸件在冷却过程中，由于铸件各部分冷却速度不同，导致在同一时刻各部分收缩量不同，铸件内彼此相互制约便产生热应力。

2）相变应力具有固态相变的合金铸件，由于在冷却过程中散热和冷却条件不同，铸件各部分达到固态相变温度的时间也不同，因而各部分相变的程度不一样，相变产物往往具有不同的比容，由此而引起的应力称为相变应力。

金属工艺学铸造思考题答案

若铸件表面比较粗糙，且带有难于清除的砂粒，是型芯砂的粒度大，耐火度低所至。

4、为什么对芯砂的要求高于型砂？有那些粘结剂可配制芯砂？答：由于型芯在浇注时，大部分被高温液态金属包围，散热条件差，受热强度大，故需要更高的性能。

5、模样的形状、尺寸与铸件是否一样？为什么？制造模样时，在零件图上加了那些工艺参数？答：模样的形状与铸件一样，尺寸有所加大，因为金属在冷却、凝固还有收缩；制造模样时在零件图上加了：收缩量、加工余量、拔模斜度、补铁、芯头、活块、工艺补正量、反变形量、防变形拉筋等。

6、手工造型方法有哪几种？选用的主要依具是什么？答：（1）、整模造型；（2）、分模造型；（3）、挖砂造型；（4）、活块造型；（5）、刮板造型（6）、组芯造型；（7）、地坑造型。

选用的主要依具是：铸件的形状、结构和大小；铸件的质量和使用要求；生产批量的多少；工人技术水平的高低；生产企业的工装情况。

7、机器造型的实质是什么？紧砂与起模有那些方式？答：机器造型的实质是用机器代替了手工紧砂和起模。

紧砂方式有:压实式；震击式；震压式；射压式; 抛砂式。

起模方式有：顶箱起模；回程起模。

8浇注系统由哪几部分组成？其主要作用是什么？答：浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道组成。

其主要作用是导入金属、挡渣、补缩、调节铸件的冷却顺序。

9、冒口的作用是什么？其设置的原则是什么？答：冒口的作用是补缩、排气、除渣。

设置原则是设置在铸件热节处。

10、何谓铸造工艺图？砂型铸造工艺图包括那些内容？答：铸造工艺图就是用规定的工艺符号和文字绘在零件图样上，或另绘工艺图，表示铸型的分型面，浇注系统，浇注位置，型芯结构尺寸，冒口位置大小, 冷铁等的图样。

铸造工艺图包括的内容有：分型面；浇注位置；浇注系统，型芯结构尺寸；收缩量，加工余量；拔模斜度；补铁；冒口位置大小；冷铁大小位置；排气孔等。

11.如何铸造一个空心的园球？答：作一个万向旋转的模具，预留一个浇注口，金属液浇入后，迅速堵住浇注口，使模具作万向旋转，待金属凝固后开模，可得空心园球。

铸造合金及其熔炼考中复习资料

铸造合金及其熔炼考中复习资料一、名词解释：1、碳当量：根据各元素对共经典实际碳量的影响，讲这些元素的量折算成碳量的增减，用CE表示。

2、共晶度：铸铁偏离共晶点的程度可用铸铁实际含碳量与共晶点实际含铁量的比值来表示，称这个比值为共晶度。

3、共晶团：石墨—奥氏体两相共生生长的共晶晶粒称为共晶团。

4、成熟度：直径30mm试棒上测得的有共晶度算出的抗拉强度比值5、球化元素：加入铁液中能使石墨在结晶声场是长成球状的元素成为球化元素6、反球化元素：某些元素存在在铁液中回事石墨在生长时无法长成球状。

7、石墨漂浮：是一种严重的比重偏析现象，发生在碳当量大于4.6的情况，呈黑色。

8、灰点：铸态断面上低啊有灰点的课锻铸铁毛坯退火后，石墨形状恶化，强度和韧性降低，这种缺陷成为灰点。

9、回火脆性：黑心可锻铸铁退火后端口不成黑绒状而成亮白色或灰亮色。

但金相组织却是正常的，仍为铁素体加团絮状石墨。

其中既无自由渗碳体，又无片状石墨。

但强度和韧性明显降低。

这种端口发白，性能变脆的现象叫作“回火脆性”10、耐热温度：把铸铁在某一温度下经150小时加热后的生长小于百分之0.2，平均氧化速度小于0.5g （m2.h）的温度成为这种铸铁的耐热温度。

11、集肤效应：由于金属表面与中心电流电抗的不均匀性，实际上百分之80以上的电流其中在表面层，这种现象成为集肤效应。

12、出钢浇筑：钢液经过充分还原后调整化学成份到合格范围，并在达到浇注温度时，用铝终脱氧，即为出刚浇注。

13、锡青铜的反偏析：锡青铜铸件常见缺陷铸件表面会渗出灰白色颗粒状富锡分泌物，俗称“冒锡汗”14、晶质系数：成熟度与硬化度之比用Qi表示，Q在0.5-1.5之间波动，希望Qi 控制在大于1。

二、填空：1、石墨的正常生长方式应该是沿基面的择优生长，最后形成片状组织。

2、球状石墨生成的两个必要条件是铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨之间的界面张力。

3、在灰铸铁组织中，石墨与金属基体是决定铸铁性能的主要因素。

铸造合金及熔炼思考题

2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。

形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。

这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。

方法：生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。

8.Al-Si类活塞合金多为共晶及过共晶合金的原因？活塞材料要求具有高的热强性和耐磨性，低的线膨胀系数和密度。

共晶及过共晶合金铝硅合金中含有大量共晶和初生硅硅，可以保证合金有良好的铸造性能和低的线胀系数，并提高强度、耐磨性、抗蚀性。

铸造合金及熔炼复习题

铸造合金及熔炼复习题“第一章铸铁的结晶及组织的形成”作业1.概念题（1）铸铁，（2）铁-碳双重相图，（3）偏析系数，（4）分配系数，（5）珠光体领域。

2.简答题（1）普通灰铸铁，除铁外还含有哪些元素？在这些元素中，那些是有害元素？（2）介稳系与稳定系相图的共晶点、共析点成分、温度有哪些差异？（3）含Si量对稳定系相图的影响。

（4）说明碳当量、共晶度的定义、意义，如何用碳当量、共晶度确定铸铁的组织。

（5）按石墨形态，铸铁分为哪几种，那类铸铁的力学性能最好？作出各种铸铁石墨形态的示意图？（6）形成球状石墨的两个必要条件。

3.论述题（1）说明哪些因素影响奥氏体枝晶的数量及粗细，如何影响的。

（2）说明球状石墨的结构，形成球状石墨的螺旋位错机理。

“第二章灰铸铁” 作业1.概念题灰口铸铁，孕育处理，铸铁的遗传性。

2.简答题(1)灰铸铁的室温组织；(2)基体组织相同时，为什么灰铁的强度比碳钢低；(3)哪些因素影响灰铸铁的强度性能；(4)灰铸铁的性能特点；(5) 哪些因素影响铸铁的铸态组织；(6) 冷却速度对灰铸铁组织的影响；(7) 哪些因素影响铸铁的冷却速度？(8) 过热和高温静置对灰铸铁组织和性能的影响；(9) 孕育处理的作用；(10)解释灰铁牌号的含义，如HT350、HT100(11)孕育铸铁的组织和性能特点(12)石墨的缩减作用及缺口作用(13)孕育铸铁的组织和性能特点(14)为什么热处理不能大幅度提高灰铸铁的力学性能。

3.论述题（1）C、Si、Mn 量对灰铁性能的影响（2）对灰铁进行孕育处理的目的，常用孕育剂及加入量。

（3）生产孕育铸铁的主要条件（4）如何评估孕育效果（5）提高灰铸铁性能的主要途径(C、Si、Mn含量、孕育处理、低合金化)（6）灰铸铁的铸造性能第三章强韧铸铁作业1.回答概念球墨铸铁，球化率，球化元素，反球化元素，球化衰退，石墨漂浮，蠕墨铸铁，蠕化率，复合蠕化系数，黑心可锻铁，珠光体可锻铁，白心可锻铁，可锻铸铁。

铸造合金及其熔炼复习总结1

1、计算下列灰铸铁的碳当量及共晶度，并简述各铸铁的一次结晶过程。

（1）C：3.1%；Si：1.6%；Mn：0.6%；P：0.08%；S：0.08%；（2）C：3.6%；Si：2.6%；Mn：0.5%；P：0.06%；S：0.08%；碳当量：将元素对共晶点实际碳量的影响折算成碳量的增减称为碳当量。

CE=C+1/3(Si+P) 共晶成分=4.26% 过共晶>4.26% 亚共晶<4.26%共晶度：铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量比值，表示铸铁偏离共晶点的程度。

S c=C铁/[4.26%-1/3(Si+P)] 过共晶>1 共晶=1 亚共晶<1答：（1）碳当量CE=C+1/3(Si+P)=3.2%+1/3(1.5%+0.08%)=3.73%共晶度S c=C铁/[4.26%-1/3(Si+P)]=3.2%/[4.26%-1/3(1.5%+0.08%)]=0.86CE<4.26%为亚共晶成分，其一次结晶过程为：铁液冷却时，先遇到液相线，在一定的过冷下析出初析奥氏体并逐渐长大，当进入共晶阶段后，开始形成共晶团。

（2）碳当量CE=C+1/3(Si+P)=3.6%+1/3(2.7%+0.06%)=4.52%共晶度S c=C铁/[4.26%-1/3(Si+P)]=3.6%/[4.26%-1/3(2.7%+0.06%)]=1.08CE>4.26%为过共晶成分，其一次结晶过程为：铁液冷却时，先遇到液相线，在一定的过冷下析出初析石墨的晶核，并在铁液中逐渐长大，当进入共晶阶段后，开始形成共晶团。

2、试分析为什么灰铸铁一般不能通过热处理提高其性能，而球墨铸铁可以通过热处理来提高其性能。

答：在灰铁件的生产中，之所以不能通过热处理大幅度提高其性能，其主要原因是由于灰铸铁的组织是有片状石墨和基体组成，并且片状石墨的数量、分布、状态和尺寸大小对灰铸铁和性能影响极大，对其性能起着关键的作用。

而热处理只能改变基体，基本不能改变片状石墨的数量、分布、形态和大小，因此在灰铸铁的生产中难以通过热处理大幅度改善和提高其力学性能。

铸造合金及其熔炼铸铁部分复习题

铸造合金及其熔炼铸铁部分复习题第一篇铸铁及其熔炼1、按石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。

2、在Fe-G-Si相图中，硅的作用（1）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少；（2）共晶转变和共析转变出现三相共存区；（3）改变共晶转变温度范围；提高共析转变温度；（4）减小奥氏体区域。

3、只考虑Si、P等元素对共晶点实际碳量影响的计算公式为CE=C+1/3（Si+P）；4、亚共晶铸铁凝固特点：凝固过程中，共晶体不是在初析树枝晶上以延续的方式在结晶前沿形核并长大，而是在初析奥氏体晶体附近的枝晶间、具有共晶成分的液体中单独由石墨形核开始；石墨作为领先相与共晶奥氏体共生生长；5、过共晶铸铁的凝固特点：凝固过程则由析出初析石墨开始，到达共晶温度时，共晶石墨在初析石墨上析出，共晶石墨与初析石墨相连。

6、石墨的晶体结构是六方晶体。

7、如图所示，形成片状石墨的晶体生长是Ａ向占优，而球状石墨是Ｃ向生长占优，8、F、C型石墨属于过共晶成分铸铁中形成的石墨Ａ型Ｂ型Ｄ型Ｆ型9、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。

10、球墨铸铁的球状石墨的长大包括两个过程：石墨球在熔体中直接析出并长大；形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下长大。

11、由于球状石墨的生长是在共晶成分下形成的石墨和奥氏体分离长大，因此其共晶过程又称之为离异共晶；12、灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成，基体的主要形式有珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。

13、普通铸铁中除铁以外，五大基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷，其中碳、硅是最基本的成分，磷、硫是杂质元素，因此加以限制。

14、在铁碳双重相图中，稳定系和亚稳定系的共晶反应温度差别形成了共晶温度间隔，对于Ni、Si、Cr、S这四种元素来说，促进合金液在冷却过程中按稳定系转变的元素有Ni、Si，按亚稳定系转变的元素有Cr、S。

15、Cr元素在铸铁中的作用:(1)反石墨化元素,珠光体稳定元素;(2)Cr是缩小γ区元素;(3) 在含量超过2%易形成白口组织,(4) Cr含量在10%~30%,形成高碳化合物以及在铸件表面形成氧化膜，从而用作耐磨、耐热零件。

铸造合金及其熔炼

第一章1、为什么会有双重相图的存在？在学习金属学课程时为什么不太注意这点？硅对双重相图的影响又有何实际意义？第二章1.灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成。

主要的金属基体形式有珠光体、铁素体及珠光体加铁素体。

此外，还有少量非金属夹杂物，如硫化物、磷化物等。

2.灰铸铁的性能特点：a）强度性能较差b)布氏硬度和抗拉强度的比值较分散c)较低的缺口敏感性d)良好的减震性e)良好的减摩性.3.一般来说,当其他条件相同时,铸件越厚,冷却速度越慢.因此,铸铁件厚壁处容易出出大的石墨片.4.提高浇注温度可稍使石墨粗化.5.普通铸铁中主要有C、Si、Mn、P、S五元素.6.P38 铸铁中各元素对石墨影响表格7.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物质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。

8.提高灰铸铁性能的途径：a)合理选定化学成分b)孕育处理c)微量或低合金化。

9.应用最广泛的孕育剂：75%Si-Fe。

10.流动性是指铁液充填铸型的能力。

对于普通灰铸铁而言，因它偏离共晶点不远，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－碳合金中它的流动性是最好的。

11.铸铁的收缩：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。

12.凡是能提高灰铸铁石墨化能力的因素都有利于防止热裂产生。

13.铸造应力主要指铸铁固态收缩是所能承受的热应力和相变应力。

第三章1.球墨铸铁生产过程的几个环节：1.熔炼合格的铁液、2.球化处理、3.孕育处理、4.炉前检验、5.浇注铸件、6.清理及热处理、7.铸件质量检验。

2.当碳当量过低时，铸件易产生缩松和裂纹。

当碳当量过高时，易产生石墨漂浮现象，其结果是使铸件中夹杂物数量增多，降低铸铁性能，而且污染工作环境。

3.在选择碳含量时，应按照高碳低硅的原则。

4.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：在铁液中会使石墨在生长时无法长成球状的元素。