《铸件形成理论基础》复习思考题(小字体)[1]
铸件成型理论复习题
A.窄结晶温度范围合金不会发生体积凝固
B.对宽结晶温度范围的合金在大的结晶温度梯度下也发生逐层凝固
C.体积凝固通常由宽结晶温度合金产生的
D.纯金属和共晶合金一般发生逐层凝固
14.在化学成分和浇注温度相同的情况下,哪种元素有脱硫、去气和排除非金属夹杂物使铁液净化的作用(A)A.稀土镁B.硅C.磷D.碳
D.对于宽结晶温度范围的合金,固相仅占15~20%时停止流动,枝晶发达
4.关于铸件的几种凝固方式下列说法正确的是(A)
A.纯金属和合金一般发生逐层凝固
B.宽结晶温度范围和金不发生逐层凝固
C.体积凝固铸件组织细密,热烈纹倾向小
D.相比金属型,砂型更有利于发生逐层凝固
5.关于形核,下列说法有误的是(C)
A.形核需要相起伏,能量起伏和过冷度
B.均匀形核临界形核功等于表面能的1/3
C.临界过冷度随着润湿角的的减小而增加
D.凸面衬底上形成的晶核原子数最多,平面次之,凹面最少
6.下列说法不正确的是(B)
A.根据界面共格对应理论,点阵失配度<5%时,固相基底有很强的促进形核的作用
B.当△T<0,在平衡熔点温度以上不会有稳定存在的晶核
35.在TL以上的温度成形时,液态金属充满铸型后温度从T浇冷却至TL的体收缩称为液态收缩
36.相距单位距离的单位面积流体层在相对运动速度为1单位每秒时产生的阻力叫做粘度
21.在铸件的凝固过程中,铸件温度场方程与铸型温度场方程哪个准确(B)A铸件B铸型C一样准确D无法确定
22.均质生核是在没有外来界面的均匀熔体中的生核过程,即均质生核在熔体中各处的(几率)相等
23.在液态金属的粘滞性中,影响粘度的因素有:温度、化学成分、非金属夹杂物。
铸件形成理论习题集
1. 液态金属的结构和性质1、加热时原子距离的变化如图1—2所示,试问原子间的平衡距离R0与温度有何关系? R0、R1、R2…..的概念?答:温度的变化,只改变原子的间距,并不改变原子间的平衡位置,即R0不变。
而R0,R1,R2….是温度升高时,原子振动的中心位置。
因为温度升高,振幅加大但曲线(W-R)是不对称的,所以振幅中心发生变化。
2、图1-1纵坐标表示作用力,金属原子的运动可以看成是一种振动,其振动在图中如何表示的?物质受热后为什么会膨胀?答:振幅在图中的表示:如图1-2中数条的平行线。
加热时,能量增加,原子间距增加,金属内部空穴增加,即产生膨胀。
3、图1-1中的Q是熔化潜热吗?在熔化温度下,金属吸收热量而金属温度不变,熔化潜热的本质是什么?答:Q不是熔化潜热。
在熔化温度下金属吸收热量①体积膨胀做功②增加系统内能(电阻,粘性都发生突变)原子排列发生紊乱。
在熔点附近,原子间距为R1,能量很高,但是引力大,需要向平衡位置运动,当吸收足够能量----熔化潜热时,使原子间距>R1,引力减小,结合键破坏,进入熔化状态,熔化潜热使晶粒瓦解,液体原子具有更高的能量而金属的温度并不升高。
(使晶粒瓦解,并不是所有结合键全部破坏)4、通过哪些现象和实验说明金属熔化并不是原子间的结合力全部被破坏?答:(1)体积变化:固态—气态:体积无限膨胀。
固态到液态,体积仅增加3~5%,原子间距仅增加1~1.5%。
(2)熵值变化:△Sm/△S 仅为0.13~0.54%(3)熔化潜热:原子结合键只破坏了百分之几(4)X 线衍射分析:液态金属原子分布曲线波动于平衡密度曲线上下第一峰位置和固态衍射线极为相近,其配位数也相近,第二峰值亦近似。
距离再大,则与固态衍射线远了,液态金属中原子的排列在几个原子间距的范围内,与其固态的排列方式基本一致。
5、纯金属和实际金属在结构上有何异同?试分析铸铁的液态结构。
答:纯金属的液态结构:接近熔点的液态金属是由和原子晶体显微晶体和“空穴”组成。
铸件形成理论基础习题答案
铸件形成理论基础习题答案铸件形成理论基础习题答案铸造是一种重要的金属加工方法,广泛应用于各个行业。
在学习铸造过程中,理解铸件形成的基本原理是非常重要的。
下面,我们将针对一些常见的铸件形成理论基础习题,提供详细的解答。
1. 什么是铸件形成的基本原理?铸件形成的基本原理是将熔化的金属或合金倒入铸型中,通过冷却凝固形成所需的零件。
这个过程主要包括四个步骤:铸型的制备、熔炼金属的准备、铸型填充和凝固收缩。
2. 铸型的制备有哪些常见的方法?常见的铸型制备方法包括砂型铸造、金属型铸造、石膏型铸造和陶瓷型铸造等。
其中,砂型铸造是最常用的方法,通过将铸型材料与模具进行填充、压实和硬化,形成具有所需形状和尺寸的铸型。
3. 熔炼金属的准备过程中需要注意哪些问题?熔炼金属的准备过程中需要注意以下几个问题:首先,要选择适合的熔炼设备和燃料,确保金属能够充分熔化;其次,要控制熔炼温度,以保证金属的质量和流动性;最后,要进行必要的炼化处理,如除气、除杂等,以提高金属的纯度和性能。
4. 铸型填充的基本原理是什么?铸型填充是指将熔化的金属或合金倒入铸型中的过程。
在填充过程中,金属液通过重力、压力或真空力等作用,充满整个铸型腔体,形成所需的零件形状。
填充的关键是要保证金属液的流动性和填充性能。
5. 凝固收缩对铸件形成有何影响?凝固收缩是指铸件在冷却凝固过程中由于体积变化而产生的收缩现象。
凝固收缩对铸件形成有重要影响,主要表现在以下几个方面:首先,凝固收缩会导致铸件尺寸缩小,因此在设计铸件时需要考虑收缩量;其次,凝固收缩还会引起铸件内部的应力和缺陷,如热裂纹、气孔等,因此需要采取相应的措施来避免这些问题的发生。
6. 如何控制铸件的凝固收缩?为了控制铸件的凝固收缩,可以采取以下几种措施:首先,选择合适的浇注系统和冷却方式,以控制凝固的速度和方向;其次,通过设计合理的铸件结构和尺寸,减少凝固收缩的影响;最后,可以采用凝固缩放补偿技术,通过在铸型中设置特殊的缩放部位,来补偿凝固收缩带来的尺寸变化。
(完整版)材料成型复习思考题(含完整答案版)
《材料成形技术基础》复习思考题第一篇铸造1.何谓液态合金的充型能力?充型能力不足,铸件易产生的主要缺陷有哪些?充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、尺寸精确、轮廓清晰铸件的能力。
充型能力不足,会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
提高充型能力的方法:1)选择凝固温度范围小的合金;2)适当提高浇注温度、充型压力;3)合理设计浇注系统结构;4)铸型预热,合理的铸型蓄热系数和铸型发气量;5)合理设计铸件结构。
2•影响液态合金充型能力的主要因素有哪些?影响液态合金充型能力的主要因素有:流动性、铸型条件、浇注条件和铸件结构等。
3•浇注温度过高或过低,对铸件质量有何影响?浇注温度过低,会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
浇注温度过高, 液态合金的收缩增大,吸气量增加,氧化严重,容易导致产生缩孔、缩松、气孔、粘砂、粗晶等缺陷。
可见,浇注温度过高或过低,都会产生气孔。
4•如何实现同时凝固?目的是什么?该原则适用于何种形状特征的铸件?铸件薄璧部位设置在浇、冒口附近,而厚璧部位用冷铁加快冷却,使各部位的冷却速度趋于一致,从而实现同时凝固。
目的:防止热应力和变形。
该原则适用于壁厚均匀的铸件。
注意:壁厚均匀,并非要求壁厚完全相同,而是铸件各部位的冷却速度相近。
5•试述产生缩孔、缩松的机理。
凝固温度范围大的合金,其缩孔倾向大还是缩松倾向大?与铸铁相比较,铸钢的缩孔、缩松倾向如何?产生缩孔、缩松的机理:物理机制是因为液态收缩量+凝固收缩量> 固态收缩量(或写为:体收缩量〉线收缩量);工艺原因则是由于补缩不足。
凝固温度范围大的合金,其缩松倾向大。
与铸铁相比较,铸钢的缩孔、缩松倾向大。
6•试述冒口与冷铁的作用。
冒口:补缩、排气。
冷铁:调整冷却速度。
冒口:补缩、排气。
冷铁:调整冷却速度。
7•—批铸钢棒料(①200X L mm),落砂清理后,立即分别进行如下的切削第1页共13页加工:(1) 沿其轴线,在心部钻①80mm 通孔, 加工后棒料长度为L 1; (2) 将其车为①80mm 的轴,车削后的长 度为L2。
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。
铸造复习题答案解析版1
铸造工程学复习提纲1.什么是充型和凝固?影响铸件凝固方式的主要因素是什么?充填铸型(充型):亦称浇注,是指液态合金填充铸型的过程,是一种运动速度变化的机械过程。
冷却凝固:液态金属通过冷却凝固而形成铸件的过程,是结晶和组织变化的热量传递过程。
合金的结晶温度范围铸件的温度梯度2.合金的收缩分为几个阶段?各易产生何种缺陷?三个阶段:液态收缩、凝固收缩、固态收缩液态收缩和凝固收缩是产生缩孔和缩松的基本原因,铸件的固态收缩不仅对铸件的尺寸精度有着直接的影响,而且是铸造应力、变形、裂纹的变形。
3.砂型分为几类?粘土砂型、水玻璃砂型各分为几类?湿型砂的基本组成是什么?其粘结机理?粘土砂型、无机化学粘结剂砂型、有机粘结剂砂型。
粘土砂型包括湿型、表面干型、干型。
水玻璃砂型包括CO2硬化水玻璃砂(包括VRH法)、自硬水玻璃砂(有机酯硬化)、物理硬化水玻璃砂(烘干法/微波法)。
湿型砂的分类面砂、干砂、单一砂。
湿型砂的基本组成是原砂、粘土、附加物和水粘结机理:粘土表面带有电荷和可交换性阳离子。
4.什么是夹砂结疤和鼠尾?①夹砂结疤均是指在铸件比较开阔的表面上出现一片或多片粗糙而不规则的金属凸出物,其内部金属层中还常夹有砂层,称为夹砂结疤。
②鼠尾:铸件表面上细长而不规则的线状凹槽,形状好象裂纹或隙缝,凹槽深度不超过5mm,有一定方向性,无金属瘤状物,这种缺陷通常沿下型内浇口正前方产生,在下型表面上可看到与这些凹槽相对应的线状棱纹,称为鼠尾。
5.浇注系统的组成是什么?各有什么作用?浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、内浇道、末端延长段。
浇口杯作用:①承接来自浇包的金属液,防止飞溅和溢出,方便浇注;②减少金属液对铸型的直接冲击;③可能撇去部分熔渣、杂质、阻止其进入直浇道内;提高金属液静压力。
直浇道作用:从浇口杯中将浇口杯中的金属液引入横浇道、内浇道或直接进入型腔。
直浇道窝作用:①缓冲作用,减轻金属液对直浇道底部型砂冲刷②缩短直横道拐弯处的高度紊流区;③改善内浇道的流量分布,有利于内浇道流量分布的均匀化;④减少直-横浇道拐弯处的局部阻力系数和水头损失,有利于金属液中气泡的浮出。
铸件形成理论复习文档
1.液体的“近程有序”与“长程无序”:液体的颗粒分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液态结构在宏观上不具备平移及对称性,表现为长程无序特征;而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,其结构又表现为近程有序。
2.实际液态金属的结构是:实际金属的液态结构是非常复杂的,由大量时聚时散、此起彼伏游动的原子团簇及空穴所组成,同时可能包含各种固态、液态或气态杂质或化合物而且还表现出能量、结构和浓度三种起伏特征。
3.理想纯金属液态结构是:由原子集团、游离原子、空穴组成的。
原子集团内原子近程有序排列,原子集团间的空穴或裂纹内分布着无规则排列的游离原子。
原子集团、空穴或裂纹的大小、形态和分布及热运动的状态都处于每时每刻都在变化的状态,存在能量起伏和结构起伏。
4.窄结晶温度范围合金停止流动机理:1区:过热量未散失完;2区:冷前端在型壁上凝固,已凝固的壳重新熔化;3区:未被熔化保留下固相,该区金属液耗尽过热热量;4区:固、液相具有相同的温度,在该区发生堵塞。
5.宽结晶温度范围合金停止流动机理:a.过热量未散失尽,以纯液态流动;b.温度下降到液相线以下,析出固相,顺流前进,黏度增加;c.晶粒数量达到临界值,固相形成连续网络,压力无法克服该网络阻力而发生堵塞,停止流动。
6.三个起伏结构起伏:液态金属中原子团簇尺寸及其内部原子数量都随着时间和空间发生着改变能量起伏:液态金属中不同原子能量有高有低,同一原子的能量也随着时间空间的变化时高时低浓度(成分)起伏:在液态金属中,游动原子团簇之间存在着成分差异,这种局域成分的不均匀性随原子热运动在随时变化7.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,称为液态金属充填铸型的能力,简称液态金属的充型能力8.凝固动态曲线的绘制:以温度﹣时间曲线为依据,先将合金的液相线和固相线温度给定到温度场曲线上,以铸件表面至中心的距离x 与半铸件厚度R 之比为纵坐标(x / R =1表示铸件中心位置),以时间t 为横坐标,将温度场曲线与液相和固相温度线的交点分别标注在坐标系中,然后分别将温度场曲线与液相和固相温度线的交点各自连接成曲线,即为凝固动态曲线绘制方法:以时间为横坐标,相对位置x/R为纵坐标; 把温度场曲线与液相线和固相线的交点分别标注在图上;分别把液相线和固相线连成曲线。
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。
材料成型复习思考题(含完整答案版) (1)
《材料成形技术基础》复习思考题第一篇铸造1.何谓液态合金的充型能力?充型能力不足,铸件易产生的主要缺陷有哪些?充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、尺寸精确、轮廓清晰铸件的能力。
充型能力不足,会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
提高充型能力的方法:1)选择凝固温度范围小的合金;2)适当提高浇注温度、充型压力;3)合理设计浇注系统结构;4)铸型预热,合理的铸型蓄热系数和铸型发气量;5)合理设计铸件结构。
2.影响液态合金充型能力的主要因素有哪些?影响液态合金充型能力的主要因素有:流动性、铸型条件、浇注条件和铸件结构等。
3.浇注温度过高或过低,对铸件质量有何影响?浇注温度过低,会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
浇注温度过高,液态合金的收缩增大,吸气量增加,氧化严重,容易导致产生缩孔、缩松、气孔、粘砂、粗晶等缺陷。
可见,浇注温度过高或过低,都会产生气孔。
4.如何实现同时凝固?目的是什么?该原则适用于何种形状特征的铸件?铸件薄璧部位设置在浇、冒口附近,而厚璧部位用冷铁加快冷却,使各部位的冷却速度趋于一致,从而实现同时凝固。
目的:防止热应力和变形。
该原则适用于壁厚均匀的铸件。
注意:壁厚均匀,并非要求壁厚完全相同,而是铸件各部位的冷却速度相近。
5.试述产生缩孔、缩松的机理。
凝固温度范围大的合金,其缩孔倾向大还是缩松倾向大?与铸铁相比较,铸钢的缩孔、缩松倾向如何?产生缩孔、缩松的机理:物理机制是因为液态收缩量+凝固收缩量>固态收缩量(或写为:体收缩量>线收缩量);工艺原因则是由于补缩不足。
凝固温度范围大的合金,其缩松倾向大。
与铸铁相比较,铸钢的缩孔、缩松倾向大。
6.试述冒口与冷铁的作用。
冒口:补缩、排气。
冷铁:调整冷却速度。
冒口:补缩、排气。
冷铁:调整冷却速度。
7.一批铸钢棒料(Φ200×L mm ),落砂清理后,立即分别进行如下的切削加工:(1)沿其轴线,在心部钻Φ80mm 通孔,加工后棒料长度为L 1;(2)将其车为Φ80mm 的轴,车削后的长度为L2。
铸件形成理论习题答案
铸件形成理论习题答案1. 液态金属的结构和性质1、加热时原子距离的变化如图1—2所示,试问原子间的平衡距离R0与温度有何关系? R0、R1、R2…..的概念?答:温度的变化,只改变原子的间距,并不改变原子间的平衡位置,即R0不变。
而R0,R1,R2….是温度升高时,原子振动的中心位置。
因为温度升高,振幅加大但曲线(W-R)是不对称的,所以振幅中心发生变化。
2、图1-1纵坐标表示作用力,金属原子的运动可以看成是一种振动,其振动在图中如何表示的?物质受热后为什么会膨胀?答:振幅在图中的表示:如图1-2中数条的平行线。
加热时,能量增加,原子间距增加,金属内部空穴增加,即产生膨胀。
3、图1-1中的Q是熔化潜热吗?在熔化温度下,金属吸收热量而金属温度不变,熔化潜热的本质是什么?答:Q不是熔化潜热。
在熔化温度下金属吸收热量①体积膨胀做功②增加系统内能(电阻,粘性都发生突变)原子排列发生紊乱。
在熔点附近,原子间距为R1,能量很高,但是引力大,需要向平衡位置运动,当吸收足够能量----熔化潜热时,使原子间距>R1,引力减小,结合键破坏,进入熔化状态,熔化潜热使晶粒瓦解,液体原子具有更高的能量而金属的温度并不升高。
(使晶粒瓦解,并不是所有结合键全部破坏)4、通过哪些现象和实验说明金属熔化并不是原子间的结合力全部被破坏?答:(1)体积变化:固态—气态:体积无限膨胀。
固态到液态,体积仅增加3~5%,原子间距仅增加1~1.5%。
(2)熵值变化:△Sm/△S 仅为0.13~0.54%(3)熔化潜热:原子结合键只破坏了百分之几(4)X线衍射分析:液态金属原子分布曲线波动于平衡密度曲线上下第一峰位置和固态衍射线极为相近,其配位数也相近,第二峰值亦近似。
距离再大,则与固态衍射线远了,液态金属中原子的排列在几个原子间距的范围内,与其固态的排列方式基本一致。
5、纯金属和实际金属在结构上有何异同?试分析铸铁的液态结构。
材料成形技术基础复习思考题-铸造成形部分--题
《材料成形技术基础》总复习思考题——铸造成形一、基本概念1、液态金属的充型能力:2、缩孔:3、缩松:4、冒口:5、铸件收缩:6、同时凝固:7、顺序凝固:8、逐层凝固:9、体积凝固(糊状凝固):10、铸造应力:11、铸件的化学成分偏析:二、是非判断1、铸造成形时,提高液态金属的过热度可提高其流动性。
()2、液态收缩和凝固收缩大于固态收缩是产生缩孔和缩松的根本原因。
()3、为防止铸件产生裂纹,零件结构设计时应力求璧厚均匀。
()4、选择铸造分型面的首要原则是保证能够起模。
()5、铸造起模斜度是便于造型时起模而设置的,并非零件结构所必须的。
()6、熔模铸造、气化模铸造(实型铸造)都属于砂型铸造。
()7、金属液体在高速、高压充型是压力铸造的重要特点。
()8、压力铸造、真空铸造、低压铸造、金属型铸造均属于永久型铸造。
()9、压铸件可以进行热处理强化,以提高机械性能。
()10、采用型芯可获得铸件内腔,因此所有铸造方法中均要采用型芯。
()11、为了便于造型,铸件结构设计时,所有垂直于分型面的非加工面应给出结构斜度。
()12、铸造圆角主要是为了减少热节,同时也美观。
()13、为减少铸造件收缩应力,砂型应具备足够的退让性。
()14、金属型铸造的铸件比砂型铸造的铸件更容易产生残余应力。
()15、大批量生产铸铁水管时,应优先采用的铸造方法是离心铸造。
()16、铸造合金中,流动性最好的是铸铁,最差的是碳钢。
()17、机器造型只能采用两箱造型的工艺方法,并要避免活块的使用。
()18、为提高铸件的强度,可以尽量增大铸件的璧厚。
()19、铸件零件图就是铸造工艺图。
()三、选择填空(单选)1、合金的铸造性能主要包括()。
A、充型能力和流动性B、充型能力和收缩C、流动性和缩孔倾向D、充型能力和变形倾向2、消除铸件中残余应力的方法是()。
A、同时凝固B、减缓冷却速度C、时效处理D、及时落砂3、形成缩松倾向大的合金是()。
A、纯金属B、逐层凝固方式的金属C、糊状凝固方式的金属D、中间凝固方式的金属4、为了保证铸件的质量,顺序凝固常用于()铸件的生产。
复习思考题
复习思考题1.合金的化学成份对流动性的影响有何规律?为什么?2.浇注条件及铸型填充条件对充型能力有何影响3.凝固方式分几种?为什么合金的结晶温度范围越窄,则合金越容易实现逐层凝固?4.改变铸件的温度梯度为何可以改变合金的凝固方式?5.合金的收缩分哪三个阶段?缩孔、缩松、内压力、变形、裂纹各产生于什么阶段?6.防止缩孔产生的有效措施是什么?如何实现?冷铁能否起到补缩作用?7.铸件的热应力和机械应力是如何产生的?如何防止热应力的产生?如何消除残余内应力?8.手工砂型铸造常用的造型方法有哪些?9.在选择铸件的浇注位置时,为何将重要的加工面放在下部或侧面?10.在选择铸件的分型面时,为何应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱?11.熔模铸造为什么特别适合于生产形状复杂件及难切削加工合金?12.金属型铸造为何可以使铸件具有较高的精度和机械性能?为何不适用于生产铸铁件?13.压力铸造为何可以获得高精度铸件?铸件为何容易产生气孔?14.离心铸造为何适宜铸造双金属铸件?15.铸件的结构斜度与拔模斜度有何区别?16.设计铸件时,铸件的壁厚应如何确定?为什么不能靠单纯增加壁厚来提高铸件的承载能力?17.为什么压力加工产品的形状(特别是内腔)不能太复杂?18.金属在哪种变形形式下,可以保留加工硬化痕迹?纤维组织如何形成?性能有何特点?19.为什么要规定终锻温度?20.自由锻造的基本工序有哪些?21.为何模锻件的复杂程度可以大于自由锻件,而锻件质量一般较小?22.冲裁件断面有何特点?它是如何形成的?23.拉深件容易出现什么质量问题?为什么?24.拉深系数与材料的变形程度有何关系?如何计算拉深系数?拉深件的成形条件是什么?多次拉深时应注意哪些问题?25.弯曲件的质量问题有哪些?为什么?26.弯曲件的成形条件是什么?27.冲压模具主要有几大类?28.电弧焊有何冶金特点?29.为保证焊缝质量,可从哪几方面采取措施?30.为何用带药皮的焊条进行焊接可以保证焊接质量?31.何谓焊接接头?为什么焊缝的质量可不低于母材?为什么说焊接接头最脆弱的部位不在焊缝?32.焊接应力的产生原因是什么?为减少和消除焊接应力,常用的方法有哪些?33.埋弧自动焊为何比手弧焊生产率高?埋弧焊为何只能平焊?34.氩弧焊为何焊接质量很高?35.二氧化碳保护焊对焊丝的成分有何要求,为什么?36.电渣焊属于哪一类焊接方法?适合于什么样的焊件?37.等离子弧是如何产生的?38.对焊、点焊、缝焊、摩擦焊、钎焊对焊件的接头形式有何要求?为什么?39.怎样确定金属的可焊性?钢材的估算法是什么?如何运用?40.低碳钢的可焊性如何?在什么样的条件下需采取预热措施?为什么?41.中碳钢与低碳钢相比,焊接性能上有何特点,为什么?采取什么措施来保证焊接质量?42.普通低合金结构钢有何焊接特点?43.铸铁为何只能焊补而不能焊接?为何热焊法比冷焊法的焊接质量高?常用铸铁焊条有哪几类?44.为何铜、铝及其合金的焊接一般采用氩弧焊?45.计算部分内容1、拉深系数计算2、碳当量计算结构工艺性分析部分铸件结构工艺性自由锻件结构工艺性其他:铸造工艺图;成形方法选择(铸、锻、焊、非金属成形、快速成型等)。
复习题解答
材料成型基础复习思考题第一部分铸造P8:1.合金流动性不足,易产生那些缺陷?影响合金流动性的因素有哪几个方面?(1)合金流动性不足:①充型能力差→易产生冷隔、浇不足缺陷;②液态停留时间短,粘度大,不利于非金属夹杂物和气体上浮及凝固时补缩→气孔、夹渣、缩孔和缩松缺陷。
(2)影响合金流动性的因素:①合金的种类:通过试验测定,不同合金的种类,浇铸出不同的螺旋线长度,其中灰铸铁的流动性最好,铸钢的流动性最差。
(铸型为砂型)②化学成分的影响:就同种合金而言,化学成分不同,其流动性不同,这取决于它凝固结晶时的特点。
由合金状态图可知,合金的化学成分不同,他们的熔点及结晶温度范围不同,其流动性不同。
从流动性考虑,宜选用共晶成分或窄结晶温度范围的合金作为铸造合金。
纯金属和共晶成分的合金结晶的特点是在恒温下进行结晶的,从表层开始逐层向中心凝固,属逐层凝固方式。
2.进行铸件设计时如何考虑合金的流动性?在实际生产中常用什么措施防止浇不足和冷隔缺陷?4.什么是顺序凝固和同时凝固原则?各需采取什么措施才能实现?哪些合金常采用顺序凝固原则?(1)顺序凝固原则—采取适当的工艺措施(铸件厚壁处设冒口,远离冒口处设冷铁等—温度梯度),保证铸件各部分按照远离冒口或浇口的部分最先凝固,然后向冒口方向逐步凝固,最后才是冒口本身凝固的顺序进行。
如图1—5所示,凝固顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→冒口。
顺序凝固(定向凝固)示意图同时凝固原则—采取适当的工艺措施(如浇注系统设在薄壁处、厚壁处安放冷铁等),保证铸件结构上各部分同时凝固,铸件各部分之间几乎没有温度差,如图所示。
同时凝固示意图(2)顺序凝固原则—厚壁处设置冒口;内浇道应从铸件厚壁处引入,尽可能靠近冒口或由冒口引入;远离冒口处放冷铁;用高的浇注温度缓慢浇注。
同时凝固原则—薄壁处设浇注系统,厚壁安放冷铁。
(3)顺序凝固原则—适用于收缩大或壁厚较大、易产生缩孔的合金铸件,如铸钢、高强度灰铸铁和可锻铸铁。
《铸件形成理论基础》复习思考题(小字体)[1]
《铸件形成理论基础》复习思考题(小字体)[1]《铸件形成理论基础》复习思考题(仅供复习参考)1. 液态金属凝固的基本概念。
2. 影响液态金属凝固过程的主要因素?3. 研究液态金属凝固过程的主要目的和意义?4. 金属的液态结构具有哪些特点?5. 液态金属的粘度?粘度本质是什么?影响粘度的因素有哪些?6. 何谓界面?何谓液态金属的表面张力?表面张力产生的原因是什么?7. 试推导表面张力引起的附加压力的表达式。
8. 影响界面张力的因素有哪些?它们如何影响界面张力?9. 何谓正吸附?何谓负吸附?10. 界面张力对铸件成型及凝固过程有哪些重要的影响?11. 什么是热力学能障?什么是动力学能障?12. 铸件晶体结构的形成,由哪两个阶段组成?13. 何谓自发形核?何谓非自发形核?14. 试推导自发形核与非自发形核过程中,临界晶核半径r *均与r **非、自发形核临界形核功ΔG *均与非自发形核临界形核功ΔG **非的表达式。
15. 晶体生长主要受哪些因素影响?16. 简要叙述晶体生长的原子过程。
17. 晶体能够不断生长的条件是什么?18. 什么是动力学过冷?写出其表达式。
19. 何谓结晶潜热?20. 晶体生长过程中,界面上的热量的变化由三部分组成?21. 固-液界面的结构从原子的尺度来看可以分为哪两大类?22. 何谓粗糙界面、平整界面?23. 晶体的生长方式可以分为哪三类?24. 连续生长----粗糙界面的特点有哪些?25. 侧向生长----平整界面的生长特点有哪些?26. 从缺陷生长的特点有哪些?27. 何谓单相合金、多相合金?28. 什么是溶质元素的再分配?分配系数k 的含义是什么?29. 试推导固相中没有扩散,液相中均匀混合的条件下,固、液相的质量分数之间的关系的表达式。
(提示:s C 'f S +L C 'f L = C 0)30. 何谓晶内偏析?31. 试推导固相中没有扩散,液相中均匀混合的条件下,非平衡结晶时的杠杆定律的表达式。
山东建筑大学铸件形成理论复习题(李长龙老师)
山东建筑大学铸件形成理论复习题(李长龙老师)铸件形成理论考题题型一、名词解释 (每题3分,共15分)二、填空每空1分,共15分三、问答题 (每题5分,共40分)四、推导公式 (20分)五、计算题 (10分)铸件形成理论复习题1、铸造的优缺点?2、金属的液态结构?3、孔穴理论4、一次结晶?二次结晶?5、影响黏度的因素有哪些?6、分析热过冷对纯金属结晶过程的影响?7、表面张力的实际是什么?8、影响表面张力的因素有哪些?9、流动性? 充型能力?影响充型能力的因素有哪些?测试流动性试样的方法有哪些?10、原子的热振动11、凝固?逐层凝固方式?同时凝固方式?12、铸件宏观结晶组织应控制的问题有哪些?13、液态金属的充型能力?14、影响析出性气孔的因素有哪些?15、防止析出性气孔的途径有哪些?16、影响铸件温度场的因素有哪些?17、粗糙界面? 平整界面?18、防止析出性气孔的途径有哪些?19、成分过冷? 热过冷?20、气体的来源?气孔的特征? 影响气孔的因素?21、动态晶体细化的方法有哪些?22、共晶合金的分类?23、共晶合金的共生区?24、离异共晶?25、非金属夹杂物的来源?分析非金属夹杂物的来源?非金属夹杂物的分类?减小和排除夹杂物的途径?26、能否把枝晶偏析看成正常偏析?为什么?微观偏析?宏观偏析?正常偏析?逆偏析?正偏析?枝晶偏析?重力偏析?偏析的表示方法有那些?27、热裂的形成机理?热裂的特征?减少热裂的途径?影响热裂的因素有哪些?铸件中非金属夹杂物包括那些?28、反应性气孔29、能量起伏?结构起伏?相起伏?30、非均质生核?均质生核?31、液态金属生核的首要条件是什么?32、铸造应力的分类?铸造应力?热应力?相变应力?机械阻碍应力?减少和消除铸造应力有哪些途径?33、非均质生核的临界形核功与均质34、什么叫孕育处理?孕育处理的目的?铸铁中常用的孕育剂有那些?35、铸件的宏观组织的分类?36、收缩?收缩的分类?液态收缩?凝固收缩?固态收缩?缩孔的特征?影响缩孔大小的因素有哪些?37、试述均质生核与非均质生核之间的区别与联系?38、采用高温出炉低温浇注的工艺措施,为什么能提高流动性?39、表面细的等轴晶区的形成?40、气体以气泡形式析出的过程是什么?41、测试流动性试样的方法有哪些?42、影响铸件温度场的因素有哪些?43、分析固液界面的微观结构?44、分析非均质生核与润湿角的关系?45、分析铸件结晶过程中,可能存在的枝晶游离形式有几种?46、柱状晶区的形成过程?47、内部等轴晶区的形成?48、分析共晶合金的两种共生区?49、为什么有时希望获得单向生长的柱壮晶?50、分析枝晶间液体的流动对宏观偏析的影响?51、减少和排除非金属夹杂物的途径?52、铸件形成过程中、合金收缩要经历哪几个阶段?53、单向凝固的原理是什么?54、公式推导9个如:液态金属充型能力 xL k j t t t t c kL P F l --+?=)(11αρν 铸件温度场: t 1=t F +(t F -t 10)erf τα12x固相无扩散,液相只有有限扩散而无对流搅拌时的溶质再分配: )11()(000x D RL L e k k C x C --+= 54、计算题1)试计算无限大平板铸钢件的温度场。
铸件形成理论复习提纲
铸件形成理论复习提纲铸件形成理论复习提纲一、名词解释(考5个)1.能量起伏:一些原子的的能量超过原子的平均能量,有些原子的能量远小于平均能量,这种能量的不均匀性2.浓度起伏:表示各各个原子集团之间成分的不均匀性。
3.熔化潜热:将金属加热到至熔点时,金属体积突然膨胀,等于固态金属从热力学温度零度加热到熔点的总膨胀量,金属的其他性质如电阻,粘性等发生突变,吸收的热能。
4.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。
5.成分过冷:由溶质再分配导致的界面前方熔体成分及其凝固温度发生变化而引起的过冷。
6.热过冷:由熔体实际温度分布所决定的过冷状态。
7.微观偏析(枝晶偏析)8.正常偏西9.负偏析:降低该区的溶质浓度,使该区C5降低,产生的偏析。
10.重力偏析:由于沿垂直方向逐层凝固而产生的正常偏析和固液相之间或互不相容的液相之间有的密度不同,在凝固过程中发生沉浮现象造成的。
11.热裂:铸件在凝固期间或刚凝固完毕,在高温下收缩受到阻碍产生的现象。
12.铸造应力:铸件在凝固或冷却过程中,发生线收缩,有些合金还发生固态相变,引起体积的膨胀或收缩时产生的应力。
13.冷裂:铸件应力超出合金强度极限而产生的现象。
14.顺序凝固:铸件结构各部分,按照远离冒口的部分最先凝固,然后是靠近冒口部位,最后是冒口本身凝固的次序进行的凝固方式15.同时凝固:铸件各部分之间没有温差或温差尽量小,使各部分同时进行凝固的方式。
16.析出性气孔:金属液在凝固过程中,因气体溶解度下降而析出气体,形成气泡未能排除而产生的气孔。
17.反应性气孔:金属液与铸型之间,金属与熔渣之间或金属液内部某些元素、化合物之间发生化学反应所产生的气孔。
二、填空题(不限于这些)1.减小或消除残余应力的方法有人工、自然、共振时放。
2.润湿角是衡量界面张力的标志,润湿角≥90o,表明液体不能润湿体。
3.晶体结晶时,有时会以枝晶生长方式进行。
此时固液界面前液体中的温度梯度小于0 。
铸件形成理论复习题
镇江丹徒职教中心金属液态形成原理复习题第1章液态金属的结构和性质一、判断题(正确的在括号中画√,错误的画×)1、只要金属流动性好,铸件就不会产生浇不足缺陷。
(×)2、金属一熔化,原子间的结合就全部破坏。
(×)3、温度起伏是指铸件各处温度的差异。
(×)4、钠可以很好地吸附于硅的表面,所以说“钠是表面活性元素”。
(×)二、选择题1、影响液态金属粘度的因素主要有温度、化学成分和杂质。
2、在弯曲液面上作用有附加压力,当液面为球形时,该压力可表示为p=2σ/r。
3、温度接近熔点的金属液,其结构类似于固态的结构。
4、液态金属的平均间距比固态稍大 ,其配位数比固态要小。
5、纯金属的表面张力一般随温度的升高而减小,而灰铸铁的表面张力则相反。
6、使用黑烟涂料是为了调整铸型的热阻,从而改变液态金属流动时间以提高充填能力。
三、问答题1、液态金属的表面张力有哪些影响因素?试总结它们的规律。
2、总结温度、原子间距(或体积)、合金元素或微量元素对液体粘度 高低的影响。
第2章液态金属的流动性与充型能力一、判断题1、金属液本身的流动能力称为充型能力。
(×)2、金属液的充型能力仅与金属液的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关。
(×)二、问答题1、影响液态金属充型能力的因素有哪些?如何提高液态金属的充型能力?2、某飞机制造厂的一牌号Al-Mg合金(成分确定)机翼因铸造常出现“浇不足”缺陷而报废,如果你是该厂工程师,请问可采取哪些工艺措施来提高成品率?3、铸型蓄热系数(b)较小时,在其它条件不便的情况下,定性指出对下列项目的影响:2①充型能力②铸件形成机械粘砂③使铸件的断面温度梯度④使铸件凝固方式⑤铸件形成缩松⑥铸件的热应力第3章铸件的凝固一、判断题1、安放冒口一般应遵循顺序凝固原则。
(√)2、铸件的凝固方式主要取决于合金本身特性,与其它条件则影响不大。
(×)(温度梯度)3、金属凝固温度低,铸型蓄热系数也小时,铸件内温度梯度也小。
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《铸件形成理论基础》复习思考题(仅供复习参考)
1. 液态金属凝固的基本概念。
2. 影响液态金属凝固过程的主要因素?
3. 研究液态金属凝固过程的主要目的和意义?
4. 金属的液态结构具有哪些特点?
5. 液态金属的粘度?粘度本质是什么?影响粘度的因素有哪些?
6. 何谓界面?何谓液态金属的表面张力?表面张力产生的原因是什么?
7. 试推导表面张力引起的附加压力的表达式。
8. 影响界面张力的因素有哪些?它们如何影响界面张力?
9. 何谓正吸附?何谓负吸附?
10. 界面张力对铸件成型及凝固过程有哪些重要的影响?
11. 什么是热力学能障?什么是动力学能障?
12. 铸件晶体结构的形成,由哪两个阶段组成?
13. 何谓自发形核?何谓非自发形核?
14. 试推导自发形核与非自发形核过程中,临界晶核半径r *均与r **非、自发形核临界形核功ΔG *均与非自发形核临界形核功
ΔG **非的表达式。
15. 晶体生长主要受哪些因素影响?
16. 简要叙述晶体生长的原子过程。
17. 晶体能够不断生长的条件是什么?
18. 什么是动力学过冷?写出其表达式。
19. 何谓结晶潜热?
20. 晶体生长过程中,界面上的热量的变化由三部分组成?
21. 固-液界面的结构从原子的尺度来看可以分为哪两大类?
22. 何谓粗糙界面、平整界面?
23. 晶体的生长方式可以分为哪三类?
24. 连续生长----粗糙界面的特点有哪些?
25. 侧向生长----平整界面的生长特点有哪些?
26. 从缺陷生长的特点有哪些?
27. 何谓单相合金、多相合金?
28. 什么是溶质元素的再分配?分配系数k 的含义是什么?
29. 试推导固相中没有扩散,液相中均匀混合的条件下,固、液相的质量分数之间的关系的表达式。
(提示:s C 'f S +L C 'f L = C 0)
30. 何谓晶内偏析?
31. 试推导固相中没有扩散,液相中均匀混合的条件下,非平衡结晶时的杠杆定律的表达式。
(提示:C S = kC 0 (1-f S ) ( k -1)、C L = kC 0 (1-f L ) ( k -1))
32. 试推导固相中没有扩散,液相中只有有限扩散而无对流或搅动条件下,进入稳定生长阶段时,界面前溶质浓度的分
布C x 及相应的液相线温度变化T x 的表达式。
{提示:C x = C 0 [1+k k -1e D Rx
-]、T x = T 0- m C 0(k k -1e D Rx
-) }
33. 何谓成分过冷?其形成原因如何?
34. 试推导成分过冷ΔT c 的表达式。
[提示: △T c = m C 0k
k -1(1-e D Rx -)-G x ] 35. 试推导成分过冷ΔT cmax 的表达式。
{提示:△T cmax =
k k )1(0-C m - R GD [1+ ln GDk R k)-1 (C m 0] } 36.
影响成分过冷区的宽度和成分过冷的大小的因素包括哪些? 37.
成分过冷的本质是什么? 38.
界面的基本生长方式可以分为哪四种?分别是什么? 39.
何谓平面生长、胞状生长、枝晶状生长、内生生长? 40. 试推导并说明界面以平面生长的临界条件(即:成分过冷判据)。
[提示:G/R ≥Dk k )1(0
-C m ] 41. 何谓外生生长?
42. 影响内生生长的因素包括哪些?
43. 液体流动对结晶过程有哪些影响?
44.典型的铸件晶粒组织由哪几个区组成?
45.等轴晶的生核途径有哪四种?
46.获得细等轴晶的主要措施有哪些?
47.何谓孕育处理?
48.何谓变质处理?
49.可以采用局部细化晶粒的措施有哪些?
50.获得单向生长柱状晶组织的根本条件有哪些?
51.何谓偏析?何谓微观偏析和宏观偏析?
52.如何消除或防止微观偏析和宏观偏析?
53.何谓正偏析、逆偏析、V型偏析、逆V型偏析?
54.说明哪些因素影响宏观偏析的形成。
55.何谓析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔。
简述其形成原因及防止措施。
56.非金属夹杂物按来源分为哪几类?说明
57.何谓内在夹杂物、外来夹杂物?
58.何谓一次夹杂物、二次夹杂物?
59.夹杂物MnS-Ⅰ、MnS-Ⅲ型,和MnS-Ⅱ型,哪种分布在晶内?哪种分布在晶界上?
60.排除金属液中一次夹杂物的途径有哪些?
61.何谓二次氧化夹杂物?影响二次氧化夹杂物的因素有哪些?
62.防止和减少二次氧化夹杂物的途径有哪些?
63.何谓体收缩、线收缩、收缩率、液态收缩、凝固收缩、固态收缩?
64.铸件在铸型中收缩时受到的阻力有几种?各是什么?
65.何谓缩孔、缩松?防止铸件产生缩孔和缩松的途径有哪些?
66.何谓顺序凝固、反顺序凝固、同时凝固?
67.为使铸件实现顺序凝固原则或同时凝固原则,可采取哪些工艺措施?
68.何谓冒口的有效补缩距离?何谓补缩通道扩张角ϕ?
69.决定扩张角ϕ方向、大小和变化速度的因素有哪些?
70.顺序凝固的优点有哪些?顺序凝固的缺点有哪些?
71.何谓逐层凝固?
72.简要说明热裂形成的温度范围及形成机理。
73.影响热裂形成的因素有哪些?
74.防止铸件产生热裂的途径?
75.简要说明铸件在冷却过程中产生的热应力、相变应力、机械阻碍应力的机理。
76.减少及消除铸造应力的途径?
77.铸件出现变形、冷裂的原因是什么?
78.防止铸件产生变形和冷裂的途径有哪些?
79.
考试方式:闭卷时间:120分钟试题类型包括:填空、选择、判断正误、名词解释、简述题(考试内容含实验内容)、分析论述(综合题)等。