金属凝固原理思考题

金属凝固原理思考题

1．表面张力、界面张力在凝固过程的作用和意义。

2．如何从液态金属的结构特点解释自发形核的机制。

3．从最大形核功德角度，解释0

/=

∆dr

G

d的含义。

4．表面张力、界面张力在凝固过程和液态成形中的意义。

5．在曲率为零时，纯镍的平衡熔点喂1723K，假设镍的球形试样半径是1cm，1μm、μm，其

熔点温度各为多少？已知△H=18058J/mol，V

m

=606cm3/mol，σ=255×107J/cm2

6．证明在相同的过冷度下均质形核时，球形晶核与立方形晶核哪种更易形成。

7．用平面图表示，为什么晶体长大时，快速长大的晶体平面会消失，而留下长的速度较慢的平面。

8．用相变热力学分析为何形核一定要在过冷的条件下进行。

9．证明在相同的过冷度下均质形核时，球形晶核与立方形晶核哪种更易形成。

8．试导出平衡凝固及液相完全混合条件下凝固时T*与f

s

的关系。

9．Ge-Ga锭中含有Ga10ppm（质量分数），凝固速度R为8×10-3J/s，无对流现象，试绘出凝

固后锭长度上的成分分布图，给出最初成分、最后过渡区的长度。设D

L =5×10-5cm2/s, k

=

10．从溶质再分配的角度出发，解释合金铸件中宏观偏析形成的原因及其影响因素。

12．根据成分过冷理论，阐述工艺和合金两个方面的因素对结晶形貌的影响方式。

13．在揭示铸件内部等轴晶的形成机制和控制铸件凝固组织方面，大野美的实验有何意义。14．在片层状规则共晶的生长过程中，界面上各组元原子的扩散运动规律及其与生长速度的关系。

15．在长大速度一定的条件下，温度梯度G

L

是否影响规则共晶的片层间距？原因何在？16．如何认识液态金属的结构特征，液态金属的结构特征对形核有何影响。

17．试分析表面张力和界面张力形成的物理原因及其与物质原子间结合力的关系。

18．证明在相同的过冷度下均质形核时，体积相同的球形晶核与立方形晶核哪种更易形成。

试导出平衡凝固及液相完全混合条件下T*

L 与f

L

的关系。19。Al-Cu（w

C

=1%）合金于单向

凝固中生长速度为3×10-4cm/s，完全没有对流（合金相图中C

E =33%（Cu），C

Sm

=%（Cu），

T

m =821K， k

和m

L

常数，D

L

=3×10-5cm2/s. 根据成分过冷判别关系，需要保持平界面前沿

的温度梯度为多少，与稳定态下，液-固界面的温度是多少19．试述细化铸件凝固组织的途径及其对获得优质铸件的意义。

20．试分析在共晶结晶的过程中，动力学因素对共晶过程和组织有怎样的影响。21．试述细化铸件凝固组织的途径及其对获得优质铸件的意义。