材料加工原理 - 图文

液态成型部分思考题： 名词解释： 1、 自发形核

由游动的原子集团自己逐渐长大而形成晶核的过程，因此，也称均质生核。 2、 非自发形核

在外来质点的表面上生核的过程，也称为异质生核。 3、 气孔

金属中的气体含量超过其溶解度，或浸入的气体不被溶解，则以分子状态存在于金属液中，若凝固前来不及排除，铸件将产生气孔。 4、 非金属夹杂物

金属在熔炼与铸造过程中，与非金属元素及外界物质接触发生相互作用而产生的各种化合物。 5、 离异共晶

共晶成分的剩余液体也可能不采取共生生长的方式结晶，而是两相各自独立生长，所得的组织中没有共晶的特征。这种两相不是以共同的界面生长的方式成为离异生长，所得的组织成为离异共晶。 6、 带状偏析

当固液界面由于过冷递减，固液界面向前推进受到溶质偏析的阻碍时，由于界面前方的冷却，从侧壁上可能产生新的晶粒并继续长大，从前方横切溶质浓化带，形成带状偏析。 7、 逆偏析

铸锭和铸件凝固后，铸锭的表面或底部含溶质元素较多，而中心部分或上部分含溶质较少。 8、 残余应力

当产生铸造应力的原因被消除以后，应力仍然存在，这种应力成为残余应力。 9、 缩孔

铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称为缩孔。 10、 缩松

细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。 11、 铸造应力

铸件在凝固以后在冷却过程中，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，这些都使铸件的体积和长度发生变化。此时，如果这种变化受到阻碍，就会在铸件内产生应力，称为铸造应力。 12、 粘度

液体在层流运动的情况下，各液层见有摩擦阻力，称为液体的内摩擦，妨碍液体的流动，这种内摩擦阻力是液态金属的物理特性之一，称为粘度。 13、 表面张力

表面张力系数，其意义是在液膜的单位长度上所受的绷紧力。 14、 单相合金

在凝固过程中只析出一个固相的合金。 15、 多相合金

在凝固过程中同时析出两个以上相的合金。 16、 邻先相

两个共晶相得析出次序和生长速度是不相同的，就是说，在两个相的生核和生长中必有一个相位先导。由于次相的析出，引起溶质的富集而导致另一相的析出和生长，此相成为领先相。 17、 溶质再分配

凝固时固相中不能容纳的B原子被排挤出来，富集在界面上的液体中，然后逐渐向液体内部扩散均化。这种成分分离的现象称为溶质元素的再分配。 18、 成分过冷

由于溶质原子在晶体长大过程中再分配所引起的过冷，称为成分过冷。 19、 平衡凝固

凝固过程中的每个阶段都达到平衡，即相变过程中有充分时间进行组元间的扩散，以达到平衡相的成分。

问答题：

1、 铸造液态合金概貌是怎样的？为什么说液态合金的结构更接近于固态合金？

体积只膨胀3～7％，即原子间距平均只增大1～1.5％熔化潜热只占气化潜热的3～7 ％ 金属由固态变成液态时，原子结合键只破坏一个很小的百分数，只不过它的熔化熵相对于固态时的熵值有较多的增加，表明液态中原子热运动的混乱程度，与固态相比有所增大。 比热容，与固态相比虽然稍大一些，但具有相同的数量级。 液态金属在结构上更象固态而不是汽态，原子之间仍然具有很高的结合能。液态金属是由游动的原子团构成。液态金属中的原子热运动强烈，原子所具有的能量各不相同，且瞬息万变，这种原子间能量的不均匀性，称为能量起伏。 由于液态原子处于能量起伏之中，原子团是时聚时散，时大时小，此起彼伏的，称为结构起伏。对于多元素液态金属而言，同一种元素在不同原子团中的分布量不同，也随着原子的热运动瞬息万变，这种现象称为成分起伏。 2、 液态合金物理性质包括哪些内容？

①熔点和熔化热②沸点和蒸发热③液态金属的热膨胀及固态收缩④导电性⑤导热性⑥液态金属中的扩张速度 3、 合金液的粘度、表面张力对铸件质量有何影响？

液态金属中往往含有气泡或其他非金属夹杂物，如在金属浇入铸型或凝固以前，能排出留在铸件内，就会影响铸件质量。液体的粘度越大，杂质半径越小，液体与杂质的密度差越小，杂质沉浮速度越慢，留在铸件的可能性越大。表面张力对薄壁铸件，铸件的细薄部分和棱角的形成有影响，型腔越细薄，棱角的曲率半径越小，表面张力的影响力则越大。

4、 分析不同合金的停流机理 (这题题目有问题！估计是图丢了!)

图a为纯金属.、共晶成分合金和结晶温度范围很窄的合金停止流动机理示意图，在金属的过热量未散失尽以前为纯液态流动（图a），为第一区。金属液继续流动，冷的前端在型壁上凝固结壳（图b），而后的金属液是在被加热了的沟道中流动，冷却强度下降。由于液流通过Ⅰ区终点时，尚具有一定的过热度，将已凝固的壳重新熔化，为第Ⅱ区，所以该区是先形成凝固壳，又被完全熔化。第Ⅲ区是未被完全熔化而保留下来的一部分固相区，在该区的终点金属耗尽了过热热量。在第Ⅳ区里，液相和固相具有相同的温度——结晶温度。由于在该区的起点处结晶开始较早，断面上结晶完毕也较早，往往在它附近发生堵塞（图c）。图b为结晶温度范围很宽的合金的停止流动机理示意图。在过热热量未散失尽以前，也以纯液态流动。温度下降到液相线以下时，液流中析出晶体，顺流前进，并不断长大。液流前端不断与冷的型壁接触，冷却最快，晶粒数量最多，使金属液的粘度增加，流速减慢。当晶粒达到某一临界数量时，便结成一个连续的网络。液流的压力不能克服此网的阻力时，发生堵塞而停止流动。 5、 如何提高充型能力

1）金属方面的措施 正确选择合金的成分以及合理的熔炼工艺 2）铸型方面的因素 提高铸型的蓄热系数、铸型的温度、铸型中的气体 3）浇注方面的因素 提高浇注温度，提高充型压头，简化浇注系统结构 4）铸件结构方面的因素 提高当量厚度，简化铸件的复杂程度 6、 在铸件凝固时，为什么应重视断面温度梯度？

在整个热传导过程中，铸件断面上的温度分布实际上是均匀的，铸型内表面的温度接近铸件的温度。由此可以推断温度梯度G并作为成分过冷判据。 7、 铸件的凝固方式决定于哪些因素？与铸件的质量有什么关系？

铸件的凝固方式决定于合金的结晶温度范围与温度梯度的比值确定的。<1 时，铸件的凝固趋近于逐层凝固方式，>1时趋近于体积凝固方式。 8、 自发形核与非自发形核机理

自发形核：由游动的原子集团自己逐渐长大而形成晶核的过程，因此，也称均质生核。非自发形核：在外来质点的表面上生核的过程，也称为异质生核。

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9、 何谓界面共格对应原则？

质点表面（作为衬底）的原则排列规律和间距与新相相近，即符合相位尺寸对应原则或更明确些可称为界面共格对应原则 10、 晶体生长的本质是什么？

是液体中原子向晶体表面堆砌的过程，也是固液界面向液体中不断推移的过程。 11、 固液界面的结构对晶体的生长方式和生长速度有什么关系？

晶界的结构对原子的堆砌方式和堆砌速度有很大影响，从而影响着晶体的生长方式、生长速度和最终的形态。粗糙界面为连续生长。平整界面为二维形核或螺位错生长、

12、 解释三种非平衡结晶组织：非共晶成分的合金结晶得到100%的共晶组织；共晶成分合金结晶得不到100%的共晶组织；离异共晶

前两者是因为伪共晶区的存在。共晶成分 …… 此处隐藏：11366字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……