材料先進(jìn)成型技術(shù)答案整理

1、材料先進(jìn)成型技術(shù)材料先進(jìn)成型技術(shù)1從凝固學(xué)角度，結(jié)合實例談?wù)劶?xì)化合金晶粒的主要措施并說明細(xì)化原因。從凝固學(xué)角度，結(jié)合實例談?wù)劶?xì)化合金晶粒的主要措施并說明細(xì)化原因。晶粒細(xì)化措施：晶粒細(xì)化措施：凡是促進(jìn)形核、抑制晶體長大的措施均可細(xì)化晶粒。提高冷速：冷速高，則過冷度大，形核率增加。進(jìn)行變質(zhì)處理：促進(jìn)非均勻形核控制加熱溫度(過熱度)：過熱導(dǎo)致非均勻形核速率下降，但可以提高過冷度使形核率增加，兩者競爭，尋求最佳過熱度。進(jìn)行熔體振動：機(jī)械攪拌、電

2、場、磁場、對流和超聲波作用等。利用成分過冷效應(yīng)，制造形核帶，產(chǎn)生大量的等軸晶粒。晶粒細(xì)化實例晶粒細(xì)化實例：變質(zhì)處理變質(zhì)處理：向金屬液體中加入一些細(xì)小的形核劑（又稱為孕育劑或變質(zhì)劑），使它在金屬液中形成大量分散的人工制造的非自發(fā)晶核，從而獲得細(xì)小的鑄造晶粒，達(dá)到提高材料性能的目的。（鑄造鋁硅合金的變質(zhì)處理以細(xì)化晶粒鑄造鋁硅合金的變質(zhì)處理以細(xì)化晶粒）【鋁硅合金【鋁硅合金具有良好的力學(xué)性能和鑄造性能，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如用作汽車發(fā)動機(jī)缸體、活

3、塞等材料。隨著硅含量增加，AlSi的共晶體增多；當(dāng)硅含量超過13%時，合金中還析出粗大的多角形板狀初晶硅。由于硅相質(zhì)脆且以粗大片狀存在，在硅相尖端和棱角部位容易引起應(yīng)力集中，從而嚴(yán)重降低其力學(xué)性能。通過相鋁硅合金中加入鍶、鈉及稀土等元素對其進(jìn)行變質(zhì)處理以改變硅相形態(tài)，以提高合金的性能?！客鈭鲎饔眉?xì)化合金晶粒外場作用細(xì)化合金晶粒：(1)超聲波作用超聲波作用：超聲波增大形核數(shù)量，提高形核率；超聲波對熔體的攪拌作用使得大量碎小枝晶形成，提高晶

4、核數(shù)量；超聲波的導(dǎo)入加大了過冷度，有利于晶體細(xì)化。（2）電磁場作用電磁場作用：電磁振蕩凝固細(xì)晶技術(shù)、脈沖電磁凝固細(xì)晶技術(shù)（磁壓強(qiáng)引起的熔體振蕩導(dǎo)致了凝固組織的細(xì)化）（3）熔體過熱處理細(xì)化合金晶粒熔體過熱處理細(xì)化合金晶粒：熔體過熱可消除其固相夾雜和不可逆類固形原子團(tuán)簇，控制形核過程。提高過熱溫度和延長保溫時間均可消除熔體中的異質(zhì)核心，使得熔體達(dá)到結(jié)構(gòu)和成分的均勻化，消除組織遺傳性，從而得到性能良好的組織。過熱溫度和保溫時間不能過高、過長，

5、否則難熔的異質(zhì)相溶解，減小了形核數(shù)，不利于得到細(xì)晶組織。（4）利用成分過冷效應(yīng)細(xì)化合金晶粒利用成分過冷效應(yīng)細(xì)化合金晶粒（5）快速凝固細(xì)化合金晶?？焖倌碳?xì)化合金晶粒：通過提高冷卻速率使液態(tài)金屬獲得大的過冷度，增大形核速率。該方法可達(dá)到很好的細(xì)化效果，甚至達(dá)到微晶或納米晶，但生產(chǎn)試件尺寸小，控制困難，晶粒內(nèi)應(yīng)力大。2實現(xiàn)單向凝固的條件有哪些？列舉定向凝固鑄造的主要方法。選取一種定向?qū)崿F(xiàn)單向凝固的條件有哪些？列舉定向凝固鑄造的主要方法。選取

6、一種定向凝固方法談?wù)勂湓砗蛢?yōu)缺點。凝固方法談?wù)勂湓砗蛢?yōu)缺點。實現(xiàn)單向凝固條件：實現(xiàn)單向凝固條件：（1）處于成分過冷狀態(tài)成分過冷判據(jù)”方程優(yōu)點：優(yōu)點：?可以更好地控制冷凝曲線，很好的控制凝固生長速率R，顯著改善了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性；?縮短周期，提高生產(chǎn)效率?凝固過程中溫度梯度G和凝固生長速率R保持相對穩(wěn)定，明顯提高了鑄件組織在垂直和水平方向上的均勻性；?凝固過程基本不受鑄件尺寸影響，鑄件尺寸受工藝的限制較小3連續(xù)鑄造的主要工藝方法

7、有哪些？產(chǎn)品有何特點？并結(jié)合實例談?wù)勂湓谏a(chǎn)連續(xù)鑄造的主要工藝方法有哪些？產(chǎn)品有何特點？并結(jié)合實例談?wù)勂湓谏a(chǎn)實際中的應(yīng)用。實際中的應(yīng)用。連續(xù)鑄造的主要工藝方法為：連續(xù)鑄造的主要工藝方法為：（1）立式連續(xù)鑄造：連續(xù)鑄造工藝過程中鑄件沿垂直于地平面方向運動的稱為立式連鑄；（2）臥式連續(xù)鑄造：鑄件沿水平方向運動的連續(xù)鑄造工藝過程稱為臥式連鑄或水平連鑄；（3）立彎式連續(xù)鑄造：立式與臥式連鑄方法相結(jié)合，產(chǎn)生了立彎式連鑄工藝，鋼液首先經(jīng)過立式連鑄

8、工藝成形后，經(jīng)專門的軋輥機(jī)構(gòu)使其在高溫時沿一定的回轉(zhuǎn)半徑呈彎曲最后呈水平方向運動，因而達(dá)到完全連續(xù)鑄造。連續(xù)鑄造產(chǎn)品特點：連續(xù)鑄造產(chǎn)品特點：（1）晶粒細(xì)化、組織細(xì)密；（2）較小偏析傾向，成分分布較均勻；（3）力學(xué)性能得到提高；（4）鑄件的表面較平整，易于實行后續(xù)加工。(5)(5)但是連鑄件冷卻速度快，也會造成較大的內(nèi)部應(yīng)力，控制不當(dāng)會造成裂紋和硬度分布的不均勻。連續(xù)鑄造實際生產(chǎn)應(yīng)用：連續(xù)鑄造實際生產(chǎn)應(yīng)用：（1）作為鑄件直接用于各種場合或

9、作為毛坯用于機(jī)械加工制造各種機(jī)械零件，如連續(xù)鑄造鑄鐵管和水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材。（2）用于冶金工業(yè)中作為金屬軋制成材用得鑄錠及坯料，如連續(xù)鑄造銅、鋁錠及立彎式連續(xù)鑄造的鋼坯。后者產(chǎn)量很大，例如一臺立彎式鋼坯連鑄機(jī)的年產(chǎn)量可達(dá)幾十萬至上百萬噸4擠壓鑄造的主要工藝方法有哪些？產(chǎn)品有何特點？并結(jié)合實例談?wù)勂湓谏a(chǎn)擠壓鑄造的主要工藝方法有哪些？產(chǎn)品有何特點？并結(jié)合實例談?wù)勂湓谏a(chǎn)實際中的應(yīng)用實際中的應(yīng)用。擠壓鑄造也稱“液態(tài)模鍛”，是對充入鑄型的液

10、態(tài)或半固態(tài)金屬施以高的機(jī)械壓力，并使其在高壓下凝固成形的一種鑄造技術(shù)擠壓鑄造分為擠壓鑄造分為：直接擠壓，間接擠壓。其產(chǎn)品特點為其產(chǎn)品特點為：(1)由于鑄件在較高的壓力下凝固，不易產(chǎn)生氣孔、縮孔和縮松等內(nèi)部缺陷，組織致密性好，可以進(jìn)行固溶處理(2)擠壓鑄造件組織得到細(xì)化(3)鑄件的力學(xué)性能比金屬型重力鑄造件有顯著提高(4)鑄件尺寸精度較高，表面粗糙度值較低(5)鑄件工藝出品率高(6)工藝適應(yīng)性強(qiáng)，可用于非鐵合金、鋼鐵金屬的各種鑄造合金和部