鑄件理論

1、1.液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、加熱時(shí)原子距離的變化如圖1—2所示，試問原子間的平衡距離R0與溫度有何關(guān)系R0、R1、R2…..的概念？答：溫度的變化，只改變?cè)拥拈g距，并不改變?cè)娱g的平衡位置，即R0不變。而R0R1R2….是溫度升高時(shí)，原子振動(dòng)的中心位置。因?yàn)闇囟壬撸穹哟蟮€（WR）是不對(duì)稱的，所以振幅中心發(fā)生變化。2、圖11縱坐標(biāo)表示作用力，金屬原子的運(yùn)動(dòng)可以看成是一種振動(dòng)，其振動(dòng)在圖中如何表示的？物質(zhì)受熱

2、后為什么會(huì)膨脹？答：振幅在圖中的表示：如圖12中數(shù)條的平行線。加熱時(shí)，能量增加，原子間距增加，金屬內(nèi)部空穴增加，即產(chǎn)生膨脹。3、圖11中的Q是熔化潛熱嗎？在熔化溫度下，金屬吸收熱量而金屬溫度不變，熔化潛熱的本質(zhì)是什么？答：Q不是熔化潛熱。在熔化溫度下金屬吸收熱量①體積膨脹做功②增加系統(tǒng)內(nèi)能（電阻，粘性都發(fā)生突變）原子排列發(fā)生紊亂。在熔點(diǎn)附近，原子間距為R1能量很高，但是引力大，需要向平衡位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)吸收足夠能量熔化潛熱時(shí)，使原子間距R1

3、引力減小，結(jié)合鍵破壞，進(jìn)入熔化狀態(tài)，熔化潛熱使晶粒瓦解，液體原子具有更高的能量而金屬的溫度并不升高。（使晶粒瓦解，并不是所有結(jié)合鍵全部破壞）4、通過哪些現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)說明金屬熔化并不是原子間的結(jié)合力全部被破壞？答：（1）體積變化：固態(tài)—?dú)鈶B(tài)：體積無限膨脹。固態(tài)到液態(tài)，體積僅增加3~5%，原子間距僅增加1~1.5%。（2）熵值變化：△Sm△S僅為0.13~0.54%（3）熔化潛熱：原子結(jié)合鍵只破壞了百分之幾（4）X線衍射分析：液態(tài)金屬原子分布

4、曲線波動(dòng)于平衡密度曲線上下第一峰位置和固態(tài)衍射線極為相近，其配位數(shù)也相近，第二峰值亦近似。距離再大，則與固態(tài)衍射線遠(yuǎn)了，液態(tài)金屬中原子的排列在幾個(gè)原子間距的范圍內(nèi)，與其固態(tài)的排列方式基本一致。5、純金屬和實(shí)際金屬在結(jié)構(gòu)上有何異同？試分析鑄鐵的液態(tài)結(jié)構(gòu)。答：純金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)：接近熔點(diǎn)的液態(tài)金屬是由和原子晶體顯微晶體和“空穴”組成。實(shí)際金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)：存在著兩種起伏：能量起伏，濃度起伏。微觀上是由結(jié)構(gòu)和成分不同的游動(dòng)原子集團(tuán)，空穴和許多固態(tài)

5、，氣態(tài)，液態(tài)化合物組成，是一種渾濁液體，而從化學(xué)鍵上看除了金屬基體與其合金元素組成的金屬鍵外，還存在著其他化學(xué)健。鑄鐵的液態(tài)結(jié)構(gòu)：Fe為基體金屬，含CSi，少量Mn，SP液體以Fe為主可能含有SiO2MnSFeS等雜質(zhì)，還可能有H2N2O2等氣體，而大部分CSiMnSP基體均勻分布在液體中。6、試分析能量起伏和濃度起伏在在生核中的作用。答：生核時(shí)必須有一定大小的晶胚，這需能量起伏，使原子集團(tuán)達(dá)到一定大小才能成核。而濃度起伏對(duì)二相以上液態(tài)

6、金屬成核很重要，一定的濃度起伏才可能瞬時(shí)達(dá)到某一相的要求。7、斯托克斯公式在什么條件下方可應(yīng)用？在充型過程中雜質(zhì)在金屬液的上浮或者下沉速度能否用此公式描述？下的充型能力。2、用螺旋形試樣測(cè)定合金的流動(dòng)性時(shí)，為了使得數(shù)據(jù)穩(wěn)定和重復(fù)性好，應(yīng)該控制哪些因素？答：?鑄型性質(zhì)?澆鑄條件3、試分析中等結(jié)晶溫度范圍的合金停止流動(dòng)機(jī)理。答：過熱能量散失盡以前，金屬液也可以純金屬液態(tài)流動(dòng)。溫度下降到液相線以下，首先生成了一批小晶粒，在型壁上長(zhǎng)成細(xì)而長(zhǎng)的柱

7、狀晶，空隙的液體繼續(xù)流，流動(dòng)過程繼續(xù)生長(zhǎng)柱狀晶，在液體溫度不段下降時(shí)，出現(xiàn)等軸晶，阻塞通道。介于兩者之間，出現(xiàn)枝狀晶時(shí)，溫度不產(chǎn)生大量晶粒，但是生長(zhǎng)到一定程度，等軸晶大量析出。4、碳鋼流動(dòng)性螺旋試樣流束前端常出現(xiàn)豌豆形突出物，經(jīng)化學(xué)分析，突出物的S，P較高，試解釋生成原因。答：豌豆型突出物可能是FeS，F(xiàn)e3P2其熔點(diǎn)比鋼熔點(diǎn)低，故在結(jié)晶終了析出，一般在晶界上，則形成豌豆?fàn)睢?、ALMg合金機(jī)翼，壁厚為3mm，長(zhǎng)為1500mm，其鑄造工

8、藝為采用粘土砂型，常壓下澆鑄，常澆鑄不足而報(bào)廢，你認(rèn)為應(yīng)該采取哪些工藝措施來提高鑄件的成品率？答：?提高鑄型的透氣性?提高澆鑄溫度?足夠的壓頭④變質(zhì)處理⑤澆鑄系統(tǒng)合理⑥涂煙黑涂料，減小。6、欲鑄造壁厚為3mm，外形尺寸為mm的箱體，（材質(zhì)為ZL106）你認(rèn)為如何澆鑄更合理？答：應(yīng)使305mm的方向?yàn)榇怪狈较?，更利于充?、采用石膏鑄型可產(chǎn)生壁厚達(dá)0.8mm的鋁合金鑄件（石膏為絕熱材料）但是常出現(xiàn)澆鑄不足分析產(chǎn)生該缺陷的原因，如何消除？答

9、：可能的原因：鑄型溫度低，排氣不好，澆鑄溫度低等措施：預(yù)熱鑄型，加強(qiáng)排氣，提高澆鑄溫度8、采用高溫出爐，低溫澆鑄的工藝措施，為什么可提高合金的流動(dòng)性？答：高溫出爐：使一些難熔的質(zhì)點(diǎn)熔化，未熔的質(zhì)點(diǎn)和氣體在澆包中鎮(zhèn)靜有機(jī)會(huì)上浮而使金屬凈化，提高流動(dòng)性。低溫澆鑄，一般來講，澆鑄溫度越高，充型能力越強(qiáng)但是溫度過高，會(huì)使金屬吸氣更多，氧化嚴(yán)重，充型能力幅度減小，所以最好是，高溫出爐，低溫澆鑄。9、試分析亞共晶鋁硅合金和過共晶鋁硅合金的流動(dòng)性。答

10、：亞共晶鋁硅合金：隨著硅的百分含量增加，結(jié)晶范圍增大流動(dòng)性降低當(dāng)Si%=1.65%時(shí)，出現(xiàn)共晶組織，結(jié)晶溫度范圍減小，故流動(dòng)性有上升，一直到共晶成分均勻。過共晶鋁硅合金：當(dāng)Si%=11.7%，達(dá)到共晶成分，一般來講，它在此點(diǎn)的流動(dòng)性最好。而后流動(dòng)性逐漸下降但對(duì)AlSi合金出現(xiàn)了反常，因?yàn)檫^共晶合金初生（β）相為比較規(guī)整的塊狀晶體不形成“堅(jiān)強(qiáng)”的網(wǎng)絡(luò)，使合金仍流動(dòng)，這樣，結(jié)晶潛熱可以起作用，所以超過共晶點(diǎn)后，流動(dòng)性繼續(xù)增高。10、用同一種