河北工程大学材料成型理论基础练习题(上)

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1、第1章液态金属的结构与性质1.液体原子的分布特征为无序、有序，即液态金属原子团的结构更类似于。2.实际液态金属内部存在起伏、起伏和起伏。3.物质表面张力的大小与其内部质点间结合力大小成比，界面张力的大小与界面两侧质点间结合力大小成比。衡量界面张力大小的标志是润湿角θ的大小，润湿角θ越小，说明界面能越。4.界面张力的大小可以用润湿角来衡量，两种物质原子间的结合力，就润湿，润湿角；而两种物质原子间的结合力，就不润湿，润湿角。5.影响液态金属表面张力的主要因素是，，和。6.钢液中的MnO，当钢液的温度为1550℃时，，，，对于r=0.0001m的球形杂质，其上浮速度是多少？参考答案：0.0071

2、m/s7.影响液态金属充型能力的因素可归纳为合金本身性质、铸型性质、浇注方面、铸件结构方面四个方面的因素。8.影响液态金属黏度的因素有合金成分、温度、非金属夹杂物。9.合金流动性：合金本身的流动能力；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。10.液态合金的流动性和充型能力有何异同？如何提高液态金属的充型能力？答：液态金属的流动性和充型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确定条件下的充型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。而充型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。提高液态

3、金属的充型能力的措施：（1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L要大；③比热、密度大，导热率小;④粘度、表面张力小。（2）铸型性质方面：①蓄热系数小；②适当提高铸型温度；③提高透气性。（3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。（4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度；②降低结构复杂程度。11.设凝固后期枝晶间液体相互隔绝，液膜两侧晶粒的拉应力为1.5×103Mpa，液膜厚度为1.1×10-6mm，根据液膜理论计算产生热裂的液态金属临界表面张力=0.825N/m。12.表面张力：表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。13.粘度表达式：，雷诺数：第2

4、章凝固温度场1.铸件的凝固方式可以分为、和三种不同形式，影响合金凝固方式的两个主要因素是：和。2.合金的凝固温度区间越大，液态合金充型过程中流动性越差，铸件越容易呈体积（或糊状）凝固方式。3.研究铸件温度场的方法有数学解析法、数值模拟法和实测法等。4.“平方根定律”公式为，写出公式中三个符号所代表的含义τ：凝固时间、ζ：凝固层厚度、K:凝固系数5.比较同样体积大小的球状、块状、板状及杆状铸件凝固时间的长短。解：一般在体积相同的情况下上述物体的表面积大小依次为：A球t块>t板>t杆。6.右图为一灰铸铁底座铸件的断面形状，其厚度为30mm，利

5、用“模数法”分析砂型铸造时底座的最后凝固部位，并估计凝固终了时间.1000160160600120解：将底座分割成A、B、C、D四类规则几何体（见右下图）查表2-3得：K=0.72()对A有：RA=VA／AA=1.23cmtA=RA²／KA²=2.9min对B有:RB=VB／AB=1.33cmtB=RB²／KB²=3.4min对C有：RC=VC／AC=1.2cmtC=RC²／KC²=2.57min对D有：RD=VD／AD=1.26cmtD=RD²／KD²=3.06min因此最后凝固部位为底座中肋B处，凝固终了时间为3.4分钟。*1000*160*160*600*120AAAABBCCCCD

6、DD7.写出平方根定律和折算厚度法则的公式，并解释两个公式的差别。答：1）平方根定律：即；折算厚度法则：2）代表铸件凝固层厚度，适应薄板类铸件；为折算厚度,可适用各种形状的铸件。8.影响铸件凝固方式的因素是什么？凝固方式与铸造性能和铸件质量之间有什么关系？答：1)影响铸件凝固方式的因素:结晶温度范围和温度梯度；2)a逐层凝固：集中缩孔大，易补缩，铸件较致密；热裂倾向小；流动性好。所以，铸件质量好。b体积凝固：不易补缩，易形成缩孔；流动性差；热裂倾向大；铸件不致密，性能较差。c中间凝固：介于以上两者之间第3章金属凝固热力学与动力学1．金属结晶形核时，系统自由能变化△G由两部分组成，其中相变驱

7、动力为，相变阻力为。2.非均质形核过程，晶体与杂质基底的润湿角θ越小，非均质形核功越，形核率越；非均质形核临界半径与均质形核的关系为。3.为什么金属必须要有一过冷度才能发生液-固相变？4．什么是溶质平衡分配系数？设状态图中液相线和固相线为直线，证明其k0为常数。特定温度下固相合金成分浓度与液相合金成分浓度达到平衡时的比值如上图：液相线：T*－Tm＝(Cl*-0)①固相线：T*－Tm＝(Cs*-0)②②÷①得：＝＝1即＝＝