材料成型原理-王旭东-凝固科学基础习题三答案

《材料成型原理-王旭东-凝固科学基础习题三答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、习题三1・可采用哪些措施获得并细化等轴晶？1)减小G/R,加大成分过冷，促进内生生核；2)孕育处理、变质处理，增加晶核数目，细化晶粒；3)促进液相流动、加强搅拌，促使枝晶熔断和晶粒增殖，增加游离晶数目。2・分析缩孔、缩松的形成原因和条件。铸件冷却凝固时，由于温度降低和液J古1相变，合金的液态收缩与凝固收缩大于固态收缩，往往在最后凝固的部位出现孔洞，容积大而且集中的为孔洞；细小而且分散的孔洞为缩松，称缩孔，缩孔一一结品温度范围窄，逐层凝I古I的合金缩松一一结品温度范围宽，糊状凝I古I的合金3•阐述灰铸铁件和球墨铸铁缩松的倾

2、向性，二者为何具有“自补缩”的性质?二者的共同特点，奥氏体枝晶迅速布满铸件断面，铸件长期处于凝固状态；且奥氏体枝晶具有很强连成骨架的能力，使补缩难以进行。所以，两种铸铁都有产生缩松的可能性。灰铸铁，石墨为片状，枝品尖端与液体接触，长速快。石墨长大时体积膨胀大部分作用在枝晶间的液体上，迫使液体通过枝晶间的管道填充枝晶间、由于液态收缩和凝固收缩形成的细小孔洞，可降低灰铸铁缩松的严重程度。即灰铸铁的“自补缩”能力。灰铸铁件一般不需要冒口。球墨铸铁，石墨为球状，四周为奥氏体外壳，石墨通过碳原子的扩散长大。当共晶团长大到相互接触后

3、，石墨的膨胀力只有一小部分作用在液体上，大部分作用在相邻的共晶团或奥氏体枝晶上，趋向把他们挤开。如铸性刚度不够，膨胀力将迫使型壁外移，铸件膨胀，共晶团间隙扩大，铸件断面布满显微缩松。如铸型刚度足够，石墨的膨胀力反传回铸件，有可能将缩松压合。这是的球铁也可看作是具有“自补缩”能力。4.为什么时效处理后铸件内的应力可以得到缓解?如铸件存在残余应力，必然使晶格产牛畸变，畸变晶格上的原了势能较高，极不稳定。铸件经时效处理，由于受到温度变化或振动等作用，原子有足够的时间和条件不断发生能量交换，能量趋于均衡。畸变的晶格得以恢复，铸件

4、变形，应力可被减弱或消除。5.裂纹的种类？如何区分？裂纹：热裂、冷裂区分时可根据裂纹的断口的颜色，或裂纹走向、分叉程度等进行判断。6.砂型铸造T形梁，尺寸如下图示，从厚部浇入金属。分析冷却过程铸件内部应力的状况，形成原因。冷却至室温后是否有残余应力？如有，方向如何？是否会形成变形，如何变形？1000由于冷却速度不同引起的应力・热应力；厚15mm的薄区先凝固，冷却快，收缩受上面厚部阻碍，薄受拉，厚受压；继续冷却到较低温度，厚部冷却快，薄受压，厚受拉；残余应力：薄受压，厚受拉;变形：两边上翘。8•生产下左图示箱形灰铸铁机床铸

5、件。出现贯穿箱体的裂纹缺陷，局部的裂纹形貌如下右图箭头示。判断缺陷类型，说明原因。600a）裂纹分析：从照片无法判断断口氧化情况。但是，裂纹比较直而且规则，外形呈连续直线和圆滑曲线状。铸件壁被整齐地贯穿拉断，断口干净。根据这些特征，判断为冷裂。b）冷裂形成条件及机理：当铸件冷却到较低温度时，铸造应力超过合金的强度极限而产生。形成铸造应力的原因可以是机械阻碍收缩、热应力和相变应力。9•使用含氮树脂砂生产铸钢件，退火后，在靠近冒口的铸件表面出现深浅不同的垂直小孔，内表光滑，在断面上形态如下图示。判断缺陷类型，说明形成这类缺陷

6、通常要具备的条件及形成机理。a）铸件退火和表面清理后，表面氧化层脱落，暴露出图示小孔洞，这是典型的反应性气孔缺陷，又被称作皮下气孔。b）皮下气孔孔是一种反应性气孔。在高温金属液作用下，在金属液■铸型界面处产生化学反应，产生气体。反应产物会以原子状态溶解到液体金属中。造成铸件表层气体浓度增高。当表层凝固，激冷晶粒牛长成微小的柱状晶，溶质再分配导致在凝固前沿溶质富集，在微缩孔和氧化物表面形成气泡，晶周的小气孔随着也a）裂纹分析：从照片无法判断断口氧化情况。但是，裂纹比较直而且规则，外形呈连续直线和圆滑曲线状。铸件壁被整齐地贯

7、穿拉断，断口干净。根据这些特征，判断为冷裂。b）冷裂形成条件及机理：当铸件冷却到较低温度时，铸造应力超过合金的强度极限而产生。形成铸造应力的原因可以是机械阻碍收缩、热应力和相变应力。9•使用含氮树脂砂生产铸钢件，退火后，在靠近冒口的铸件表面出现深浅不同的垂直小孔，内表光滑，在断面上形态如下图示。判断缺陷类型，说明形成这类缺陷通常要具备的条件及形成机理。a）铸件退火和表面清理后，表面氧化层脱落，暴露出图示小孔洞，这是典型的反应性气孔缺陷，又被称作皮下气孔。b）皮下气孔孔是一种反应性气孔。在高温金属液作用下，在金属液■铸型界

8、面处产生化学反应，产生气体。反应产物会以原子状态溶解到液体金属中。造成铸件表层气体浓度增高。当表层凝固，激冷晶粒牛长成微小的柱状晶，溶质再分配导致在凝固前沿溶质富集，在微缩孔和氧化物表面形成气泡，晶周的小气孔随着也长成细长条状。10•生产下右图示铸钢套筒铸件。在筒壁出现裂纹缺陷，如下左图示。判断缺陷类型，说明形成这类