材料成型原理精简

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1、第一章润湿性是指存在两种互不相溶液体，液体首先润湿固相表面的能力，即一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性黏度:液体内摩擦阻力大小的标志，黏度的物理意义可以视为:作用于液体表面的应力与垂直于该平面方向上的速度梯度的比例系数。I表面活性元素使液体黏度降低，非表面活性杂质的存在使黏度提高。黏度的意义:黏度影响金属液的流动性进而影响铸件轮廓的清晰程度。影响钢铁材料的脱硫，脱磷，扩散脱氧。熔渣及金属液粘度降低对合金元素的过渡是有利的。影响铸件内部缩孔或缩松、热裂的形成倾向。影响精炼效果，夹杂、气孔的形成。表面张力的实质:表面张力是表血上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。表面张力是由于物体在表

2、面上的质点受力不均所致。表面张力影响因素：1）原子间结合力越人,表而内能越大，表面自由能越人,表面张力也就越大。2）表血张力与温度的关系：随Tf而下降，因为原子问距随温度升高而增大。3）表面张力与原子体积成反比，与价电子数的平方成正比。4）合金元素及杂质元素对表面张力的影响,主要取决于原子间结合力的改变。表面张力在材料成型过程中的意义：1）表面张力引起压力差当表面具有•一定曲度吋，表血张力将使表面的两侧产生压力差,该压力差值的大小与曲率半径成反比，曲率半径越小，表面张力的作用越显箸。润湿角越小,成为润湿性好。接触角为锐角时为润湿,接触角为钝角时为不润湿」2）表面张力对凝固裂纹的影响在凝固的后期

3、，不同晶粒之I'可存在着液膜，由于表面张力的作用，液膜将两侧的晶体紧紧的吸附在一起,液膜片度越小，其吸附力量就越大。液膜的表面张力越大，液膜越薄,则液膜的拉断临界应力越大，裂纹越难以形成。第二章液态金属的充型能力首先取决于金属本身的流动能力，同吋又受外界条件如铸型性质，浇铸注条件，铸造结构等因素的影响，是各因素的综合反应。影响充型能力的因素:金属性质、铸形性质、浇注条件、铸件结构。1）金属性质：1改善合金的化学成分2结晶潜热要人3比热，密度，导热系数大2）铸型性质：1降低铸型的蓄热系数2预热铸型。3）浇注条件:1提高浇注温度2增大充型压力3设计浇注系统结构。4）铸件结构：1铸件折算厚度越大,充

4、型能力越好2垂直壁比水平壁更容易充填3降低铸件结构越复杂程度。第三章铸件凝固方式:逐层凝固（固液两相区很窄时），体积凝固（固液两相区很宽），中间凝固（介于两者之间）。铸件凝固方式对缺陷的影响：对凝固液相的补缩能力影响很大，从而影响最终铸件的致密性和热裂纹的产生概率。（两相区窄的补缩能力强）铸件凝固方式的影响因素：1合金凝固温度区间的影响:随碳质量分数的增加，碳钢的结晶温度区间增大，铸件端血固液两相区的宽度增加，其中对于在砂型中凝固，低碳钢逐层凝固方式,中碳钢中间凝固方式，高碳钢体积凝固方式。2凝固时铸件的温度梯度:当温度梯度较大时，固液两相区较窄，逐层凝固方式；当温度梯度较为平坦，固液两相区明

5、显增加，体积凝固方式。第四章4.2.1液固相变驱动力相变驱动力:新相与母相的体积口由能之差AGv.过冷度越大，相变驱动力越大。过冷分五种类型动力学过冷2曲率过冷3压力过冷4热过冷:界面前沿液相实际温度低于平衡温度5成分过冷:合金元素或杂质元素在凝固过程中成分再分配第六章1•二元共晶组织分类（1）第一类共晶:粗糙•粗糙界面两相组成的共晶，规则层片状，或一相为棒状或纤维状。初生相树枝状长大（规则共品）。（2）笫二类共晶:粗糙■光滑界面。小平面相领先突出，共生生长，（非规则共晶）（3）第三类共晶:光滑■光滑界面,非金属■非金属，所得到的组织为两相的不规则混合物（非规则共晶）2•层片状共晶组织形核过程

6、:1）彼此依附，交替长大2）层片状共晶搭桥生长3•最小过冷度准则:对于规则共晶，共晶生长最可能发生在过冷度最小值处。4.共晶的三种情况（1）共晶成分冷速过快，不一定得到100%共晶组织,可能亚共晶或过共晶（2）非共晶成分可能获得100%共品组织（3）非共晶成分合金在一定冷速下，岀现两相相对独立的离异共晶5•共生生长:共晶生长过程中，两相彼此交替相邻且具有共同的生长界面,通过界而前方液相中溶质的横向耦合扩散，互相不断地为相邻的另一相提供生长所需组元,彼此协同向前生长。6•离异生长:共晶两相没有共同生长界面，各自以不同速度独立生长。（1）晶间偏析形:一相大量析出，另一相未开始结晶产生原因（1）晶间

7、偏析（2）另一相形核困难（2）晕圈型:第二相环绕领先相表面生长（球墨铸铁）产生原因:两相在形核能力和生长速度上差别较大7•非小平面•小平面非规则共晶结晶（1）共晶生氏液固界面不再为等温面，界面形态为参差不齐非平面（2）共晶体中川、平面相不规则分布，呈现共晶间距不均匀性（3）生长界面过冷度比规则共晶大（4）生长界面前液相中可能形成新的共晶晶核（5）共晶生长方式以及最终形态会随生长动力学条件发生改变第