材料成形基础复习思考题.doc

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1、复习思考题1材料加工方法的类型、材料加工的基本要素和流程。材料加工的类型：可分为：（1）冷加工：车，铳，刨，钻，磨。（2）热加工：3）铸：凝固（液态）成形；b）锻：塑性成形；C）焊：连接成形；d）热处理，表面成形，粉末冶金加工。也可分为：成形加工、切除加工、表面成形加工、热处理加工材料加工的基本要素为：材料、能量、信息材料加工的基本流程有材料流程、能量流程、信息流程。其中材料流程系统可以分为三种重要类型：直通流程、发散流程、汇合流程2凝固转化过程中，材料会有哪些变化？宏观变化为：体积改变、外形改变、产生凝固潜热微观变化为：爛值改变、结构改变、发生溶质再分配3凝固成形

2、的基本问题和发展概况有那些？基本问题：液态金展的获得（金展熔炼）；凝固组织的形成与控制；铸造缺陷的防止与控制；铸件尺寸精度与表面粗糙度的控制。发展概况：（1）凝固理论的发展；（2）凝固技术的发展；（3）计算机的应用及发展。4用于判断自发过程能否进行的判据有哪二个，其使用条件是什么？自由能最低原理：AAt,vWO等温等容条件下，体系的自由能永不增大；自发过程的方向力图减小体系的自由能，平衡的标志是体系的自由能为极小。自由焙判据：AGt,p^O等温等压条件下，一个只做体积功的体系，自由能永不增大（或）；自发过程的方向是使体系的自由能降低，当自由能降到极小值时，体系达到平

3、衡。5凝固的本质驱动力是什么？固-液相的自由能差4G。6自发形核对液相中的能量起伏有何要求？液相原子在凝固驱动力的作用下，从高自由能的液态结构转变为低自由能的固态晶体结构过程中，必须越过一个能垒才能使凝固过程得以实现，而能垒的获得，是通过液态内部的能量起伏实现的。自发形核的临界形核功AG*自等于临界晶核界面能的1/3,此即晶核体积自由能减小只能抵消表面能的2/3,乘疔的1/3必须通过液相屮的能量起伏提供。当过冷度达到熔点20%左右吋，才能实现自发形核。7非自发形核的临界形核功为何与自发形核的临界形核功不同，二者在形核时对过冷度的要求一样吗？非自发形核时在液体中存在固

4、相基底，依附现有基底,可以大大降低临界形核功。非自发形核的临界晶核半径r*•与自发形核的临界晶核半径相等，但非口发形核的临界晶核原子数口旳要少，因为一般来说0°<0<180°,0

5、生丁•何种材料？“连续长大”的含义是只要原子沉积供应不成问题，长大过程可以连续不断地进行。其生长方向为界面的法线方向，即垂直于界面生长。“侧面生长”的长大过程是非连续性的。只有在界面上出现台阶后，从液相扩散来的原子沉积在台阶边缘，依靠台阶向侧面长大。台阶形成的方式有三种：R形成二维晶核；b）螺型位错；c）挛晶面。晶体生长方式决定固液界面结构，一般金属为粗糙界面，对应于连续长大；而非金属为光滑界面对应于侧面长大。10、什么是溶质再分配？溶质再分配与热裂、成分过冷、晶体形貌及偏析间的关系是怎样的？P37答：由于结晶界面的溶质分凝，以及固相和液相中的溶质扩散造成的晶体中成

6、分的非均匀分布现象叫做溶质再分配。由于溶质再分配使得凝固过程中产生液膜，液膜在应力作用下会产生热裂纹。由溶质再分配导致界而前沿平衡凝固温度发生变化而引起的过冷为成分过冷。成份过冷的大小和成分过冷区的宽，窄取决于界面前沿的温度梯度和界面前沿液相一侧溶质浓度分布而引起的凝固温度变化的综合作用。合金的结晶长大的形态主要与传热（ATK）及传质（成分过冷）有关：而当合金的原始成分一定时，随着Gl/R（R：固液界面推进速度，GL为界面前沿液相的实际温度梯度）的减小，晶体形态将由平面晶向着胞状晶、胞状树枝晶、柱状树枝晶，和等轴树枝晶的方向转变。金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现

7、象称为偏析。11、偏析对铸件组织的性能有何影响？常见的偏析形式有哪几种？答：常见的偏析形式包含两大类：微观偏析和宏观偏析。其屮微观偏析可分为晶内偏析和晶界偏析。宏观偏析包括正常偏析、逆偏析和密度偏析。微观偏析对铸件机械性能的影响是明显的，由于成分上的不均匀造成组织上的差别，导致冲击韧性和塑性下降，增加铸件的热裂倾向性，有时还使铸件难以加工。宏观偏析使铸件各部分的机械性能和物理性能产生很大差异，影响铸件的使用寿命和工作效果。12、共晶结晶的方式有哪几种？共生生长的基本条件是什么？举例说明什么是离异生长。答：共晶结晶的方式可分为共生生长和离异生长两种。共生生长的基本