合金熔炼期末复习题精简版
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油气滑热锭半连续铸造技术原理:油气滑铸造技术原理如图所示。
在结晶器里采用油气混合体作为支撑面,以减少铝液和结晶器四壁的粘附。
油气膜提供一个接近无摩擦的铸造表面,减少一次冷却。
这使得油气滑铸锭达到非常光滑的表面而且达到最小的编析和极薄的凝固壳。
同时由于减弱了结晶器的一次冷却,使凝固过程集中于二次冷却区间,加快了铸锭的凝固速度,可以有效的细化晶粒、改善铸锭的加工性。
采用油气滑铸造将具备以下技术优势:铸锭表面光滑,可以不车皮直接加工,提高成材率。
显著减少铸锭皮下偏析层厚度。
由于减弱了结晶器的一次冷却,使凝固过程集中于二次冷却区间,铸锭冷却速度快,晶粒细小均匀。
热顶半连续铸造组织控制羽毛状晶是在铝合金半连续铸造过程中常见的一种组织缺陷,它平行而连续的薄片集合体,以扇形或互相交叉的形式分布,它们及不属于等轴晶,也不属于柱状晶,又被称为‘花边状组织’。
羽毛状晶是择优取向的孪晶,其生长方向与热流平行。
厚度为30~100μm的片状晶层组织。
孪晶面是(111),孪晶优先生长方向是[ 112 ] 。
主要出现在铸锭边部,因其形状像羽毛而得名[114]。
在本文的研究中发现在200mm×600mm板坯半连续铸锭的边部由羽毛状晶组成,如图6.6所示,其形成的原因有以下两点:1)该合金中Zr 元素的加入,除部分溶入α(Al) 中外,还生成ZrAl3 初晶。
ZrAl3 初晶改变了超高强铝合金晶粒生长方向,使得晶粒强烈地定向结晶,导致铸锭组织易产生羽毛状晶。
2)结晶前沿温度梯度大和结晶核心少正是造成羽毛状晶取向长大形成羽毛状晶的最有利条件。
由于羽毛状晶缺陷总是出现在铸锭的周边部位,相对于铸锭中心其边部的结晶条件冷却强度大、温度梯度大,有利于晶粒的择向长大,加之结晶前沿有效结晶核心少,取向长大的晶粒或枝晶得不到周围晶粒或枝晶的接触抑制,便继续取向长大形成了羽毛状晶。
4.1 在铝合金半连续铸造铸锭中裂纹缺陷的种类裂纹是半连续铸造铝合金过程中产生的最严重和最普遍的缺陷之一,它所产 生的废品率往往达到铸锭废品总数的 40~60%,所以对它的研究一直是材料界所关 注的热点。
本答案非标准答案,仅作参考,祝大家期末取的好成绩!金属学与热处理铸造合金及其熔炼考试题纲1.铁碳相图的二重性及其分析从热力学观点上看,Fe-Fe3C相图只是介稳定的,Fe-C相图才是稳定的;从动力学观点看,在一定条件下,按Fe-Fe3C相图转变也是可能的,因此就出现了二重性。
分析:1)稳定平衡的共晶点C'的成分和温度与C点不同2)稳定平衡的共析点S'的成分和温度与S点不同2.稳定态和亚稳定态铁碳相图异同点稳定平衡态的Fe-C相图中的共晶温度和共析温度都比介稳定平衡的高一点;在共晶温度时,稳定平衡态的奥氏体的含碳量小于亚稳态平衡下奥氏体的含碳量。
3.用铁碳相图分析铸铁碳钢一二次结晶异同点一次结晶:铁液降至液相线时,有初析石墨和初析奥氏体析出。
温度继续下降,熔体中同时析出奥氏体和石墨,铸铁进入共晶凝固阶段。
当钢液温度降低至液相线时,有高温铁素体析出。
温度下降至包晶温度时,发生包晶转变,生成奥氏体。
温度继续下降,穿过L+丫区时,又有奥氏体自钢液中析出,此析出过程进行到固相线温度为止。
二次结晶:铸铁的固态相变即二次结晶。
继续冷却,奥氏体中的含碳量沿 E S线减小,以二次石墨的形式析出。
当奥氏体冷却至共析温度以下,并达到一定的过冷度,就开始共析转变。
两个固体相a与Fe3C相互协同地从第三个固体相长大(成对长大),形成珠光体。
当温度下降至GS和PS线之间的区域是,有先共析铁素体a相析出。
随着a相的析出,剩余奥氏体的含碳量上升。
当温度达到共析转变温度时,发生共析转变,形成珠光体。
结晶过程完了后,钢的组织基本上不在变化。
4.分析球状石墨形成过程目前已基本肯定,球状石墨可以和奥氏体直接从熔体中析出。
在亚共晶或共晶成分的球墨铸铁中,首批小石墨在远咼于平衡共晶转变温度就已成形,这是不平衡条件所造成的,但随着温度的下降,有的小石墨球会重新解体,而有的则能长大成球,随着这一温度的进行,又会出现新的小石墨球,说明石墨球的成核可在一定的温度范围内进行。
铸造合金及其熔炼复习思考题铸铁及其熔炼什么是 Fe-C 双重相图,哪一个相图是热力学稳定的,如何用双重相图来解释同一化学成分的铁水在不同的冷却速度下会得到灰口或白口,硅、铬对双重相图共晶临界点各有何影响?1.概念:在铁碳合金中,碳有两种存在形式,一种是渗碳体,其中碳的质量分数是6.69%;另一种是游离状态的石墨,碳的质量分数是100%,由于从热力学的稳定性上看石墨更加稳定,而从动力学上看生成渗碳体更加容易。
因此铁碳合金的两个二元系都有可能发生,将其叠加就是二元双重相图;2.稳定:石墨的自由能低于渗碳体,因此石墨是更稳定的相,而渗碳体是介稳定相,而铁-石墨相图是稳定性倾向的,最终形成的是稳定的石墨而不是介稳定的渗碳体,故满足热力学观点;3.影响:冷却速度较大时倾向于介稳定系转变,且时间短原子扩散不充分,所以碳以渗碳体形式析出,形成白口组织;冷却速度较小时倾向于稳定系转变,原子扩散时间充足,有利于石墨化,故碳以石墨形式析出,形成灰铁组织;4.硅的加入:1)共晶点左移,出现了共晶和共析转变的三相共存区2)共晶温度范围扩大;3)减少了共晶点的含碳量。
5.铬的加入:1)共晶点左移;2)共晶温度范围缩小;什么是碳当量、共晶度,有何意义?1.碳当量:根据各元素对共晶点实际碳量的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减,就是碳当量CE,将碳当量与共晶点碳量进行对比就可以看出某一成分铸铁偏离共晶点的程度。
2.共晶度:铸铁的实际含碳量与共晶点的实际含碳量的比值,就是共晶程度Sc,Sc值也能看出偏离共晶点的程度,且结合CE可以间接推断铸铁铸造性能的好坏以及石墨化能力的大小。
片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨的形成条件是什么,它们与奥氏体的共晶过程有何异同点?1.片状石墨(A型),生核能力较强,要求冷却速率较低、过冷度小,且铁液要有足够的碳当量以及适宜的孕育量,没有激冷;2.球状石墨,要求有较大的过冷度和较大的铁液和石墨间的表面张力;3.蠕虫状石墨:要求冷却速率低,过冷度小,否则蠕墨比例下降,且要添加低于处理球墨铸铁所要求的球化元素数量,使之达不到完全的球化程度。
铸造合金及其熔炼1.硅的加入对Fe-G-Si 准二元相图有哪些影响?P51)共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少。
2)硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区(共晶区:液相、奥氏体加石墨;共析区:奥氏体、铁素体加石墨)。
3)共晶和共析温度范围改变了,硅对稳定系和介稳定系的共晶温度的影响是不同的。
含硅量越高,奥氏体加石墨的共晶温度高出奥氏体加渗碳体的共晶温度越多,共析转变的温度提高更多。
4)硅量的增加,缩小了相图上的奥氏体区。
2.什么叫碳当量?如何计算?P7根据各元素对共晶点实际碳量的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减,以CE 表示。
为简化计算,一般只考虑Si、P 的影响,CE=C+1/3(Si+P)。
可判断铸铁偏离共晶点的程度。
将CE 值和C’点碳量(4.26%)相比,CE 大于4.26%为过共晶成分,等于为共晶成分,小于为亚共晶成分。
3.什么叫共晶度?如何计算?P7铸铁实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值,称为共晶度,以S C 表示。
C 铁:铸铁实际含碳量(%);C C :稳定态共晶点的含碳量(%);Si、P 含量(%)。
S C 大于1为过共晶,等于1为共晶,小于1为亚共晶。
4.分析讨论片状石墨、球状石墨的长大过程及形成条件。
P16从结晶学的晶体生长理论看,石墨的正常生长方式是沿基面的择优生长,最后形成片状组织。
石墨内旋转晶界的存在,提供了晶体生长所需的台阶,这种台阶可促进在石墨晶体的面上即a 向上的生长。
硫、氧等活性元素吸附在石墨的棱面上,使原为光滑的界面变为粗糙的界面,而粗糙界面生长时只要较小的过冷度,生长速度快,因而使石墨棱面的生长速度迅速,最后长成片状。
如果以v a 及v c 分别表示a 向及c 向的石墨生长速度,则取决于v a /v c 的比值。
如v a >v c ,一般认为形成片状石墨,相反如v a =v c 或v a <v c 就会形成球状石墨。
球状石墨形成过程:经过球化处理,使铁液中的硫和氧含量显著下降,此时球化元素在铁液中有一定的残留量,这种铸铁在共晶凝固过程中将形成球状石墨。
第一章1.概念题1)铸铁:含碳量大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。
2)铁碳双重相图:Fe-Fe3C介稳定系相图和Fe-C(石墨)稳定系相图相结合的双重相图。
3)分配系数:4)偏析系数:5)珠光体领域:每个珠光体团由多个结构单元组成,每个结构单元中片层基本平行。
每个结构单元称作一个珠光体领域。
2.简答题1)普通灰铸铁,除铁外还还有哪些元素?C、Si、Mn、S、P。
2)介稳定和稳定相图的共晶共析点差异。
共晶点: Fe-Fe3C 1147℃ 4.3%(介稳定)Fe-C 1153℃ 4.26%(稳定)共析点:Fe-Fe3C 727℃ 0.77%Fe-C 736℃ 0.69%3)含Si量对稳定系相图的影响。
Si增加,共晶点和共析点含碳量减少,温度增加。
硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区。
Si越多,奥氏体加石墨的共晶温度高出奥氏体加渗碳体的温度也越多。
硅量的增加,缩小了相图上的奥氏体区。
4)说明碳当量、共晶度的定义、意义,如何使用碳当量、共晶度确定铸铁的组织。
元素对共晶点实际碳量的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减,叫做碳当量CE。
CE>4.26%为过共晶成分 CE=4.26%为共晶成分; CE<4.26%亚共晶成分。
铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值,叫做共晶度S C。
S C >1为过共晶;S C =1为共晶;S C <1为亚共晶成分。
5)按石墨形态铸铁分为哪几种,做出各种石墨形态的示意图?灰铸铁(片状) 球墨铸铁蠕墨铸铁团絮状石墨铸铁(可锻铸铁)6)形成球状石墨的两个必要条件。
铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液和石墨的界面张力。
第二章一、概念题1.灰口铸铁:通常是指断面呈灰色,其中的碳的主要以片状石墨形式存在的铸铁。
2.孕育处理:铁液浇注以前,在一定的条件下,向铁液中加入一定量的孕育剂以改变铁液的凝固过程,改善铸态组织,从而达到提高性能为目的的处理方法。
·第一章1 为什么有双重相图的存在?双重相图的存在对铸铁件生产有何实际意义?硅对双重相图的影响又有何实际意义?答:1>从热力学观点看,在一定条件下,按Fe-Fe3C相图转变亦是有可能的,因此就出现了二重性2>通过双重相同,可以明显的看出稳定平衡在发生共晶转变及共析转变时,其温度要比介稳定平衡发生时的温度高,而发生共晶、共析转变时所需含C量,以及转变后的r中的含碳量,稳定平衡要比介稳定平衡低。
依此规律,就可以通过控制温度成分来控制凝固后的铸铁组织。
3>硅元素的作用:a:共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少b:硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三重共存区c:共晶和共析温度范围改变了,含硅量越高,稳定系的共晶温度高出介稳定系的共晶温度越多d:硅量的增加,缩小了相图上的奥氏体区2 分析讨论片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨的长大的过程及形成条件。
答:片状石墨:按晶体生长理论,石墨的正常生长方式沿基面择优生长,形成片状组织。
实际石墨晶体中存在多种缺陷,螺旋位错缺陷能促进片状石墨的形成。
螺旋位错为石墨的生长提供a、c两个互相垂直的两种生长方向,当a方向的生长速度大于c方向的生长速度时,便行程片状石墨。
球状石墨:石墨晶体中的旋转晶界缺陷可促进球状石墨的形成,此外,在螺旋位错中,当c向的生长速度大于a向的生长速度时就会形成球状石墨。
球状石墨的形成一般先有钙、镁的硫化物及氧化物组成的晶核开始,经球化处理后,还有利于向球状石墨生长。
球状石墨的生长有两个必要条件:较大的过冷度和较大的铁液与石墨间的界面张力。
蠕虫状石墨:有两种形成过程:1>小球墨→畸变球墨→蠕虫状石墨2>小片状石墨→蠕化元素局部富集→蠕虫状石墨3 试讨论磷共晶的分类、析出过程以及如何控制磷共晶体的形态(粗细)及数量。
答:按照组成不同可将磷共晶分为二元磷共晶及三元磷共晶。
磷共晶的形成,是由于磷的偏析造成的,磷属于正偏析元素先析出的部分含P量较少,P不断富集,含量高到一定程度时便形成磷共晶。
本答案非标准答案,仅作参考,祝大家期末取的好成绩!金属学与热处理铸造合金及其熔炼考试题纲1.铁碳相图的二重性及其分析从热力学观点上看,Fe-Fe3C相图只是介稳定的,Fe-C相图才是稳定的;从动力学观点看,在一定条件下,按Fe-Fe3C相图转变也是可能的,因此就出现了二重性。
分析:1)稳定平衡的共晶点C'的成分和温度与C点不同2)稳定平衡的共析点S'的成分和温度与S点不同2.稳定态和亚稳定态铁碳相图异同点稳定平衡态的Fe-C相图中的共晶温度和共析温度都比介稳定平衡的高一点;在共晶温度时,稳定平衡态的奥氏体的含碳量小于亚稳态平衡下奥氏体的含碳量。
3.用铁碳相图分析铸铁碳钢一二次结晶异同点一次结晶:铁液降至液相线时,有初析石墨和初析奥氏体析出。
温度继续下降,熔体中同时析出奥氏体和石墨,铸铁进入共晶凝固阶段。
当钢液温度降低至液相线时,有高温铁素体析出。
温度下降至包晶温度时,发生包晶转变,生成奥氏体。
温度继续下降,穿过L+丫区时,又有奥氏体自钢液中析出,此析出过程进行到固相线温度为止。
二次结晶:铸铁的固态相变即二次结晶。
继续冷却,奥氏体中的含碳量沿 E S线减小,以二次石墨的形式析出。
当奥氏体冷却至共析温度以下,并达到一定的过冷度,就开始共析转变。
两个固体相a与Fe3C相互协同地从第三个固体相长大(成对长大),形成珠光体。
当温度下降至GS和PS线之间的区域是,有先共析铁素体a相析出。
随着a相的析出,剩余奥氏体的含碳量上升。
当温度达到共析转变温度时,发生共析转变,形成珠光体。
结晶过程完了后,钢的组织基本上不在变化。
4.分析球状石墨形成过程目前已基本肯定,球状石墨可以和奥氏体直接从熔体中析出。
在亚共晶或共晶成分的球墨铸铁中,首批小石墨在远咼于平衡共晶转变温度就已成形,这是不平衡条件所造成的,但随着温度的下降,有的小石墨球会重新解体,而有的则能长大成球,随着这一温度的进行,又会出现新的小石墨球,说明石墨球的成核可在一定的温度范围内进行。
熔炼工考试试题(题库版)1、单选变质处理工艺参数是加入量、变质温度和()。
A.变质效果B.变质材料C.变质时间D.金属熔体性质正确答案:C2、判断题石墨是灰铸铁中的碳以游离状态存在的一种形式,它(江南博哥)与天然石墨没有什么差别,仅有微量杂质存在其中。
正确答案:对3、判断题铝是有色金属中最常用的金属,铝的世界年产量比除铝以外的所有有色金属总合还要多。
正确答案:对4、问答题底焦加入量对熔炼的影响?正确答案:底焦加入量过多,底焦顶面过高,超过了熔化带,达不到铁水熔化温度,铁料不能熔化,只有当多余的底焦烧掉,铁料到熔化带才能熔化。
造成焦耗增加。
可能会造成铁水温度稍有增加。
底焦加入量过少,熔化带的平均位置下降,熔速增加,但因缩短了铁水的过热距离使铁水温度降低。
造成铁水氧化严重,可能产生发渣现象。
5、单选铸件外观质量不包括()。
A.尺寸公差B.质量公差C.焊补质量D.力学性能正确答案:D6、判断题氢进入铝液中是三个过程:吸附、扩散、溶解。
正确答案:对7、判断题铸造生产所用的液体燃料主要是重油(燃料油)和轻汽油。
正确答案:错8、单选QT450-10的基体组织是()A.铁素体B.铁素体+珠光体C.珠光体+铁素体D.珠光体正确答案:B9、判断题劳动保护的基本方针是“安全第一,预防为主”。
正确答案:对10、判断题铝液净化后要添加覆盖剂静置15分钟作用,其目的是保护铝液被氧化,同时溶入铝液中的细小气泡和夹杂继续上浮,保证铝液的纯净度。
正确答案:对11、单选下列材料中()不能作为铝合金的变质剂使用。
A.磷B.锶C.石墨D.钠正确答案:C12、判断题牌号为QT400—18的铸铁,其中QT代表球墨铸铁代号。
正确答案:对13、单选铝中加入的合金元素溶解在铝晶格中,使晶格发生畸变,造成铝基体强化,这种结构叫以铝为基体的()。
A.化合物B.固溶体C.金属间化合物D.晶体正确答案:B14、判断题合金的铸造性能,是选择凝固原则的定性的因素,如收缩较大的铸钢,球墨铸铁等铸件,应选择顺序凝固的原则。
第十一届操运会熔炼工专业理论复习题一、计算题:现生产某牌号铸铁,要求原铁水C:3.65%,Si:1.8%,Mn:0.45%,P、S成分不考虑,现有原生铁C:4.2%,Si:1.2%,Mn:0.1%,废钢(C,Si,Mn等成分不考虑),回炉料C:3.65%,Si:2.2%,Mn:0.45%,计算,每吨铁水补加多少硅铁、锰铁?(现有硅铁含硅72%,锰铁含锰65%)注:不考虑增碳处理,不考虑合金烧损,回炉料要求加入量10%。
二.选择题:1、合力铸造工厂中频感应电炉的工作频率是在(C)范围内。
A、50HZ,B、50-200HZ,C、200-400HZ,D、400-1000HZ;2、我厂电炉用炉衬干振料的化学成份:(A)A、氧化硅(SiO2)、B、氧化铝(Al2O3)、C、氧化镁(MgO)、D、锆英石(ZrO2.SiO2)、3、共晶成分的合金流动性最好,原因是( C )。
A、枝状晶发达B、结晶温度范围宽C、在相同浇注条件下,合金保持液态,时间最长D、密度小4、浇注温度越高,则( B )收缩越大。
A、凝固B、液态C、固态D、凝固和固态5、在下列铸造合金中,缩孔倾向最小的是( C )。
A、白口铸铁B、铸钢C、灰铸铁D、球墨铸铁6、铸件应力的产生主要是因为铸件各部分冷却不一对敌,以及( B )的结果。
A、壁厚差太大B、型芯阻碍收缩C、铸件温度不足D、浇速快7、芯头是型芯的重要组成部分,芯头一般( B)形成铸件的形状。
A、直接B、不直接C、相对直接D、有时不直接8、带挡渣装置的浇口杯,主要用于浇注(C )。
A、大型铸钢件B、合金钢铸件C、重要大型铸件和球墨铸铁件D、普通铸铁件和非铁合金铸件9、铸铁件浇注系统的计算,首先应确定( D ),然后根据经验比例,确定其它部分截面积。
A、浇口坯截面积B、包分截面积C、直浇道截面积D、内浇道截面积10、冒口对铸件进行补缩的作用的必要条件是( B )。
A、冒口体积足够大B、冒口中的合金液比铸件被补缩处后凝固C、冒口模数大D、冒口模位置高11、在铸件高度方向上开设若干内浇道,使熔融金属从底部开始逐层地从若干不同高度引入型腔的浇注系统称( C )浇注系统。
第一章1.概念题1)铸铁:含碳量大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。
2)铁碳双重相图:Fe-Fe3C介稳定系相图与Fe-C(石墨)稳定系相图相结合的双重相图。
3)分配系数:4)偏析系数:5)珠光体领域:每个珠光体团由多个结构单元组成,每个结构单元中片层基本平行。
每个结构单元称作一个珠光体领域。
2.简答题1)普通灰铸铁,除铁外还还有哪些元素?C、Si、Mn、S、P。
2)介稳定与稳定相图的共晶共析点差异。
共晶点: Fe-Fe3C 1147℃ 4.3%(介稳定)Fe-C 1153℃ 4.26%(稳定)共析点:Fe-Fe3C 727℃ 0.77%Fe-C 736℃ 0.69%3)含Si量对稳定系相图的影响。
Si增加,共晶点和共析点含碳量减少,温度增加。
硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区。
Si越多,奥氏体加石墨的共晶温度高出奥氏体加渗碳体的温度也越多。
硅量的增加,缩小了相图上的奥氏体区。
4)说明碳当量、共晶度的定义、意义,如何使用碳当量、共晶度确定铸铁的组织。
元素对共晶点实际碳量的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减,叫做碳当量CE。
CE>4.26%为过共晶成分 CE=4.26%为共晶成分; CE<4.26%亚共晶成分。
铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值,叫做共晶度S C。
S C >1为过共晶;S C =1为共晶;S C <1为亚共晶成分。
5)按石墨形态铸铁分为哪几种,做出各种石墨形态的示意图?灰铸铁(片状) 球墨铸铁蠕墨铸铁团絮状石墨铸铁(可锻铸铁)6)形成球状石墨的两个必要条件。
铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨的界面张力。
第二章一、概念题1.灰口铸铁:通常是指断面呈灰色,其中的碳的主要以片状石墨形式存在的铸铁。
2.孕育处理:铁液浇注以前,在一定的条件下,向铁液中加入一定量的孕育剂以改变铁液的凝固过程,改善铸态组织,从而达到提高性能为目的的处理方法。
3.铸铁的遗传性:更换炉料后,铸铁的主要成分不变,但组织发生明显变化,炉料与铸件组织之间的这种关系成为铸铁的遗传性。
二、简答题1.灰铸铁的室温组织?由金属基体和片状石墨所组成。
主要的金属基体形式有珠光体、铁素体及珠光体加铁素体三种。
2.基体组织相同时,为什么灰铁的强度比碳钢低?由于灰铁中石墨的存在。
石墨几乎没有强度,又因为片端好像是存在于铸铁中的裂口。
3.哪些因素影响灰铸铁的强度性能?1)珠光体的数量和分散度2)片状石墨的分布形态 3)非金属夹杂物4.灰铸铁的性能特点?1)强度性能较差2)布氏硬度和抗拉强度比值分散3)较低的缺口敏感性4)良好的减震性5)良好的减磨性5.哪些因素影响铸铁的铸态组织?1)铸件的冷却速度2)化学成分3)铁液的过热和高温静置的影响4)气体5)炉料的影响6)孕育的影响6.冷却速度对灰铸铁组织的影响?1) 冷却速度影响共晶组织2) 冷却速度快偏析严重7.哪些因素影响铸铁的冷却速度?1)铸件壁厚2)铸件模数3)浇注温度4)铸型材料的导热能力8.过热和高温静置对灰铸铁组织和性能的影响?1)在一定范围内提高铁液温度,延长高温静置时间,导致石墨及基体细化,提高铸铁强度。
2)进一步提高过热温度,铸铁的成核能力下降,强度下降。
9.孕育处理的作用?降低铁液的过冷倾向,促使铁液按稳定系凝固;改善铸铁的组织;提高铸铁的性能。
10.解释灰铸铁牌号的含义?HT350:灰口铸铁抗拉强度d bHT100:灰口铸铁抗拉强度d b11.孕育铸铁的组织和性能特点?1) C、Si含量较低,Mn量高。
珠光体弥散度高,共晶团细小,石墨分布均匀、数量适中、头部较钝。
2)性能特点、力学性能较普通灰铁高,断面敏感性小。
在同一断面上的性能齐一性很好。
12.石墨的减缩作用及缺口作用?缩减作用:由于它在铸铁中占有一定量的体积,使金属基体承受负荷的有效截面积减少。
缺口作用:在承受负荷时造成应力集中现象。
13.为什么热处理不能大幅度提高灰铸铁的力学性能?一般热处理改变不了石墨的片状特征。
第三章1.概念球墨铸铁:正常组织是细小圆整的石墨球加金属基体的铸铁。
球化率:在铸铁微观组织的有代表性的视场中,在单位面积上,球状石墨数目与全部石墨数目的比值(百分数表示)。
球化元素:加入铁液中能使石墨在结晶生长时长成球状的元素。
反球化元素:在铁液中能使石墨在结晶生长时无法长成球状的元素。
石墨漂浮:发生在铁液的碳硅含量过高的情况下,大量石墨聚集在铸件上部或型芯的下部。
蠕墨铸铁:石墨既有在共晶团内部石墨相互连续的片状石墨的组织特征,又有和球状石墨相似的特点,石墨形态是蠕虫状的铸铁。
蠕化率:在有代表性的显微视场内,蠕虫状石墨数与全部石墨的百分比。
蠕化率(VG)=复合蠕化系数:-反球化元素的当量值-铁液中残留的镁量黑心可锻铁:铁素体为基体+团絮状石墨的可锻铸铁。
高韧性。
珠光体可锻铁:基体以珠光体为主+团絮状石墨的可锻铸铁。
高强度。
白心可锻铁:基体外缘铁素体,中心脱碳不全,有少量珠光体+团絮状石墨的可锻铸铁。
可锻铸铁:由团絮状石墨和不同基体组成的铸铁。
2.解答题1)解释球墨、蠕墨、可锻铸铁牌号,如QT600-3,RuT420,KTH350-10,KTZ650-02,KTB400-05。
QT600-3:球墨铸铁,抗拉强度为不小于600Mpa,伸长率不小于6%RuT420:蠕墨铸铁,抗拉强度不小于420MPaKTH350-10:黑心可锻铁,抗拉强度不小于350MPa,伸长率不小于10%KTZ650-02:珠光体可锻铁,抗拉强度不小于650MPa,伸长率不小于2%KTB400-05:白心可锻铁,抗拉强度不小于400MPa,伸长率不小于5%2)生产球铁时,进行孕育处理的目的。
消除结晶过冷倾向;促进石墨化;减小晶间偏析;3)用稀土镁合金进行球化处理时,球化处理方法有哪些,优缺点是什么。
冲入法:稀土镁合金密度较大,与铁液平稳反应。
吸收率低;有球化衰退问题。
处理时有闪光浓烟。
型内球化法:球化元素吸收率高,没有球化衰退问题,但应设置挡渣系统。
4)球铁凝固特性有较宽的共晶凝固温度曲线;糊状凝固特性;有较大的共晶膨胀。
5)为什么热处理能大幅提高球铁力学性能由于石墨的有利的形状,使得它对基体的破坏作用减到了最低限度。
使得热处理更好的对基体组织的调整和改善。
6)球墨铸铁的铸造特性流动性:球化处理,使铁液净化,提高了流动性,球化、孕育处理导致铁液温度降低,流动性较灰铸铁差。
收缩特性:球铁凝固后期的膨胀比灰铁大。
内应力:收缩、温差应力比灰铁大。
7)为什么复合蠕化剂中既含有球化元素又含有反球化元素利用球化元素使石墨球化,反球化元素使石墨不能成为球状。
同时加入球化元素和反球化元素时,加入量也易于控制。
8)蠕铁的性能特点和应用强度高、断面敏感性小、铸造性能好。
用于生产复杂、大型零件,如变速箱。
有较高的力学性能和导热性能。
用于生产热交换零件,如汽车制动盘、金属型等。
强度较高、致密性好。
用于制造液压件。
9)可锻铸铁的生产过程第一步铸造出亚共晶白口铁铸件:一次结晶为L→γ, L→(γ+Fe3C);共析转变γ→P;室温组织 P +Fe3C。
第二步退火处理:高温下一次结晶的Fe3C分解为γ+G,室温组织为F+G或P+G10)黑心可锻铁、珠光体可锻铁的力学性能和用途黑心:有一定的强度和较高的塑性、韧性。
制造汽车和拖拉机的后桥、转向机构,输电用的各金属件,低压阀门、管件,纺织机、农机具零件。
珠光体:强度高、硬度高,塑性较低。
制造耐磨件,如曲轴、连杆、齿轮、凸轮等。
11)影响可锻铸铁固态石墨化过程的主要因素。
石墨核心的数量;碳原子的扩散。
12)加速可锻铸铁固态石墨化的措施正确选定铁液成分;适当提高退火温度;增加铸件凝固速度;正确设计和选用退火炉。
13)可锻铁孕育处理目的一次结晶时,促进形成渗碳体;退火过程中,促进石墨形成。
14)可锻铸铁复合孕育剂的配合原则一种元素,强烈地阻碍凝固时的石墨化,对退火时的石墨化没有强烈的阻碍作用。
另一种元素起增加石墨核心、缩短碳原子扩散距离、加速固态石墨化的作用,但对凝固时铸铁的石墨化没有强烈的促进作用。
3.论述题1)球铁常见缺陷及防止措施。
缩松缩孔:采用刚度大的铸型;增加石墨化膨胀体积;适当降低浇注温度;合理选用冒口冷铁。
夹渣:降低原铁液的含硫量;降低球化剂的残留量;提高浇注温度;熔渣清除干净后浇注。
石墨漂浮:碳当量控制在4.6~4.7%以下;降低含硅量;快速凝固。
皮下气孔:控制铁液镁量、型砂水分。
在型砂中加入适量的煤粉。
球化衰退:增加球化剂用量;降低原铁液硫、氧量;缩短球化后的停留时间;覆盖铁液。
2)作出铁素体、片状、粒状珠光体可锻铁的退火工艺曲线。
说明退火过程中的组织变化。
铁素体:0点,室温:组织为珠光体和渗碳体。
0-1,升温阶段:珠光体转变为奥氏体。
1-2,石墨化第一阶段:共晶渗碳体转变为奥氏体和石墨。
2-3,中间冷却阶段:奥氏体中过饱和碳析出,形成的石墨附着在已形成的石墨上;奥氏体转变为珠光体。
3-4,第二阶段石墨化:珠光体转变为铁素体和石墨,形成的石墨附着在已形成的石墨上。
4点以下:组织不变,组织为铁素体和石墨室温组织:片状珠光体上分布团絮状石墨。
2点以前的石墨化过程与铁素体可锻铁退火过程相同。
2-3:随炉冷至略低于共析温度,奥氏体中过饱和碳析出,形成的石墨附着在已有的石墨上。
奥氏体转变为片状珠光体。
3-4:保温6~8h,片状珠光体转变为粒状珠光体。
4点以下:组织不变。
室温组织:粒状珠光体上分布团絮状石墨。
第四章1.概念题1)有效高度:炉身的高度。
2)炉气燃烧比:炉气燃烧比的概念在炉气中,C2O占C2O与CO之和的体积百分数,即:3)炉壁效应:沿冲天炉纵截面,炉气有自动趋于沿炉壁流动的倾向。
2.简答题1)说明焦炭成分、强度、块度和反应能力对铁液温度的影响。
焦炭成分:固定碳含量越高,灰分越少,越有利于提高铁液温度。
焦炭强度与块度:焦炭强度高,不易破碎,料柱的透气性好有利于焦炭燃烧。
焦炭炉块度适中,有利于提高铁液温度。
反应能力:反应能力R值大,焦炭燃烧不充分,炉气温度低,金属液温度低。
要求R<30%。
2)说明送风量、风速、风温、风中含氧量对铁液温度的影响。
提高风量,强化焦炭燃烧,铁液温度提高。
风量过大,料层下移过快,预热不足,不利于铁料过热。
提高风速,强化焦碳燃烧,提高铁液温度。
风速过大对焦炭有吹冷作用,降低铁液温度。
风温越高,炉气最高温度越高,越有利于提高铁液温度。
风中氧气浓度越高,越有利于提高铁液温度。
3)预热送风、富碳送风对强化冲天炉熔炼有哪些作用预热送风的作用:强化底焦燃烧,提高炉气温度,提高铁液温度。
若维持铁液温度不变,则可减少焦耗,提高熔化率。
提高增C率;减少Si、Mn烧损;降低增S率。