铸造合金的流动性

为什么铸钢的流动性比铸铁差
89632_zm|Lv3|被浏览16次|来自360安全卫士
2013-07-06 7:32
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检举|2013-07-07 4:51
不同种类的合金具有不同的流动性，根据流动性试验测得的螺旋线长度，常用铸造合金中，灰铸铁的流动性较好，而铸钢的流动性较差。

同类合金中，化学成分不同，合金的结晶特点不同，其流动性也不一样。

一般合金的结晶是在一个温度区间内完成，结晶时先形成的初晶会阻碍金属液的流动；而共晶合金是在恒温下结晶，无初晶形成，对金属液的阻力较小，另外共晶合金的熔点低，在同样的浇注温度下，共晶合金结晶前有足够的时间充满铸型的型腔，所以共晶合金的铸造性能优良。

合金的成分越远离共晶点，结晶温度范围越宽，其流动性越差。

因此在满足使用性能的前提下，铸造合金应尽量选用共晶合金或接近共晶成分的合金。

随着碳含量增加，凝固温度降低，流动性和铸造性能变好。

铁水中含碳量达到3%左右，铸钢0-0.77，其凝固温度下降到1370度左右，钢水一般1510，因此，铁流动性好过铸钢。

铸造工高级理论试题及答案铸造工艺作为制造业中的重要组成部分，对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。

为了检验铸造工的专业理论水平，以下是一套铸造工高级理论试题及答案，旨在帮助铸造工更好地掌握和应用铸造理论知识。

一、单项选择题1. 铸造合金的流动性主要取决于以下哪个因素？A. 合金种类B. 超声波C. 浇注温度D. 铸型材料答案：C2. 下列哪项不是铸造缺陷？A. 气孔B. 缩孔C. 夹杂D. 焊接答案：D3. 铸造过程中，型砂的水分含量对铸件质量有何影响？A. 无影响B. 影响铸件表面粗糙度C. 影响铸件尺寸精度D. 影响铸件的内部结构答案：C4. 金属型铸造与砂型铸造相比，其主要优点是什么？A. 成本低B. 精度高C. 易于大规模生产D. 材料利用率高答案：B5. 压力铸造与重力铸造的主要区别在于？A. 铸件材料B. 铸型材料C. 浇注方式D. 冷却速度答案：C二、判断题1. 铸造过程中，提高浇注温度可以提高铸件的表面质量。

（对/错）答案：对2. 所有铸造合金都可以通过改变成分来提高其流动性。

（对/错）答案：错3. 铸造缺陷的产生与铸造工艺无关，完全取决于材料本身。

（对/错）答案：错4. 金属型铸造适用于大批量生产。

（对/错）答案：对5. 铸造过程中，型砂的紧实度越高，铸件的尺寸精度越高。

（对/错）答案：错三、简答题1. 简述铸造工艺中“缩孔”和“缩松”的区别。

答案：缩孔是指铸件在凝固过程中，由于收缩而在铸件内部或表面形成的孔洞，通常呈现为宏观可见的圆形或椭圆形空洞。

而缩松则是铸件内部的微小孔洞，通常不可见，是由于铸件最后凝固部分的收缩未能得到充分的金属液补充而形成。

缩松通常通过超声检测或射线检测来发现。

2. 论述影响铸件冷却速度的因素。

答案：铸件的冷却速度受多种因素影响，主要包括：- 铸件材料：不同材料的热传导性能不同，影响冷却速度。

- 铸件壁厚：壁厚越大，热量传递到外部的难度越高，冷却速度越慢。

2．铸造合金成形基本原理1.试述液态金属的充型能力和流动性之间在概念上有什么区别？充型能力是指液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。

流动性是指液态铸造合金自身的流动能力。

首先，充型能力取决于铸造合金的流动性，同时又受外界条件的影响，如铸型性质、浇注条件、铸件的结构等，是各种因素的综合反映。

2. 铸件的凝固方式有几种？凝固方式对铸件的质量有何影响？如何对铸件的凝固方式进行控制？（1）三种：逐层凝固、体积凝固（粥状凝固）和中间凝固。

（2）a.逐层凝固产生缩松的倾向小，这类合金的补缩性好，集中缩孔比较容易消除，有益于消除热裂，可以得到比较致密的铸件。

b.体积凝固会在铸件中形成许多分散的小缩孔，即缩松，这样的合金铸件产生热裂的倾向性很大。

c.中间凝固方式的合金铸件的缩松倾向和热裂倾向介于逐层凝固和体积凝固方式之间。

（3）a.凝固区域（固+液区域）越大，越趋向于体积凝固b.铸件断面温度梯度越大，则趋向于层状凝固含碳量升高时，钢由层状转变为体积，铸铁由体积变为层状3. 何谓合金的收缩？其影响因素有哪些？铸造合金在液态、凝固态和固态的冷却过程中，由于温度降低而引起的体积减小现象，称为收缩。

影响因素：合金本身的特点、铸造工艺特点、铸件结构形状、液态合金溶解的气体量。

4. 铸造内应力、变形和裂纹是如何形成的？如何消除铸件的应力？如何防止铸件裂纹的产生？（1）内应力：铸件凝固后在冷却过程中，由于温度下降将继续收缩。

有些合金还会发生固态相变而引起收缩或膨胀，这导致铸件的体积和长度发生变化。

若这种变化受到阻碍，就会在铸件内产生应力，称为铸造应力。

1）热应力：铸件在冷却过程中，由于铸件各部分冷却速度不同，导致在同一时刻各部分收缩量不同，铸件内彼此相互制约便产生热应力。

2）相变应力具有固态相变的合金铸件，由于在冷却过程中散热和冷却条件不同，铸件各部分达到固态相变温度的时间也不同，因而各部分相变的程度不一样，相变产物往往具有不同的比容，由此而引起的应力称为相变应力。

铸工考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 铸造过程中，下列哪项不是铸造缺陷？A. 气孔B. 缩孔C. 夹杂D. 硬化答案：D2. 砂型铸造中，型砂的主要成分是什么？A. 石英砂B. 石灰石C. 铁矿石D. 石墨答案：A3. 铸造中，哪种金属的熔点最高？A. 铁B. 铜C. 铝D. 镁答案：A二、填空题（每空2分，共20分）4. 铸造合金的流动性是指合金在______条件下的流动能力。

答案：（一定温度和压力）5. 铸造过程中，为了提高铸件的致密性，可以采用______工艺。

答案：（压力铸造）三、简答题（每题10分，共30分）6. 简述铸造工艺中的“三要素”是什么，并解释其重要性。

答案：铸造工艺中的“三要素”指的是温度、压力和时间。

温度影响合金的流动性和铸件的微观结构；压力影响铸件的致密性和尺寸精度；时间决定了合金在型腔中的停留时间，影响铸件的冷却速度和组织结构。

7. 描述铸造过程中的“浇注系统”设计原则。

答案：浇注系统设计应遵循以下原则：确保合金液平稳、均匀地流入型腔；避免合金液在流动过程中产生氧化和夹杂；浇注系统应有利于气体的排出，减少气孔缺陷；浇注系统应便于合金液的凝固和铸件的脱模。

四、计算题（每题15分，共30分）8. 已知某铸件的重量为20kg，合金的密度为7.85g/cm³，求该铸件的体积。

答案：首先将重量转换为克，即20kg = 20000g。

然后使用公式 V = m/ρ，其中 V 为体积，m 为质量，ρ 为密度。

代入数值计算得 V = 20000g / 7.85g/cm³ ≈ 2545.92cm³。

9. 某铸造车间需要铸造100个铸件，每个铸件的重量为5kg，若铸造效率为80%，求实际需要的合金重量。

答案：首先计算100个铸件的总重量，即100 * 5kg = 500kg。

然后根据铸造效率计算实际需要的合金重量，即 500kg / 80% = 625kg。

1、形状复杂、体积也较大的毛坯常用砂型铸造方法。

2、铸造时由于充型能力不足，易产生的铸造缺陷是浇不足和冷隔。

3、液态合金的本身流动能力，称为流动性。

4、合金的流动性越好，则充型能力好。

5、铸造合金的流动性与成分有关，共晶成分合金的流动性好。

6.合金的结晶范围愈小，其流动性愈好7、同种合金，结晶温度范围宽的金属，其流动性差。

8、为防止由于铸造合金充型能力不良而造成冷隔或浇不足等缺陷，生产中采用最方便而有效的方法是提高浇注温度。

9、金属的浇注温度越高，流动性越好，收缩越大。

10、合金的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。

11、合金的液态、凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。

12、铸件中的缩孔（松）是由于合金的液态收缩和凝固收缩造成的。

13、同种合金，凝固温度范围越大，铸件产生缩松的倾向大。

14、同种合金，凝固温度范围越大，铸件产生缩孔的倾向小。

15、定向（顺序）凝固、冒口补缩，增大了铸件应力的倾向。

16、为充分发挥冒口的补缩作用，减少缩孔，铸件常采用定向（顺序）凝固方式。

17、为防止铸件产生缩孔，便于按放冒口，铸件应采用顺序凝固原则。

18、控制铸件凝固的原则有二个，即顺序原则和同时原则。

20、按铸造应力产生的原因不同，应力可分为热应力和机械应力。

21、铸件厚壁处产生热应力是拉应力。

铸件薄壁处产生热应力是压应力。

23、铸件内部的压应力易使铸件产生伸长变形。

24、铸件内部的拉应力易使铸件产生缩短变形。

25、为防止铸件产生热应力，铸件应采用同时凝固原则。

26、机床床身由于热应力影响，其变形方向为向下凸。

27、防止铸件变形的措施除设计时使壁厚均匀外，还有反变形法。

28、为防止铸件热裂，应控铸钢、铸铁中含 S 量。

29、为防止铸件冷裂，应控铸钢、铸铁中含 P 量。

30、灰铸铁的石墨形态是片状。

31、灰铸铁和球铁孕育处理时，常加入孕育剂是 75Si-Fe 。

32、常见的铸造合金中，普通灰铸铁的收缩较小。

合金熔炼知识点总结1.铸造性能：流动性，充型能力，收缩性，偏析。

气体及夹杂物等2.合金的流动性与充型能力的区别1）充型能力是液态金属充满型腔获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力流动性是指液态铸造合金本身的流动能力。

2）流动性好的合金，其充型能力强3）流动性影响因素：合金的种类，化学成分及结晶特点3.收缩性：铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩性。

1）收缩的三个阶段;液态收缩阶段，凝固收缩阶段，固态收缩阶段。

2）收缩方法：体收缩，线收缩3）影响收缩的因素：化学成分，浇注温度，铸件结构与铸型条件4）收缩对铸件质量的影响：产生缩松和缩孔[主要原因是液态收缩和凝固收缩]防治措施：调整化学成分，降低浇注温度和减少浇注速度，增加补缩能力，增加铸型激冷能力。

6.铸造应力：铸件在凝固冷却的过程中因温度的下降而产生收缩使铸件和长度发生变化，若这些变化受到阻碍便会在铸件中产生应力称为铸造应力。

1）铸造应力按其产生的原因可分为三种：热应力，固态相变应力，收缩应力2））铸造应力的防止和消除措施：采用同时凝固的原则提高铸型温度改善铸型和型芯的退让性进行去应力退火7.铸铁：铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称[铁，碳，硅，锰，磷，硫及其其他合金元素]1）铸铁中的碳以化合态渗碳体和游离态石墨形式存在2）.影响铸铁组织和性能的因素：a.碳和硅[铸铁中碳、硅含量均高时，析出的石墨就愈多、愈粗大]b.硫[强烈阻碍石墨化,增加热脆性，恶化铸铁铸造性能硫含量限制在0.1-0.15%以下]c.锰[弱阻碍石墨化，具有提高铸铁强度和硬度的作用锰含量控制在0.6~1.2%之间]d.磷[对铸铁的石墨化影响不显著。

含磷过高将增加铸铁的冷脆性磷含量限制在0.5%以下]8.铸铁分类：1）按碳存在形式分：白口铸铁，灰口铸铁，麻口铸铁2）按石墨存在形式分：灰铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁3）按化学成分分：普通铸铁，合金铸铁4）按性能分：耐热铸铁，耐磨铸铁，耐腐蚀铸铁9.灰铸铁（HT)：指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色。

铸造工初级试题及答案
1. 铸造工艺中，砂型铸造的基本组成部分包括哪些？
答案：砂型铸造的基本组成部分包括砂型、型芯和浇注系统。

2. 请简述金属液的充型过程。

答案：金属液的充型过程是指金属液在重力或压力作用下，通过浇注系统进入型腔，并在型腔中凝固形成铸件的过程。

3. 何为铸件的收缩率？
答案：铸件的收缩率是指铸件在冷却凝固过程中体积或尺寸减小的比率。

4. 列举两种常见的铸造缺陷。

答案：常见的铸造缺陷包括气孔和缩孔。

5. 简述铸造过程中型砂的重要作用。

答案：型砂在铸造过程中起到形成铸型和支撑铸件的作用，同时能够吸收金属液的热量，保证铸件的冷却凝固。

6. 何为型芯？
答案：型芯是指在砂型铸造中，为了形成铸件内部的空腔或复杂形状而在型腔内设置的芯状物。

7. 铸造合金的流动性如何影响铸件的质量？
答案：铸造合金的流动性直接影响铸件的充型能力和内部质量。

流动性好的合金能更好地填充型腔，减少缺陷，提高铸件质量。

8. 请解释什么是铸件的热处理？
答案：铸件的热处理是指在一定温度和时间条件下，对铸件进行加热和冷却的过程，以改善铸件的组织结构和性能。

9. 列举三种常用的铸造合金。

答案：常用的铸造合金包括灰铸铁、球墨铸铁和铝合金。

10. 简述铸造过程中的浇注温度对铸件质量的影响。

答案：浇注温度对铸件质量有重要影响。

适当的浇注温度可以保证金属液的流动性，减少铸件的缺陷，提高铸件的内部和表面质量。

合金的流动性及合金的充型能力实验一、实验目的1．熟悉合金流动性的概念，掌握铸造合金流动性的测定方法。

2．了解影响合金流动性及充型能力的因素。

二、实验原理液态合金充满铸型型腔．获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。

若充型能力不足，将使铸件产生浇不足或冷隔等缺陷。

影响合金充型能力的因素:1．合金的流动性液态合金本身的流动能力，称为合金的流动性，是合金主要铸造性能之一。

合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈便于浇出轮廓清晰、壁薄而复杂的铸件，同时也有利于夹杂物和气体的上浮与排除，有利于凝固过程的补缩。

影响合金流动性的因素很多，但化学成分的影响最为显著。

纯金属和共晶成分的合金，是在恒温下逐层凝固的，凝固层内表面较光滑，对液体的流动阻力小，流动性好；非共晶成分合金是在一定温度范围内结晶的，且为糊状凝固方式，已结晶的树枝晶对液态合金的流动阻力较大，流动性较差，结晶温度范围愈大，则合金的流动性愈差。

2．浇注条件(1) 浇注温度浇注温度愈高，合金的粘度下降，且因过热度大，合金在铸型中保持流动时间长，故充型能力强。

反之充型能力差。

(2) 充型压力液态合金在流动方向上所受的压力愈大，则充型能力愈好。

在离心铸造时，液态合金受到了离心力的作用，充型能力较强。

(3)铸型条件液态合金充型时，铸型的阻力将影响合金的流动速度；铸型的导热速度也将影响合金的充型能力。

铸型型腔复杂、导热速度快，均会降低液态合金的充型能力。

三、实验设备及材料1．螺旋形硅橡胶铸型模具，螺旋形金属铸型模具。

2．HWIOO型离心铸造机。

3．电阻坩锅炉，热电偶，温控器。

4．共晶成分锡铅合金(Sn-37％Pb)，亚共晶成分锡铅合金(Sn-10％Pb)。

5．钢尺，浇注工具等。

四、实验过程及分析1．化学成分对合金流动性的影响(1) 实验过程将螺旋形硅橡胶模具分两次放入离心机中固定，依次定量浇入温度为270O C左右的共晶(Sn-37％Pb)合金和亚共晶(Sn-10％Pb) 合金。

1、影响流动性的因素(1)化学成分化学成分是影响合金流动性的本质因素。

实践证明，凝固温度范围小的合金流动性较好，凝固温度范围大的合金流动性较差。

在常用的铸造合金中，铸铁的流动性较好，铸钢的流动性较差。

常用合金的流动性见下表。

表14－1常用合金的流动性一、合金的流动性1. 流动性流动性是指熔融金属的流动能力。

合金流动性的好坏，通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量，将金属液体浇入螺旋形试样铸型中，在相同的浇注条件下，合金的流动性愈好，所浇出的试样愈长。

2. 流动性的影响因素1）合金的种类不同种类的合金，具有不同的螺旋线长度，即具有不同的流动性。

其中灰铸铁的流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，而铸钢的流动性最差。

2）化学成分和结晶特征纯金属和共晶成分的合金，凝固是由铸件壁表面向中心逐渐推进，凝固后的表面比较光滑，对未凝固液体的流动阻力较小，所以流动性好。

在一定凝固温度范围内结晶的亚共晶合金，凝固时铸件内存在一个较宽的既有液体又有树枝状晶体的两相区。

凝固温度范围越宽，则枝状晶越发达，对金属流动的阻力越大，金属的流动性就越差。

(2)工艺条件较高的浇注温度能使金属保持液态的时间延长，并且能降低金属液的粘度,从而提高流动性；浇注时浇注压力越大，流速就越大，也可以达到提高流动性的目的；铸型对液态金属的流动性也有一定的影响，金属在干砂型中的流动性优于湿砂型，在湿砂型中的流动性优于金属型。

2、流动性对铸件质量的影响金属液的流动性好，充型能力就强，容易获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件；若流动性不好将出现铸件缺陷。

(1) 浇不到与冷隔浇不到是指铸件残缺或可能轮廓不完整，或可能铸件完整，但边角圆且光亮，这种缺陷常出现在远离浇口的部位以及薄壁处，如图a所示。

冷隔是指在铸件上穿透或不穿透，边沿成圆角状缝隙的一类缺陷。

冷隔多出现在薄壁处、金属流汇合处、激冷部位等。

(2) 气孔与夹杂物合金的流动性差，则粘度大，熔融金属中的气体和夹杂物不便上浮和排除，容易形成气孔、夹杂物一类铸件缺陷.气孔是指内表面比较光滑，一般为圆形、椭圆形的孔洞。