第1章—— 液态金属的结构与性质-2014
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第1章 液态金属的结构与性质1.液体原子的分布特征为 无序、 有序,即液态金属原子团的结构更类似于 。
2.实际液态金属内部存在 起伏、 起伏和 起伏 。
3.物质表面张力的大小与其内部质点间结合力大小成 比,界面张力的大小与界面两侧质点间结合力大小成 比。
衡量界面张力大小的标志是润湿角θ的大小,润湿角θ越小,说明界面能越 。
4.界面张力的大小可以用润湿角来衡量,两种物质原子间的结合力 ,就润湿,润湿角 ;而两种物质原子间的结合力 ,就不润湿,润湿角 。
5.影响液态金属表面张力的主要因素是 , ,和 。
6.钢液中的MnO ,当钢液的温度为1550℃时,3/0049.0m s N⋅=η,3/81.97000m N g ⨯=液ρ,3/81.95400m N g ⨯=杂ρ,对于r=0.0001m 的球形杂质,其上浮速度是多少?参考答案:0.0071m/s7.影响液态金属充型能力的因素可归纳为 合金本身性质 、 铸型性质 、 浇注方面 、 铸件结构方面 四个方面的因素。
8.影响液态金属黏度的因素有 合金成分 、 温度 、 非金属夹杂物 。
9.合金流动性:合金本身的流动能力;充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。
10.液态合金的流动性和充型能力有何异同?如何提高液态金属的充型能力?答:液态金属的流动性和充型能力都是影响成形产品质量的因素;不同点:流动性是确定条件下的充型能力,它是液态金属本身的流动能力,由液态合金的成分、温度、杂质含量决定,与外界因素无关。
而充型能力首先取决于流动性,同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。
提高液态金属的充型能力的措施:(1)金属性质方面:①改善合金成分;②结晶潜热L 要大;③比热、密度大,导热率小;④粘度、表面张力小。
(2)铸型性质方面:①蓄热系数小;②适当提高铸型温度;③提高透气性。
(3)浇注条件方面:①提高浇注温度;②提高浇注压力。
(4)铸件结构方面:①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度;②降低结构复杂程度。
第一章:液态金属的结构与性质1雷诺数Re:当Re>2300时为紊流,Re<2300时为层流。
Re=Du/v=Duρ/η,D为直径,u 为流动速度,v为运动粘度=动力粘度η/密度ρ。
层流比紊流消耗能量大。
2表面张力:表面张力是表面上平行于切线方向且各方向大小相同等的张力。
润湿角:接触角为锐角时为润湿,钝角时为不润湿。
3压力差:当表面具有一定的曲度时,表面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著。
4充型能力:充型过程中,液态金属充满铸型型腔,获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力,即液态金属充型能力。
5长程无序、近程有序:液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液体结构宏观上不具备平移、对称性,表现出长程无序特征;而相对于完全无序的气体,液体中存在着许多不停游荡着的局域有序的原子集团,液体结构表现出局域范围内的近程有序。
拓扑短程序:Sn Ge Ga Si等固态具有共价键的单组元液体,原子间的共价键并未完全消失,存在着与固体结构中对应的四面体局域拓扑有序结构。
化学短程序:Li-Pb Cs-Au Mg-Bi Mg-Zn Mg-Sn Cu-Ti Cu-Sn Al-Mg Al-Fe等固态具有金属间化合物的二元熔体中均有化学短程序的存在。
6实际液态金属结构:实际金属和合金的液体由大量时聚时散、此起彼伏游动着的原子团簇空穴所组成,同时也含有各种固态液态和气态杂质或化合物,而且还表现出能量结构及浓度三种起伏特征,其结构相对复杂。
能量起伏:液态金属中处于热运动的原子的能量有高有低,同一原子的能量也在随时间不停的变化,时高时低,这种现象成为能量起伏。
结构起伏:由于能量起伏,液体中大量不停游动的局域有序原子团簇时聚时散,此起彼伏而存在结构起伏。
浓度起伏:游动原子团簇之间存在着成分差异,而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化,这一现象成为浓度起伏。