三、影响金属流动的因素

金属的流动应力：深入解析与应用探索金属，作为人类历史上使用最为广泛的材料之一，其力学性质一直是研究者们关注的焦点。

其中，流动应力是描述金属在塑性变形过程中力学行为的关键参数。

本文将深入探讨金属流动应力的概念、影响因素、实验测定方法以及在实际工程中的应用，旨在为读者提供一个全面而深入的理解。

一、流动应力的概念与意义流动应力，顾名思义，是指金属在塑性流动或变形时所表现出的内应力。

当金属受到外力作用，超过其弹性极限后，就会发生塑性变形。

在这个过程中，金属内部的晶粒会重新排列，形成新的晶体结构，以适应外力的变化。

流动应力就是描述这种塑性变形过程中金属内部应力状态的物理量。

流动应力的大小不仅取决于金属的种类和成分，还受到变形温度、变形速率以及变形程度等多种因素的影响。

因此，通过研究流动应力，我们可以深入了解金属的塑性变形行为，为金属的加工和成型提供理论依据。

二、影响流动应力的因素1. 金属的晶体结构：不同的金属具有不同的晶体结构，如面心立方、体心立方等。

这些不同的晶体结构决定了金属在塑性变形过程中的力学行为，从而影响流动应力的大小。

2. 变形温度：随着温度的升高，金属的原子间距增大，晶格振动加剧，使得塑性变形更加容易进行。

因此，流动应力通常会随着温度的升高而降低。

3. 变形速率：变形速率越快，金属内部的应力积累越迅速，导致流动应力增大。

但是，当变形速率达到一定程度后，由于金属内部的热效应和应变硬化等因素的影响，流动应力可能会呈现出先增大后减小的趋势。

4. 变形程度：随着变形程度的增加，金属内部的位错密度增大，晶粒细化，导致流动应力增大。

但是，当变形程度过大时，金属可能会发生断裂或破坏。

三、实验测定方法为了准确测定金属的流动应力，研究者们开发了多种实验方法。

其中，拉伸试验和压缩试验是最常用的两种方法。

在这两种试验中，通过对金属试样施加逐渐增大的外力，使其发生塑性变形，并记录下变形过程中的应力和应变数据。

通过对这些数据的分析和处理，可以得到金属的流动应力曲线。

第二章铸造一、思考题1. 什么叫铸造?为什么铸造在机械生产中得到广泛应用?(1)可生产形状复杂的零件2)适应性好3)成本低4)节省金属及切削加工工作量2. 铸件机械性能为何较锻件低?组织粗大，内部常存在缩孔、缩松、气孔、偏析等缺陷3. 铸造工艺图包括哪些内容?浇注位置、分型面、加工余量、拔模斜度、、不铸的孔、槽、型芯的结构个数、芯头结构、尺寸、浇冒口等4. 典型的浇注系统由哪几部分组成?(•外浇口、直浇口、横浇口、内浇口、出气孔)冒口的作用是什么?(补缩)5. 何谓合金的流动性，（熔融金属本身的流动能力。

）影响的因素有哪些?（.合金种类、化学成分、浇注温度）合金流动性不足时，铸件容易产生哪些缺陷?（冷隔、浇不足）6. 何谓合金的收缩?（熔融金属在铸型中凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象）影响收缩的因素有哪些?（1）化学成分2）浇注温度3）铸件结构4）铸型条件7. 何谓铸造内应力，其分布规律如何?（厚臂处承受拉应力，薄臂处承受压应力）8. 根据组织特征划分，常用的铸铁有几种?（白口铁，灰铁，球铁，可铁）各自性能特点如何?9. 为什么说铸铁是脆性材料?（延伸率<o,5%）可锻铸铁可以锻造吗?(不)10. 铸钢的铸造性能如何?（1.钢水流动性差2.收缩大、应力裂纹缩松缩孔倾向大3.熔点高）什么场合宜使用铸钢?（受力大且形状复杂的零件）11. 生产铸铁件，（冲天炉）铸钢件（电弧炉感应电炉）和有色金属铸件（坩埚炉）所用的熔炉有哪些?12. 名词解释浇注位置：浇注时，铸件在铸型中所处的位置分型面：分开的铸型的接触面二、判断题(正确的打√，错误的打×)1. 当过热度相同时，亚共晶铸铁的流动性随含碳量的增多而提高。

(√)2 选择浇注位置时，应使零件的重要工作面朝上。

( ×)3. 熔模铸造不需分型面。

(√)4. 铸钢常用熔炉为电弧炉及感应电炉。

(√)5. 可锻铸铁可以进行锻造。

(×)6. 为了获得铸件内腔，不论砂型铸造、金属型铸造、离心铸造均需使用型芯。

金属的流动应力全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：金属的流动应力是金属在受到外力作用下发生塑性变形的能力。

金属在受到外力作用时，金属内部的晶格结构会发生变化，原子之间的相互作用也会发生改变，从而使金属的形状发生变化。

金属的流动应力是金属在这种外力作用下产生的变形应力，也可以说是金属在塑性变形时所需要的最小外力。

金属的流动应力与金属的类型、温度、应变速率等因素密切相关。

不同类型的金属具有不同的流动应力，一般来说，铝、铜等软金属的流动应力较低，而钢、铁等硬金属的流动应力较高。

温度的变化也会对金属的流动应力产生影响，一般来说，随着温度的升高，金属的流动应力会降低。

应变速率也会影响金属的流动应力，通常来说，应变速率越大，金属的流动应力也会越大。

金属的流动应力对于金属加工具有重要的意义。

在金属加工中，通常需要通过施加外力使金属发生塑性变形，而金属的流动应力则决定了金属在加工过程中所需要的外力大小。

通过控制金属的流动应力，可以有效地提高金属的加工性能，减少加工过程中的能量消耗。

金属的流动应力也与金属的微观结构密切相关。

金属的晶格结构对于金属的流动应力有着重要的影响，一般来说，晶格越完整、晶粒越细的金属其流动应力会越低。

晶格的方向性也会影响金属的流动应力，某些晶格方向的金属具有不同的流动应力。

金属的流动应力还可以通过应变硬化来实现，应变硬化是指通过给金属施加应变，使其晶界移动和原子迁移受到阻碍，从而增加金属的强度和硬度。

应变硬化还可以通过退火、冷加工等方式来消除，从而使金属恢复原来的流动应力。

第二篇示例：金属的流动应力是指金属在受到外力作用时发生塑性变形的能力。

当金属受到作用力时，原子之间的相互作用力会受到破坏，使得金属的晶格结构发生塑性变形，造成金属的形状改变。

金属的流动应力是描述金属在受到力的作用下发生变形的一个重要参数。

金属的流动应力与金属的类型、温度和应变速率等因素有关。

不同金属之间的流动应力具有较大的差异性，一般来说，具有良好塑性的金属其流动应力较小，而硬度较高的金属流动应力较大。

流体力学对液态金属流动行为的影响分析引言流体力学是研究流体力学行为的物理学分支，它研究了在液体或气体流动过程中涉及的力学原理和行为。

在工业领域，液态金属被广泛应用于许多领域，包括航空航天、能源、材料等。

了解液态金属的流动行为对于提高生产效率、优化设计以及确保产品质量具有重要的意义。

本文将通过分析流体力学对液态金属流动行为的影响，探讨不同因素对金属流动的影响，以及如何优化金属流动行为。

1. 流体力学基础在讨论流体力学对液态金属流动行为的影响之前，首先需要了解流体力学的基础知识。

流体力学主要包括两个方面：流体静力学和流体动力学。

1.1 流体静力学流体静力学是研究静止流体中的力学行为的学科。

当流体处于静止状态时，压力是它的基本性质之一。

在液态金属中，压力的变化对金属流动行为起到重要的影响。

根据帕斯卡定律，液态金属内部的压力是均匀分布的，且受到外部的压力影响。

1.2 流体动力学流体动力学研究的是流体的运动行为。

在液态金属中，流体动力学的研究对于预测金属的流动行为至关重要。

流体动力学涉及到多个重要参数，包括速度、密度、粘度等。

2. 流体力学对液态金属流动行为的影响因素液态金属的流动行为受多种因素的影响，包括温度、压力、黏度等。

在本节中，将详细讨论这些因素对金属流动行为的影响。

2.1 温度的影响温度是影响液态金属流动行为的重要因素之一。

根据流体动力学的理论，温度的增加会导致金属流体的黏度降低。

黏度是液态金属流动阻力的度量，影响金属流体的粘性行为。

当温度升高时，金属流体的黏度会减小，从而造成流体的流动性增强。

这在某些应用中可能是有利的，例如在金属注射成型过程中，增加温度可以促进金属流体的充填和形成。

2.2 压力的影响压力是液态金属流动行为的另一个重要因素。

根据帕斯卡定律，液态金属内部的压力均匀分布，并且与外部压力相等。

压力的增加会增加金属流体的流动性。

在某些应用中，增加压力可以加速金属流动的速度和强度。

例如，在喷涂液态金属的过程中，增加喷涂压力可以提高涂层的质量和均匀性。

第三章习题与答案3-1铸造生产具有哪些优点和缺点？答：由于铸造成形是由液态凝结成固态的过程，故铸造生产具有以下特点。

1）成形方便铸造成形方法对工件的尺寸形状几乎没有任何限制，铸件的尺寸可大可小，可获得形状复杂的机械零件。

因此，形状复杂或大型机械零件一般采用铸造方法初步成形。

在各种批量的生产中，铸造都是重要的成形方法。

2）适应性强铸件的材料可以是各种金属材料，也可以是高分子材料和陶瓷材料。

3）成本较低由于铸造成形方便，铸件毛坯与零件形状相近，能节省金属材料和切削加工工时；铸造原材料来源广泛，可以利用废料、废件等，节约国家资源；铸造设备通常比较简单，价格低廉。

因此，铸件的成本较低。

4）铸件的组织性能较差一般条件下，铸件晶粒粗大（铸态组织），化学成分不均，因此，受力不大或承受静载荷的机械零件，如箱体、床身、支架等常用铸件毛坯。

3-2金属的铸造性能包括哪些方面？答：金属在铸造过程中所表现出来的性能统称为金属的铸造性能，主要是指流动性、收缩性、偏析和吸气性等。

3-3试述砂型铸造的工艺过程。

答：根据零件图的形状和尺寸，设计制造模样和芯盒；制备型砂和芯砂；用模样制造砂型；用芯盒制造型芯；把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金属液浇入铸型；凝固后落砂、清理；检验合格便获得铸件。

3-4为了保证铸件质量，在设计和制造模样及芯盒时应注意哪些问题？答：1）选择分型面：分型面是铸型组之间的接合面，一般情况下，也就是模样的分模面。

选择分型面时，应考虑铸件上的主要工作面、大平面、整个铸件的加工基准面等的合理安置。

例如铸件的主要工作面应放在下型或朝下、朝侧面。

因为铸造时，铸件上表面容易产生气孔、夹渣等缺陷，而铸件下面的质量较好。

2）起模斜度：为了使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒脱出，在平行于起模方向的模样上或芯盒壁上应有一定的斜度，一般模样斜度为1°~3°，金属模样斜度为0.5°~1°。

摩擦对金属挤压时金属流动的影响
当金属经过挤压工艺时，摩擦对于金属流动具有重要影响。

下面本篇文章将从以下几个方面介绍摩擦对于金属挤压时金属流动的影响：
1. 摩擦力会产生热量，影响金属流动性
在挤压过程中，摩擦力会产生热量，使金属材料发生热液态变形，从而影响了金属的流动性。

摩擦力过大将导致材料受热变柔软，难以保持形状；摩擦力过小则会使材料难以变形，影响其流动性。

2. 摩擦力会影响材料表面质量
摩擦力不仅会对金属流动性产生影响，也会对金属表面的质量产生影响。

摩擦力过大会产生过多的热量，从而使金属表面烧结、氧化、剥落等，破坏了材料表面的平整度和光洁度。

3. 摩擦力会影响挤压时的摩擦系数
在摩擦系数相同的情况下，摩擦力越大，材料的剪切变形就越大，流动性就越好。

由此可见，摩擦力对于金属流动的影响是非常重要的。

4. 金属的流动性会影响挤压后的金属组织结构
金属的流动性直接影响挤压后的金属组织结构。

当金属流动性好时，挤压后金属原子分布均匀，晶粒细小且分布均匀，从而提高了材料的强度和韧性。

而当金属流动性差时，挤压后金属原子分布不均，晶粒粗大，从而降低了材料的强度和韧性。

综上所述，摩擦力对于金属流动具有重要影响，过大过小都会影响金
属的流动性和挤压后的材料质量。

因此，在挤压过程中需要合理调整摩擦力大小，以达到较好的金属流动效果。

填空题1、铸造方法从总体上可分为普通铸造和特种铸造两大类,普通铸造是指砂型铸造方法,不同于砂型铸造的其他铸造方法统称为特种铸造,常用的特种铸造方法有：金属型铸造、离心铸造、压力铸造、熔模铸造、低压铸造等;2、凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充,将产生缩孔或缩松;3、铸造应力按产生的原因不同,主要可分为热应力和机械应力两种;4、铸件应力过大会引起变形、裂纹等缺陷;因此,进行铸件结构设计时应注意使铸件的壁厚尽量均匀一致;5. 液态合金充满铸型,获得尺寸正确、轮廓清晰铸件的能力,称为液态合金的充型能力;6、浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置,它影响铸件的质量;7、浇注系统包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道 ;8、在压力铸造和离心铸造时,因人为加大了充型压力,故充型能力较强;提高浇铸温度是改善合金充型能力的重要措施;9、对砂型铸件进行结构设计时,必须考虑合金的铸造性和铸造工艺对铸件结构提出的要求;10、碳在铸铁中的存在形式有石墨和渗碳体 ;11、影响铸铁石墨化最主要的因素是化学成分和冷却速度;12、根据石墨形态,铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁;13、灰铸铁中碳主要以石墨的形式存在,呈片状,这种铸铁可以制造机床床身；机床床身,曲轴,管接头14、可锻铸铁中石墨呈团絮状,这种铸铁可以制造管接头；机床床身,犁铧,管接头15、球墨铸铁中石墨呈球状,这种铸铁可以制造曲轴；机床床身,曲轴,暖气片;16、当铸件收缩受阻时, 就可能发生变形、裂纹等缺陷; 因此如轮形铸件的轮辐应设计为奇数数或做成弯曲形状;17、ZG200-400中“ZG”表示铸钢,数字400表示抗拉强度不小于400MPa;HT150表示抗拉强度不小于150MPa的灰铸铁. QT450-10的含义抗拉强度不小于450MPa,延伸率不小于10%的球墨铸铁,KTH300-06表示抗拉强度不小于300MPa,延伸率不小于6%的可锻铸铁18、影响合金充型能力的因素有合金的流动性、浇铸条件、铸型的填充条件19、影响合金收缩的因素有化学成分、浇铸温度、铸件结构与铸型条件20、用金属型和砂型铸造的方法生产同一个零件毛坯,一般金属型铸件,残留应力较大,力学性能高；21、为防止大型铸钢件热节处产生缩孔或缩松、生产中常采用的工艺措施是采用在热节处加明、暗冒口或冷铁以实现顺序凝固22、可锻铸铁中的团絮状石墨由白口铸铁经高温退火从渗碳体分解而得到23、铸铁熔点比钢低、流动性比钢好收缩率比钢小故铸铁铸造性能比钢好;24、铸件产生缩松、缩孔的根本原因是液态收缩和凝固收缩;25、需挖砂造型的铸件在大批量生产中采用假箱或成型模板造型方法,可大大提高生产效率;26、确定分型面时,尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中,其主要目的是防止错箱27、确定浇注位置时,将铸件薄壁部分置于铸型下部的主要目的是避免浇不足28、液态合金由浇注温度冷却到室温经历的收缩阶段有液态收缩、凝固收缩、固态收缩29、产生缩孔、缩松的基本原因液态收缩、凝固收缩30、有利于获得薄壁铸件的措施有增加直浇道的高度、提高浇注温度、采用具有共晶成分的合金、用压力铸造代替金属型铸造31、压力铸造容易获得薄壁件、熔模铸造可以没有分型面、离心铸造可以获得双金属件32、铸件的凝固方式是按凝固区域宽度大小来划分的,有逐层凝固、中间凝固和糊状凝固三种凝固方式;纯金属和共晶成分的合金易按逐层凝固方式凝固;33、铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段,其中液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因,而固态收缩收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因;34、铸钢铸造性能差的原因主要是熔点高,流动性差和收缩大;35、影响合金流动性的主要因素是液态合金的化学成分;36、铸造生产的优点是成形方便、适应性强和成本较低;缺点是铸件力学性能较低、铸件质量不够稳定和废品率高;37、铸造工艺方案设计的内容主要有：造型、制芯方法铸型种类选择浇注位置的确定分型面的确定等;38、目前铸造方法的种类繁多,按生产方法可分为砂型铸造,特种铸造两大类;39、分型选择时,应尽可能使铸件全部或大部置于同一半铸型内;40、确定浇注位置时,重要部位应该向下41、浇注系统按位置分类,主要分为底注式,顶注入式、中间注入式三种形式;42、按冒口在铸件位置上分类,主要分为顶冒口与侧冒口;43、确定砂芯基本原则之一,砂芯应保证铸件内腔尺寸精度;44、封闭式浇注系统,内浇口应置于横浇口下部；开放式浇注系统,内浇口应置于横浇口上端;45、根据原砂的基本组成,铸造原砂可分为石英砂和非石英砂或特种砂两类;46、镁砂是菱镁矿高温锻烧再经破碎分选得到的,主要成分是氧化镁MgO;47、铬铁矿砂是将铬铁矿破碎得到的砂粒,主要矿物有铬铁矿、镁铬铁矿和铝镁铬铁矿,因此也决定了它的主要化学成分是Cr2O3 ;48、蒙脱石和高岭石结构中有两个基本结构单位,即硅氧四面体和铝氧八面体;49、水玻璃是由SiO2和Na2O为主要组分的多种化合物的水溶液;50、水玻璃砂硬化的方式有化学硬化和物理硬化等;51、水玻璃砂存在的突出问题是出砂性差、铸铁件粘砂、型芯表面粉化和砂芯抗吸湿性差等;52、、水玻璃砂的常用物理再生方法包括干法和湿法两种;53、目前,用树脂砂制芯时主要有3种硬化方式,即加热硬化、吹气硬化和自硬化;54、壳型工艺中,型砂所用的粘结剂是酚醛树脂,硬化剂为乌洛托品;55、热芯盒工艺中,呋喃I型树脂砂使用的硬化剂为氯化铵和尿素的水溶液；呋喃II型树脂砂所使用的硬化剂为乌洛托品;56、影响呋喃树脂自硬砂的因素主要包括原砂、硬化剂、温度和湿度等;57、、铸件浇铸位置的选择必须正确,如重要加工面、大平面和薄壁部分在浇铸时应尽量朝下,而厚大部位应尽量朝上,以便安放冒口进行补缩;选择题1.形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用Ba金属型铸造 b熔模铸造 c压力铸造2.铸造时冒口的主要作用是Ba增加局部冷却速度 b补偿热态金属,排气及集渣 c提高流动性3.下列易产生集中缩孔的合金成分是Ca 0. 77％C b球墨铸铁 c％C4.下列哪种铸造方法生产的铸件不能进行热处理,也不适合在高温下使用Ba金属型铸造 b压力铸造 c熔模铸造；内部有气泡5.为了消除铸造热应力,在铸造工艺上应保证Ba顺序定向凝固 b同时凝固 c内浇口开在厚壁处6.直浇口的主要作用是Aa形成压力头,补缩 b排气 c挡渣7.在各种铸造方法中,砂型铸造对铸造合金种类的要求是Ca以碳钢、合金钢为主 b以黑色金属和铜合金为主c能适用各种铸造合金8.灰口铸铁适合于制造床身、机架、底座、导轨等结构,除了铸造性和切削性优良外,还因为Ba抗拉强度好 b抗压强度好 c冲击韧性好9.制造模样时,模样的尺寸应比零件大一个Ca铸件材料的收缩量 b机械加工余量 c铸件材料的收缩量＋机械加工余量10.下列零件适合于铸造生产的有Aa车床上进刀手轮 b螺栓 c自行车中轴11.为提高合金的流动性,生产中常采用的方法Aa适当提高浇注温度 b加大出气口 c延长浇注时间12.浇注温度过高时,铸件会产生Ba冷隔 b粘砂严重 c夹杂物13．金属型铸造主要适用于浇注的材料是Ba铸铁 b有色金属 c铸钢14.砂芯在铸型型腔是靠什么来固定和定位的 Ba芯骨 b芯头 c金属液15.整体模造型适用于什么铸件Ba最大截面在中间,形状较复杂的铸件 b最大截面在一端,形状较简单的铸件16.铸件上的拔模斜度应加在哪些面上Ca所有面 b与分型面平行的面 c与分型面垂直的面17.零件的尺寸与铸件的尺寸主要差别是什么Aa加工余量 b收缩余量 c加工余量和收缩余量18.什么叫错箱Aa铸件上下两部分在分型面处错开 b放错了另一个上箱 c砂箱尺寸选错了19.铸造上将颗粒直径大于22um.的岩石风化物称为 B;a泥分 b砂20.铸造用硅砂的分级依据是A;a二氧化硅含量 b含泥量c粒度分布 d颗粒形状21.铸造用硅砂含A越高,其耐火度越高;a Si02 bMgO c A12O3d Fe2O322.铸造用湿型砂中加入煤粉的主要作用是B;a增加型砂透气性 b防止铸件粘砂 c提高型砂强度 d防止型砂粘模23.粘土湿型砂的砂型表面强度不高,可能会使铸件产生B;a气孔 b砂眼 c开裂 d缩孔24.湿型砂的紧实率指数主要表示D的指标;a型砂强度高低 b透气性大小c发气量大小 d砂中粘土与水的比例是否适宜于造型25.造成机械粘砂的原因有A ;a浇注温度高 b静压力低c液态时间短 d采用旧砂26.防止夹砂结疤的措施有B ;a用钙基膨润土 b使用煤粉c提高型砂水分d降低浇注速度e提高原砂中二氧化硅的含量27.水玻璃砂中使用较多的水玻璃是B;a钾水玻璃 b钠水玻璃c锂水玻璃 d以上全是28.在C02硬化法水玻璃砂吹C0气体是发生C而硬化的方法;2a化学反应 b物理反应 c化学反应和物理反应 d聚合反应29.在水玻璃砂中加入粘土等附加物主要是为了C;a增加透气性 b增加干强度 c增加湿强度 d降低溃散性30.在水玻璃砂中,水玻璃的模数过高或过低都不能满足生产要求,一般情况下将模数调节到B;aM=12 bM=23 cM=34 dM=4. 55. 531.为防止大型铸钢件热节处产生缩孔或缩松、生产中常采用的工艺措施是Aa采用在热节处加明、暗冒口或冷铁以实现顺序凝固32、防止机械粘砂的措施有C;A.采用粗砂B.提高紧实度C.减少煤粉D.提高浇注温度25.防止侵入性气孔的主要方法有D;A.降低砂型界面气压B.降低浇注温度C.降低有效压头D.减慢浇注速度简答题1、何谓合金的充型能力影响充型能力的主要因素有哪些答：液态合金充满型腔,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;影响充型能力的主要因素为:1合金的流动性；2铸型的充型条件；3浇注条件；4铸件结构等;2、合金流动性不好时容易产生哪些铸造缺陷影响合金流动性的因素有哪些设计铸件时,如何考虑保证合金的流动性答：合金流动性是指液态合金本身的流动能力;合金流动性不好时,容易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣及缩孔等铸造缺陷;影响合金流动性的主要因素有：合金的成分、温度、物理性质、难熔质点和气体等;设计铸件时,应从以下几个方面考虑保证合金的流动性:1从合金流动性的角度考虑,在铸造生产中,应尽量选择共晶成分、近共晶成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金;2液态合金的比热容和密度越大、导热系数越小、粘度越小,合金的流动性越好;3液态合金的浇注温度必须合理;3、合金的充型能力不好时,易产生哪些缺陷设计铸件时应如何考虑充型能力答：合金的充型能力不好时1在浇注过程中铸件内部易存在气体和非金属夹杂物；2容易造成铸件尺寸不精确,轮廓不清晰；3流动性不好,金属液得不到及时补充,易产生缩孔和缩松缺陷;设计铸件时应考虑每种合金所允许的最小铸出壁厚,铸件的结构尽量均匀对称;以保证合金的充型能力;4、为什么对薄壁铸件和流动性较差的合金,要采用高温快速浇注答：适当提高液态金属或合金的浇注温度和浇注速度能改善其流动性,提高充型能力,因为浇注温度高,浇注速度快,液态金属或合金在铸型中保持液态流动的能力强;因此对薄壁铸件和流动性较差的合金,可适当提高浇注温度和浇注速度以防浇注不足和冷隔5、什么是铸造合金的收缩性有哪些因素影响铸件的收缩性答：合金在从液态冷却至室温的过程中,其体积或尺寸缩小的现象称为收缩;从浇注温度冷却到室温分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段;铸件收缩的大小主要取决于合金成分、浇注温度、铸件结构和铸型;6、缩孔和缩松产生原因是什么如何防止答：主要原因是液态收缩和凝固态收缩所致;缩孔缩松产生原因：铸件设计不合理,壁厚不均匀；浇口、冒口开设的位置不对或冒口太小；浇注铁水温度太高或铁水成分不对,收缩率大等;防止措施：1浇道要短而粗；2采用定向凝固原则；3铸造压力要大；4浇注时间要适当的延长；5合理确定铸件的浇注位置、内浇口位置及浇注工艺;7、什么是定向凝固原则和同时凝固原则如何保证铸件按规定凝固方式进行凝固答：定向凝固也称顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,在远离冒口的部位安放冷铁,使铸件上远离冒口的部位先凝固,靠近冒口的部位后凝固;同时凝固,就是从工艺上采取各种措施,使铸件各部分之间的温差尽量减小,以达到各部分几乎同时凝固的方法;控制铸件凝固方式的方法：1正确布置浇注系统的引入位置,控制浇注温度、浇注速度和铸件凝固位置；2采用冒口和冷铁；3改变铸件的结构；4采用具有不同蓄热系数的造型材料;8、哪类合金易产生缩孔哪类合金易产生缩松如何促进缩松向缩孔转化答：逐层凝固的合金倾向于产生集中缩孔,如纯铁和共晶成分铸铁;糊状凝固的合金倾向于产生缩松,如结晶温度范围宽的合金;促进缩松向缩孔转化的方法有：1提高浇注温度,合金的液态收缩增加,缩孔容积增加；2采用湿型铸造;湿型比干型对合金的激冷能力大,凝固区域变窄,使缩松减少,缩孔容积相应增加；3凝固过程中增加补缩压力,可减少缩松而增加缩孔的容积;9、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹防止裂纹的主要措施有哪些答：如果铸造内应力超过合金的强度极限时,铸件便会产生裂纹;裂纹分为热裂和冷裂两种;1热裂：热裂是在凝固后期高温下形成的,主要是由于收缩受到机械阻碍作用而产生的;它具有裂纹短、形状曲折、缝隙宽、断面有严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶界产生和发展等特征,在铸钢和铝合金铸件中常见;防止热裂的主要措施是：除了使铸件的结构合理外,还应合理选用型砂或芯砂的黏结剂,以改善其退让性；大的型芯可采用中空结构或内部填以焦炭；严格限制铸钢和铸铁中硫的含量；选用收缩率小的合金;10、为什么铸件会产生热裂纹影响铸件产生热裂纹的主要因素是什么答：收缩较大的金属,由于高温时的强度和塑性等性能低,是产生热裂的根本原因;影响热裂纹的主要因素有：1铸件材质①结晶温度范围较窄的金属不易产生热裂纹,结晶温度范围较宽的金属易产生热裂纹;②灰铸铁在冷凝过程中有石墨膨胀,凝固收缩比白口铸铁和碳钢小,不易产生热裂纹,而白口铸铁和碳钢热裂倾向较大;③硫和铁形成熔点只有985℃的低熔点共晶体并在晶界上呈网状分布,使钢产生“热脆”;2铸件结构铸件各部位厚度相差较大,薄壁处冷却较快,强度增加较快,阻碍厚壁处收缩,结果在强度较低的厚处或厚薄相交处出现热裂纹;3铸型阻力铸型退让性差,铸件高温收缩受阻,也易产生热裂纹;4浇冒口系统设置不当如果铸件收缩时受到浇口阻碍；与冒口相邻的铸件部分冷凝速度比远离冒口部分慢,形成铸件上的薄弱区,也都会造成热裂纹;11、铸钢的铸造性能如何铸造工艺上的主要特点是什么答：铸造性能：①钢液的流动性差；②铸钢的体积收缩率和线收缩率大；③易吸气氧化和粘砂；④铸钢的铸造性能较差,易产生缩孔和裂纹等缺陷;工艺特点：铸钢件在铸造工艺上必须首先考虑补缩问题,防止产生缩孔和裂纹等缺陷,铸件壁厚要均匀,避免尖角和直角结构,还可设置铸造小肋防止铸件结构内侧因收缩应力而产生热裂、提高型砂和型芯的退让性、多开内浇道、设置冒口和冷铁;12、什么是分型面,分型面选择一般性的原则是什么答：分型面是指两半铸型相互接触的表面;在选择铸型分型面时应考虑如下原则：1分型面应选在铸件的最大截面上,并力求采用平面;2应尽量减少分型面的数量,并尽量做到只有一个分型面;3应尽可能减少活块和型芯的数量,注意减少砂箱高度;4尽量把铸件的大部分或全部放在一个砂箱内,并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内;13、什么是特种铸造常用的特种铸造方法有哪些答：通常把不同于普通砂型铸造的其它铸造方法统称为特种铸造;常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等;14、何谓铸件的浇注位置它是否指铸件上内浇道位置答：铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置;它不是指铸件上内浇道位置;内浇道是浇注系统基本组元之一;内浇道是液态金属进入铸型型腔的最后一段通道,主要作用：控制金属液充填铸型的速度和方向,调节铸型各部分的温度和铸件的凝固顺序,并对铸件有一定的补缩作用;可以有单个也可以设计多个内浇道;15、试述分型面与分模面的概念分模造型时,其分型面是否就是其分模面从保证质量与简化操作两方面考虑,确定分型面的主要原则有哪些答：分型面:砂型与砂型间的接合面；分模面:模样与模样间的接合面;分模造型时分模面与分型面位置重合,所以分模造型时分型面就是其分模面;选择分型面应使工艺简单,操作方便:少用砂芯、少用活块、便于清理、便于合箱;16、铸件产生铸造内应力的主要原因是什么如何减小或消除铸造内应力答：铸件产生铸造内应力的主要原因是合金的固态收缩;为了减小铸造内应力,在铸造工艺上可采取同时凝固原则;所谓同时凝固原则,就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小,使各部分同时凝固;此外,还可以采取去应力退火或自然时效等方法,将残余应力消除;17、铸造碳钢的主要化学成分是什么答：C、Si、Mn18、描述铸造碳钢的铸态组织包括什么组织答：细等轴晶、柱状晶、粗等轴晶19、说明魏氏组织在铸钢中为什么有害答：属于亚稳态组织,在晶粒内部以一定方向呈条状析出,严重割裂基体组织,在一定条件下发生分解,降低钢的强度和韧性;20、铸造碳钢的正火加回火热处理工艺的两次保温的温度是多少答：Ac3+30~50 ℃；500~600 ℃21、在化学成分中对铸造碳钢力学性能影响最大的元素是什么为什么答：C ；碳是钢的主要强化元素,含碳量直接影响钢的力学性能;22、气体影响铸造碳钢力学性能,主要气体类型是什么为什么答：H 2、N 2、O 2； 炼钢过程中空气中水蒸汽电离成氢原子和氧原子,空气中的氮离解成氮原子,它们都溶解于钢液;凝固时溶解度下降而析出,在钢中形成气泡,凝固后在钢中形成气孔;23、铸件壁厚与铸件的力学性能有什么关系答：壁厚越大,凝固冷却越慢,晶粒越粗大；枝晶臂间距越大；缩松越严重,铸件致密性越低,组织连续性越差;24、铸造碳钢的流动性、体积收缩率和线收缩率与含碳量有什么关系答：含碳量越大,碳钢铸件的流动性越好,体收缩越大,线收缩越大;25、硫和氧对铸造碳钢铸件的热裂、冷裂影响是什么而含碳量对热烈和冷裂的影响又是怎样的答：硫和氧含量越大,碳钢铸件的热裂和冷裂倾向都越大;碳含量对热裂的影响：%时最好,越高越低都使热裂倾向加大；碳含量对冷裂的影响：含碳量越高,冷裂倾向越大;26、作为一个低合金系列的主加合金元素需要具备什么条件 试比较锰、铬和镍作为三个低合金钢系列的主加合金元素的优缺点;答：能使钢进一步强化、获得特殊性能;锰：提高钢的淬透性；回火脆性；铬：提高钢的淬透性,固溶强化；具有回火脆性；镍：提高钢的淬透性,固溶强化；细化珠光体,降低韧性-脆性转变温度,提高高温抗氧化性；成本高;27、试分析低合金高强度钢在化学成分和热处理方面与一般低合金钢有何区别答：低碳,多元合金复合强化；多阶段热处理;28、低合金铸钢中,所谓低合金指的是合金含量在什么范围答：合金加入总量≤5%;29、钢号：ZG40CrMnMoVB,说明各符号的含义,合金元素含量范围是多少答：ZG—铸钢；40－含碳%；Cr、Mn、Mo、V和B＜%;30、铬系铸造低合金钢中,铬的作用是什么单元铬钢的缺点是什么如何克服单元铬钢的缺点答：铬的作用提高钢的淬透性；单元铬钢的缺点是回火脆性；克服单元铬钢的缺点加入钼,减轻回火脆性;31、镍系铸造低合金钢中,镍的主要作用有哪些对于工作在低温环境－90℃的铸件,选择其镍的含量范围;答：镍的作用：固溶强化,提高淬透性,细化珠光体,降低韧性-脆性转变温度,提高高温抗氧化性；Ni：%～%;32、微量合金化铸钢中,微量指的是多少从教材中总结出两种微量合金化铸钢各自的特点;答：金加入总量≤%；钒、铌系微合金化铸钢：良好综合力学性能,良好焊接性能；硼系微合金化铸钢：强烈提高钢的淬透性,细化晶粒,提高强度和韧性;33、抗磨用铸造低合金钢的三大种类是那三种抗磨钢各自的适用工作条件是什么答：珠光体-渗碳体抗磨钢、马氏体抗磨钢、奥氏体-贝氏体抗磨钢；剧烈摩擦条件、冲击磨损条件、抗磨条件;34、铸造：铸造就是将熔融的液态金属或合金浇注到与零件的形状尺寸相适应的预先制备好的铸型空腔中使之冷却、凝固,而获得毛坯或零件的制造过程称为铸造生产,简称铸造;35、冷铁：为增加铸件局部冷却速度,在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁;。

一、流动性流动性是指熔融金属的流动能力。

在实际生产中，为了评定金属的流动性，通常将金属浇注成螺旋形试样，如下图所示。

浇注的试样越长，则其流动性越好。

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。