铸件形成理论基础
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铸件形成理论告急知识点第一章液态金属得结构与性子1.金属得加热膨胀:原子间隔断将随温度得升髙而增长,即产生热膨胀:由于能量升沉,一些原子就大概越过势垒跑到原子之间得间隙中或金属外表,原子脱离点阵后,留下了自由点阵一空穴原子间距增大,空穴得产生为物体膨胀得缘故起因之一;2.金属得熔化:把金属加热;到熔点四周时,离位原子数大为增长;在外力得作用下,这些原子作定向运动,造成晶粒间得相对运动,称为品界粘滞运动:晶粒内部,也有相当数量得原子重复跳跃、离位,空穴数大为增长:靠近熔点时,晶界上得原子就大概脱离原晶粒外表,向相近晶粒跳跃,晶粒徐徐失去牢固形状:3. 理想金属得液态结构特点金属熔化后,以及在熔点以上不髙得温度领域内,液体状态得结构有以下特点:1、原子分列在较小隔断内仍具有肯定规律性,且其匀称原子间距增长不大:2、金属液体由许多原子团体所组成,在原子团体内保持固体得分列特性,而在原子团体之间得团结处就受到很大破坏(近程有序分列) :3、原子团体存在能量升沉与结构升沉:4、原子团体间距较大,比较疏松,犹如存在空穴:5、原子团体得匀称尺寸、游动速率都与温度有关,温度越髙,就原子团体得匀称尺寸越小,游动速率越快:归纳综合起去:靠近熔点得液态金属由许多游动得原子团体与空穴组成,原子团体中原子呈规就分列,结构与原固体相似,但存在能量升沉与结构升沉:4、实际金属得液态结构实际液态金属在微观上为由存在能星升沉、结构升沉与因素升沉得游动原子团体、空穴与许多固态、气态或液态得化合物组成得污浊液体:从化学键上看,除了基体金属与其合金元素组成得金属键之外,仍存在其他多种典范得化学键:(1)温度:温度不太髙时,T升髙,n值降落:温度很髙时,T升髙,n值升髙:(2)化学因素:外表活性元素使液体粘度低沉,非外表活性杂质得存在使粘度提髙:(3)非金属殽杂物:非金属殽杂物使粘度增长:6.粘度对铸坯质星得影响(1>对液态金属运动状态得影响:粘度对铸件外表得淸晰水平有影响,为降低液体得粘度应恰当进步过热度大概到场外表活性物质等:(2)对液态金属对流得影响:运动粘度越大,对流强度越小:铸坯得宏观偏析紧张受对流得影响:(3)对液态金属净化得影响:粘度越大,般杂物上浮速率越小,越容易滞留在铸坯中形成殽杂、气孔:7.影响外表张力得闲素1 )熔点:髙熔点得物质,其原子间结协力大,其外表张力也大:2)温度:大多数金属与合金,温度升髙,外表张力低沉:3)溶质:体系中到场削弱原子间结协力得组元,会使外表内能与外表张力低沉:8.外表张力对铸坯质量得影响1)界曲张力与润湿角:液态金属凝固时析出得固相与液相得界面能越小,形核率越卨;液态杂质与金属晶体之间得润湿性将影响杂质形态:2)外表张力引起得附加压力:附加压力进步金属液中气体析出得阻力,易产生气孔:影响金属液与铸型得相互作用:附加压力为正值时(不润湿),铸坯外表平滑,但充型本事较差,必须附加一个静压头:附加压力为负值时(润湿),金属液能很好地充满铸型型腔,但为容易与铸型粘结(粘砂),拦阻收缩,以致产生裂纹:9.看法能量升沉:金属晶体结构中每个原子得振动能量不为均等得,一些原子得能鼠髙出原子得匀称能量,有些原子得能量就远小于匀称能量,这种能量得不匀称性称为能量升沉”结构升沉:液态金属中得原子团体处于瞬息万变得状态,时而长大时而变小,时而产生时而消散,此起彼落,犹如在不绝顿地游动:这种结构得瞬息厘革称为结构升沉:近程有序分列:金属液体就由许多原子团体所组成,在原子团体内保持牢固得分列特性,而在原子团体之间得团结处就受到很大破坏:浓度升沉:差异原子间结协力存在差异,在金属液原子团簇之间存在着因素差异:这种因素得不匀称性称为浓度升沉:粘滞性:在流体力学中有两个看法,一个为动力粘度,另一个为运动粘度:外表张力:液态金属外表层得质点受到一个指向液体内部得力,物体倾向于减小其外表积,这相当于在液态金属外表有一个平行于外表且各向巨细相当得张力,这个张力就为外表张力:10.充型本事与运动性得接洽与区別:充型本事:液态金属充满铸型型腔,得到形状完备、外表淸晰得铸件得本事:即液态金属充填铸型得本事:运动性:液态金属本身运动得本事:运动性与金属得因素、温度、杂质含量及其物理性子有关:充型本事与运动性得干系:充型本事为外因(铸型性子、浇注条件、铸件结构)与内因(运动性)得共同效果:外因肯定时,运动性就为充型本事:充型本事弱,就大概产生浇缺乏、冷隔、砂眼、铁豆、抬箱,以及卷入性气孔、夹砂等缺陷:11.液态金属得克制运动机理纯金属、共晶合金、窄结品温度领域合金:型壁处凝固结壳,柱状品相打仗,通道中心归并,运动克制:合金得结晶温度领域越宽,枝晶就越旺盛,液流前端出现较少得固相量,通道壅闭,亦即在相对较短得时间内,液态金属便克制运动:纯金属、共晶合金或窄结品温度领域合金有良好得运动性,低沉了凝固成形中冷隔、热裂、缩松等缺陷得产生:反之,宽结晶温度领域合金由于运动性差,通常会有较多得缺陷产生:12.影响液态金属充型本事因素与进步步调:影响充型本事得因素为通过两个途径产生作用得:影响金属与铸型之间热交换条件,而改变金属液得运动时间:影响金属液在铸型中得水力学条件,而改变金属液得流速:〔一)金属性子方而得因素这类因素为内因,决定了金属本身得运动本事一一运动性:铸型阻力影响金属液得充填速率:铸型与金属得热交换条件影响金属液保持运动得时间:1、合金因素合金得运动性与化学因素之间存在着肯定得规律性:在运动性曲线上,对应着纯金属、共晶因素与金属间化合物得地方出现最大值,而有结晶温度领域得地方运动性降落,且在最大结晶温度领域四周出现最小值:合金因素对运动性得影响,紧张为因素差异时,合金得结晶特点差异造成得:低沉合金熔点得元素容易进步金属过热度,从而进步合金运动时间,进步运动性:合金净化后运动性进步,合金因素中凡能形成髙熔点般杂物得元素均会低沉合金得运动性:2、结晶潜热结晶潜热越髙,凝固举行得越痴钝,运动性越好:3、金属得比热容、密度与导热系数金属得比热容、密度较大得合金,运动性好:导热系数小得合金,热量散失慢,保持运动时间长;金属中到场合金元素后,一样寻常会低沉导热系数:4、液态金属得粘度合金液得粘度,在充型进程前期(属紊流)对运动性得影响较小,而在充型进程后期凝固中(属层流)对运动性影响较大:5、外表张力外表张力影响金属液与铸型得相互作用:外表张力对薄壁铸件、铸件得细薄局部与棱角得成形有影响,型腔越细薄、棱角得曲率半径越小,外表张力得影响越大:为降服由外表张力引起得附加压力,必须附加一个静压头:综上所述,为了进步液态金属得充型本事,在金属方面可采取以下步调:1、准确选择合金得因素选用结晶温度领域小得舍牵: ,也有利于进步充型本事:2、公正得熔炼工艺选择洁净得原质料:镌汰与有害气体得打仗:充实脱氧粘炼去气,镌汰气体、殽杂:髙温出炉,低温浇注:【二)铸型性子方面1、铸型得蓄热系数:铸型得蓄热系数越大,充型本事降落:2、铸型温度:预热铸型3、铸型中得气体:减小铸型中气体反压力【三)浇注条件方面1、浇注温度浇注温度越髙,充型本事强:但髙出某一温度界限,氧化吸气严肃,充型本事进步不显着:2、充型压头液态金属在运动方向上所受得压力称为充型压力:充型压力越大,充型能力越强:3、浇注体系得结构浇注体系得结构越巨大,就运动阻力越大,充型本事越差:〔四)铸件结构方面衡量铸件结构特点得因素为铸件得折算厚度与巨大水平:1、折算厚度:折算厚度也叫当星厚度或模数,为铸件体积与铸件外表积之比:折算厚度越大,热星散失越慢,充型本事就越好:铸件壁厚类似时,垂直壁比水平壁更容易充填:大平而铸件不易成形:对薄壁铸件应准确选择浇注位罝:2、巨大水平:铸件结构越巨大,厚薄局部过渡曲多.就型腔结构巨大,运动阻力就越大.铸型得充填就越阐难:1、逐层凝固(纯金属或共晶因素合金得凝固要领)恒温下结晶得金属,在凝固进程中其铸件断而上得凝固地域宽度即为零,断而上得固体与液体由一条界限淸晰地脱离,随着温度得降落,固体层不绝加厚,徐徐到达铸件中心,此为"逐层凝固要领” :逐层凝固要领特点:无凝固区或凝固区很窄 a )恒温下结晶得纯金属或共晶因素合金b)结晶温度领域很窄或断面温度梯度很大2、体积凝固(铸件断|M温度场较平展或结晶领域较宽得合金)假设合金得结晶温度领域很宽,或闲铸件断面温度场较平展,铸件凝固得某一段时间内,其凝固地域很宽,以致贯穿整个铸件断而,而外表温度髙于固相温度,这种情况为"体积凝固要领",或称为”糊状凝固要领":体积凝固要领(糊状凝固要领)特点:凝固动态曲线上得两相界限得纵向间距很小或为无条件重合:a、铸件断而温度平展b、结晶温度领域很宽一凝固动态曲线上得两相界限纵向间距很大3、中心凝固(结晶领域较窄或铸件断而温度梯度较大得合金)假设合金得结晶领域较窄,或因铸件断而得温度梯度较大,铸件断面上得凝固地域介于前两者之间时,属于"中心凝固要领" :中心凝固要领特点:a、结晶温度领域较窄b、铸件断面得温度梯度较大特点:凝固初期似逐层凝固——凝固动态曲线上得两相界限纵向距较小凝固后期似糊状凝固第二章凝固温度场〔重点)1.研究铸件温度场得要领:数学分析法、数值模拟法与实测法等:2.凝固:合金从液态转变成固态得进程,称为一次结晶或凝固:3.研究温度场自得义:埤轳铸件温度场随时间得厘革,可以大概预计铸件凝固中其断面上各个时间得凝固地域巨细及厘學:,凝固前沿向中心得推进速率.缩孔与缩松得位罝,凝固时间等告急标题,为准确方案浇注体系、设罝冒口、冷铁,以及采取其他工艺步调提供可靠依据,敷衍消除铸造缺陷,得到健全铸件,改良铸件结构与性能有告急意义:4.凝固要领及其影响因素一样寻常将金属得凝固要领分为三种典范:逐层凝固要领、体积凝固要领(或称糊状凝固要领)与中心凝固要领:在凝固进程中铸件断曲_上得凝固地域宽度为零,固体与液体由一条界限(凝固前沿)淸晰地脱离:随着温度得降落,固体层不绝加厚,徐徐到达铸件中心:这种情况为逐层凝固要领:铸件凝固得某一段时间内,其凝固地域险些贯穿整个铸件断面时,就在凝岡地域里既有己结晶得晶体,也有未凝固得液体,这种情况为体积凝固要领或称糊状凝固要领:铸件断而上得凝固地域宽度介于前两者之间时,称中心凝固要领:领域与冷却强度(温度梯度):结晶温度领域越宽,温度梯度越小,越倾向于体积凝固要领:5.金属凝固要领与铸件质量得干系逐层要领凝固,凝固前沿直接与液态金属打仗:当液态凝固成为固体而产生体积紧缩时,可以不绝地得到液体得增补,以为产陌生散性缩松得倾向性很小,而为在铸件末了凝固得部位留下会集缩孔:由于会集缩孔容易消除,一样寻常以为这类合金得补缩性良好:在板状或棒状铸件会出现中心线缩孔:这类铸件在凝固进程中,当紧缩受阻而产生晶间裂纹时,也容易得到金属液得添补,使裂纹愈合:当粗大得等轴枝晶相互毗连以后(固相约为70%),将使凝固得液态金属支解为一个个互不类似得溶池,末了在铸件中形身疏散性得缩孔,即缩松:敷衍这类铸件采取平常冒口消除其缩松为很难过,而通常须要采取别得资助步调,以增加铸件得致密性:由于粗大得等轴晶比较¥得连成骨架,在铸件中产生热裂得倾向性很大:这为由于,等轴晶越粗大,髙温强度就越低:别恰当晶间出现裂纹时,也得不到液态金属得充填使之愈合:假设这类合金在充填进程中产生凝固时,其充型性能也很差:6.铸件得凝固时间得盘算要领:分析法:分析要领为直策应用现有得数学理论与定律去推导与演绎数学方程(或模子),得到用函数情势表达得解,也就为分析解:数值要领:数值要领又叫数值阐发法,为用盘算机步调去求解数学模子得近似解,又称为数值模拟或盘算机模拟:紧张有差分法、有限元法:履历盘算法:平方根定律盘算法与折算厚度法(或模数法):第三章晶体形核与生长〔重点)1.液态金属结晶(液•固相变)驱动力:两相自由能得差值AG为结晶得驱动力:T I ATAG V =L(1-~)=—,敷衍给定金属,L与To均为定值,ZkGv仅与AT有关: 因此,液态金属结晶得驱动力为由过冷度提供得:过冷度越大,结品得驱动力也就越大,过冷度为零时,驱动力就不复存在:以为液态金属在没有过冷度得情况下不会结晶:2.液态金属结晶进程:起首,体系通过升沉作用在某些微观小地域内降服能量停滞而形成稳固得新相品核:新相一旦形成,体系内将出现自由能较髙得新旧两相之间得过渡区:力使体系ft由能尽大概地低沉,过渡区必须减薄到最小原子尺度,如许就形成了新旧两相得界而:然后,依靠界Iftl徐徐向液相内推移而使晶核长大:直到全部得液态金属都全部转变成金属晶体,整个结晶进程也就在出现最少量得中心过渡结构中完成:由此可见,为了降服能量停滞以防范系统自由能太过増大,液态金属得结晶进程为通过形核与生长得要领举行得:3.形核:亚稳固得液态金属通过升沉作用在某些微观小地域内形成稳固存在得晶态小质点得进程称为形核:形核条件:起首,体系必须处于亚稳态以提供相变驱动力:其次,须要通过起伏作用降服能障才华形成稳固存在得晶核并确保其进一步生长:由于新相与界而相伴而生,因此界面向由能这一热力学能障就成为形核进程中得紧张阻力:根据组成能障得界面情况得差异,大概出现两种差异得形核要领:均质生核与非均质生核:均质生核:在没有任何外去界而得匀称熔体中得生核进程:非均质生核:在不匀称熔体中依靠外去杂质或型壁界而提供得衬底举行生核得进程:4.均质生核机制必须具备以下条件:1)过冷液体中存在相升沉,以提供固相晶核得晶胚:2)生核导致体积自由能低沉,界側自由能进步:为此,晶胚须要体积达到肯定尺寸才华稳固存在:3)过冷液体中存在能量升沉与温度升沉,以提供临界生核功:4)为维持生核功,须要肯定得过冷度:5.临界晶核半径而言,非均质形核临界半径r/与均质形核临界半径r ‘得表达式完全类似:非均质生核得临界形核功AGh与均质生核得临界形核功△供之间也仪相差一个因子f( 0):0°< 0< 180° X) < f( 0) < 1,故V s <V 球,△‘< AG 均*.因而衬底都具有促进形核得作用,非均质生核比均质生核更容易举行;6.生核剂:一种好得生核剂起首应能包管结晶相在衬底物质上形成尽大概小得润湿角0,其次生核剂仍应该在液态金属中尽大概地保持稳固,并且具有最大得外表积与准确得外表特性:7.晶体得生长紧张受以下几个相相互关得进程所制约:①界面生长动力学进程:② 传热进程:③传质进程:8.固一液界而得微观结构从微观尺度思量,固一液界面可分别为粗糙界而与平整界面,或非小平面界面及小平面界面:粗糙界而(非小平而界面):界面固相一侧得几个原子层点阵位罝只有50%左右为固相原子所占据:这几个原子层得粗糙区实际上就为液固之间得过渡区:平整界而(小平而界衡):界而固相一侧得点阵险些全部被固相原子占据,只留下少数空位:或在充满固相原子得界而上存在少数不稳固得、孤独得固相原子,从而从团体上看为平整平滑得:敷衍差异得a值,对应差异得界面微观结构,称为Jackson判据:当a沒时,界而得平衡结构应有50%左右得点阵位罝为固相原子所占据. 因此粗糙界而为稳固得:当a >2时,界而得平衡结构或为只有少数点阵位罝被占据,或为绝大局部位罝被占据后而仪留下少量空位:因此,这时平整界而为稳固得:a越大,界曲_ 越平整:绝大多数金属得熔化熵均小于2,在其结晶进程中,固一液界曲为粗糙界而:多数非金属与化合物得a值大于2.这类物质结晶时,其固一液界面为由基本完备得晶断所组第8页,共18页成得平整界而:铋、铟、锗、硅等亚金属得情况就介于两者之间,这类物质结晶时,其固一液界而通常具有殽杂结构:9.界面得生长机理与生长速率1、连续生长机制一粗糙界面得生长:较髙得生长速率:2、二维生核生长机制一完备平整界而得生长:生长速率也比连续生长低:3、从缺陷处生长机制一非完备界面得生长:(1)螺旋位错生长:(2)旋转孪晶生长:反射孪晶生长:生长速率比二维形核生长快,仍比连续生长慢:第四章单相合金凝固1.溶质再分配与平衡分配系数单相合金得结晶进程一样寻常为在一个固液两相共存得温度区间内完成得 ;在区间内得任一点,共存两相都具有差异得因素:因此结品进程肯定要导致界而• • • • * • ■■■■ • ••會■ • • • ■ • ■■■—• • ■ ■■ 一•M •_•_■ • •屬故晶体生长与传质进程肯定相伴而生:如许,从生核开始直到凝固竣事,在整个结晶进程中,固、液两相内部将不绝举行着溶质元素重新漫衍得进程:称此为合金结晶进程中溶质再分配:衡固相中溶质浓度与平衡液相溶质浓度得比值称为平衡分配系数:2.平衡结品中得溶质再分配规律:Cfjk。
铸造工艺基础知识及理论目录一、基础概念 (2)1.1 铸造的定义与意义 (3)1.2 铸造工艺的种类与应用 (4)二、铸造材料 (6)三、铸造设备 (7)3.1 熔炼设备 (9)3.2 锻造设备 (10)3.3 后处理设备 (11)四、铸造工艺过程 (12)五、铸造工艺设计 (13)5.1 工艺方案的确定 (15)5.2 工艺参数的选择 (16)5.3 工艺文件的编制 (18)六、铸造质量与控制 (20)6.1 铸造缺陷的产生原因及防止措施 (22)6.2 铸造质量检测方法与标准 (23)七、铸造生产与环境 (24)7.1 铸造生产的环保要求 (26)7.2 环保设备的应用与管理 (27)八、现代铸造技术的发展趋势 (28)8.1 快速凝固与近净形铸造技术 (30)8.2 数字化与智能化铸造技术 (31)8.3 生物铸造与绿色铸造技术 (33)一、基础概念铸造工艺是指将熔炼好的液态金属浇入铸型,待其凝固后获得所需形状和性能的金属制品的过程。
它是制造业中非常重要的工艺之一,广泛应用于汽车、航空、建筑、电子等领域。
铸造工艺的基础知识主要包括液态金属的性质、铸型(即模具)的设计与制造、浇注系统、凝固过程以及后处理等。
这些知识是理解和掌握铸造工艺的基本前提。
液态金属的性质:液态金属在铸造过程中的流动性、填充能力、冷却速度等对其最终的产品质量有着决定性的影响。
了解液态金属的成分、温度、粘度等基本性质对于铸造工艺的设计和实践都是非常重要的。
铸型的设计与制造:铸型是形成金属制品形状和内部结构的重要工具。
铸型的设计需要考虑到金属液的流动性和凝固特性,以及制品的精度和表面质量要求。
铸型的制造也需要选用合适的材料,并经过精密加工才能达到设计要求。
浇注系统:浇注系统是连接铸型和液态金属的通道,包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等部分。
合理的浇注系统设计可以确保金属液均匀地注入铸型,并有利于热量和气体的排出,从而提高制品的质量和生产效率。
铸件形成理论基础习题答案铸件形成理论基础习题答案铸造是一种重要的金属加工方法,广泛应用于各个行业。
在学习铸造过程中,理解铸件形成的基本原理是非常重要的。
下面,我们将针对一些常见的铸件形成理论基础习题,提供详细的解答。
1. 什么是铸件形成的基本原理?铸件形成的基本原理是将熔化的金属或合金倒入铸型中,通过冷却凝固形成所需的零件。
这个过程主要包括四个步骤:铸型的制备、熔炼金属的准备、铸型填充和凝固收缩。
2. 铸型的制备有哪些常见的方法?常见的铸型制备方法包括砂型铸造、金属型铸造、石膏型铸造和陶瓷型铸造等。
其中,砂型铸造是最常用的方法,通过将铸型材料与模具进行填充、压实和硬化,形成具有所需形状和尺寸的铸型。
3. 熔炼金属的准备过程中需要注意哪些问题?熔炼金属的准备过程中需要注意以下几个问题:首先,要选择适合的熔炼设备和燃料,确保金属能够充分熔化;其次,要控制熔炼温度,以保证金属的质量和流动性;最后,要进行必要的炼化处理,如除气、除杂等,以提高金属的纯度和性能。
4. 铸型填充的基本原理是什么?铸型填充是指将熔化的金属或合金倒入铸型中的过程。
在填充过程中,金属液通过重力、压力或真空力等作用,充满整个铸型腔体,形成所需的零件形状。
填充的关键是要保证金属液的流动性和填充性能。
5. 凝固收缩对铸件形成有何影响?凝固收缩是指铸件在冷却凝固过程中由于体积变化而产生的收缩现象。
凝固收缩对铸件形成有重要影响,主要表现在以下几个方面:首先,凝固收缩会导致铸件尺寸缩小,因此在设计铸件时需要考虑收缩量;其次,凝固收缩还会引起铸件内部的应力和缺陷,如热裂纹、气孔等,因此需要采取相应的措施来避免这些问题的发生。
6. 如何控制铸件的凝固收缩?为了控制铸件的凝固收缩,可以采取以下几种措施:首先,选择合适的浇注系统和冷却方式,以控制凝固的速度和方向;其次,通过设计合理的铸件结构和尺寸,减少凝固收缩的影响;最后,可以采用凝固缩放补偿技术,通过在铸型中设置特殊的缩放部位,来补偿凝固收缩带来的尺寸变化。
铸件形成理论基础——铸造应力与变形铸造应力与变形1.铸造应力的形成2. 铸造应力的减小和消除3. 铸件的变形4. 变形的减小和消除内应力热应力机械应力由于铸件各部分冷却速度不同,以致在同一时期内收缩不一致,而且各部分之间存在约束作用,从而产生的内应力。
由于铸件的收缩受到机械阻碍而产生的,是暂时性的。
只要机械阻碍一消除,应力也随之消失。
相变应力合金在弹性状态下发生相变会引起体积变化。
若铸件各部分冷却速度不同,相变不同时进行,则由此而产生的应力称为相变应力。
铸造应力是热应力、机械应力和相变应力三者的代数和。
根据情况不同,三种应力有时相互叠加,有时相互抵消。
铸造应力的存在会带来一系列不良影响,诸如使铸件产生变形、裂纹,降低承载能力,影响加工精度等。
1. 铸造应力的形成1. 铸造应力的形成(1)热应力的形成过程厚壁部分或心部为拉应力,薄壁部分或表层为压应力。
铸件的壁厚差别越大(或壁厚越大),冷却速度越大,合金的线收缩系数越大,弹性模量越大,产生的热应力也越大。
1. 铸造应力的形成(2)机械应力的形成机械应力示意图1. 铸造应力的形成(2)机械应力的形成机械应力示意图(1)工艺方面a. 使铸件按“同时凝固”原则进行凝固。
b. 提高铸型和型芯的退让性,及早落砂、打箱以消除机械阻碍,将铸件放入保温坑中缓冷,减小铸造应力。
(2)结构设计方面尽量做到结构简单,壁厚均匀,薄、厚壁之间逐渐过渡,以减小各部分的温差,并使各部分能比较自由地进行收缩。
(3)时效处理 2. 铸造应力的减小和消除有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)4. 变形的减小和消除(1)设计与铸造铸件壁厚设计要力求均匀;制定铸造工艺时,尽量使铸件各部分同时冷却,增加型(芯)砂的退让性等。
(2)反变形法(3)时效处理。
第一章能量起伏:金属晶体结构中每个原子的振动能量不是均等的,一些原子的能量超过原子的平均能量,有些原子的能量则远小于平均能量,这种能量的不均匀性称为“能量起伏”近程有序排列:金属液体则由许多原子集团所组成,在原子集团内保持固体的排列特征,而在原子集团之间的结合处则受到很大破坏。
这种仅在原子集团内的有序排列称为近程有序排列。
浓度起伏:不同原子间结合力存在差别,在金属液原子团簇之间存在着成分差异。
这种成分的不均匀性称为浓度起伏。
实际金属的液态结构实际金属中总存在大量杂质和溶质原子,所以其液态除了存在能量起伏和结构起伏以外,还存在浓度起伏。
实际液态金属在微观上是由存在能量起伏、结构起伏和成分起伏的游动原子集团、空穴和许多固态、气态或液态的化合物组成的混浊液体;从化学键上看,除了基体金属与其合金元素组成的金属键之外,还存在其他多种类型的化学键。
影响表面张力的因素1)熔点:高熔点的物质,其原子间结合力大,其表面张力也大。
2)温度:大多数金属和合金,温度升高,表面张力降低。
3)溶质:向系统中加入削弱原子间结合力的组元,会使表面内能和表面张力降低。
第二章液态金属的充型能力一、水力学特点1、液态金属在砂型流动时具有的特性:①粘性液体流动②多相流动③不稳定流动④紊流流动⑤在‘多孔管’中流动2、什么是液态金属充填铸型能力答:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的能力。
3、影响液态金属充型能力的因素:①取决于金属本身的流动性②受外界影响(铸型性质、杂质含量、)4、充型能力不好的缺陷:浇不足、冷隔5、用浇注“流动性试样”方法衡量流动性、试样类型有:螺旋形、球形、真空试样。
四、液态金属充型能力的计算l=v τ gH v 2μ=五、影响充型能力的因素和措施因素:金属性质方面:(①密度②比热③导热系数④结晶潜热⑤动力粘度)铸型性质方面:(①铸型蓄热系数②铸型密度③铸型比热④铸型温度⑤铸型发气性和透气性)浇注条件方面:(①浇注温度②液态金属静压头③外力场)铸件结构方面:(①铸件的折算率 ②压头损失)凝固过程中释放的潜热越多,则凝固进行的越缓慢,流动性就越好措施:金属性质:(①正确选择合金成分②合理的熔炼工艺)铸型性质:(①选择蓄热系数低的铸型材料②预热铸型③适当降低型砂中的含水量和发气 ④量提高砂型的透气性)浇注方面:(①合理提高提高浇注温度②增加金属液静压头③选择恰当的浇注系统结构)铸件结构:(选择适当的浇注位置)第三章 铸件的凝固一:凝固动态曲线(书本76页)二:铸件的凝固方式(书本77-78页):1、逐层凝固方式2、体积凝固方式3、中间凝固方式铸件的凝固方式取决于凝固区域的宽度。
铸件形成理论(一)铸造是将熔化成液态的金属浇入铸型后一次制成需要形状和性能的铸件,亦即铸造是使金属的状态按着“固态液态固态”变化而成形的。
金属由液态固态的凝固过程中的一些现象,如液态金属、结晶、溶质的传输、晶体长大、气体溶解和析出、非金属夹杂物的形成、金属体积变化等都是我们在后面将要探讨的内容。
一、有关液态金属方面的介绍(一)液态金属的粘滞性液态金属的粘滞性对铸型的充填、液态金属中的气体、非金属夹杂物的排除、金属的补缩、一次结晶的形态、偏析的形成等,多有直接或间接的作用。
因此液态金属的粘滞性对铸件的质量有重要的影响。
1、粘滞性的本质当外力作用于液体表面时,由于质点间作用力引起内摩擦力,使的最表面的一层移动速度大于第二层,而第二层的速度大于第三层,……。
因此粘滞性的本质是质点间(原子间)结合力的大小。
2、影响粘度的因素①温度温度对粘度的影响要根据不同原子之间的相互关系来解释,因此在这里不讨论。
细化铝硅合金加入的变质剂钠,在结晶期间吸附在晶核表面,阻止硅原子的集聚,使粘度降低。
所以变质处理后的铝硅合金的流动性较未变质前有所提高。
②化学成分难熔化合物的粘度较高,而熔点低的共晶成分合金其粘度低。
这是由于难熔化合物的结合力强,在冷至熔点之前就及早地开始了原子的集聚。
对于共晶成分合金,异类原子间不发生结合,而同类原子聚合时,由于异类原子存在所造成的阻碍,使它们聚合缓慢,晶胚的形成拖后,故粘度较非共晶成分的低。
③非金属夹杂物液态合金中呈固态的非金属夹杂物使液态合金的粘度增加,如氧化铝、氧化硅等。
这是因为夹杂物的存在使液态合金成为不均匀的多相系统,液体流动时内摩擦力增加。
夹杂物愈多,对粘度影响愈大。
同时夹杂物的形态也有影响。
(二)液态金属的表面张力物体的表面是两种相的分界面,该表面总是具有某些不同于内部的特有性质,有此产生出一些表面特有的现象-----表面现象。
在铸件形成过程中存在着许多相相的界面,如金属与大气、熔剂、型壁,以及与其内部的气体、夹杂物、晶体等界面。