材料成型原理
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华科材料成型原理考研810资料材料成型原理是材料科学与工程领域中的一门重要学科,主要研究材料的成型过程以及相关的原理和方法。
在华中科技大学(简称华科)的考研810资料中,材料成型原理也是一门必修课程。
本文将介绍华科材料成型原理考研810资料的相关内容和学习要点。
一、概述华科材料成型原理考研810资料主要包括材料成型基础知识、成型方法与工艺、材料成型过程与性能等内容。
通过学习这门课程,考生将掌握材料成型的基本原理和方法,了解不同成型方法的适用范围及其对材料性能的影响。
二、材料成型基础知识在材料成型原理的学习中,首先需要了解材料的基本性质和成型过程中涉及到的力学、热学等基础知识。
这些基础知识包括材料力学性能、热学性能、流变学等。
掌握这些知识对于理解材料成型原理具有重要意义。
三、成型方法与工艺材料成型涉及到多种方法和工艺,包括压力成型、非压力成型、粉末冶金成型等。
学生需要深入了解不同成型方法的工作原理、适用范围以及优缺点。
此外,还需要掌握成型工艺中的各种参数和操作要点,以确保成型品的质量和效率。
四、材料成型过程与性能材料成型过程中会产生各种应力、形变和温度变化,对成型品的性能产生影响。
学生需要了解这些变化的影响规律,以及如何通过调控成型工艺来优化材料的性能。
此外,还需要学习成型品的缺陷与损伤及其修复的方法,以提高材料的寿命和可靠性。
五、实践与实验除了理论学习,华科材料成型原理考研810资料还注重学生的实践能力培养。
学生需要参与一定的实验操作和案例分析,通过实践来加深对材料成型原理的理解和应用能力。
这些实践活动可以提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
六、学习要点(1)建立牢固的基础知识:在学习材料成型原理之前,应该先学好相关的基础课程,如力学、热学、材料科学基础等。
只有建立了牢固的基础,才能更好地理解和应用材料成型原理。
(2)注重理论与实践结合:材料成型原理是一门理论与实践相结合的学科,理论知识需要通过实践来验证和应用。
材料成型原理
材料成型原理是指通过加工工艺将原始材料经过一定的变形、组合或者结合等方式,使其达到预期的形状、结构和性能的过程。
该原理涉及多种加工方式,如挤压、铸造、锻造、注塑等,每种方式都有自己独特的原理和应用领域。
挤压是一种常用的材料成型方式,通过将加热至熔融状态的材料通过模具的压力,使其在一定形状的模具孔中流动,并成型为所需的形状。
这种方式适用于制造管材、线材等长条状零件。
挤压的成型原理是利用材料在受到压力作用时的流动性,使其顺应模具的形状,并形成所需的截面形状。
铸造是一种将液态材料倒入铸型中形成所需形状的成型方式。
该方式适用于制造各种形状的零件。
铸造的成型原理是利用熔融态的材料具有流动性,通过将熔融金属或合金倒入模具中并冷却凝固,得到所需的形状。
锻造是一种通过加热金属材料至一定温度后施加压力使其塑性变形、改变原始形状、提高性能的成型方式。
该方式适用于制造各种形状的零件。
锻造的成型原理是通过应用压力改变材料的组织结构,使其粒子得到重新排列并获得更好的力学性能。
注塑是一种将熔融材料注入模具中形成所需形状的成型方式。
该方式适用于制造复杂形状的零件。
注塑的成型原理是将熔融态的材料注射进模具中,并通过冷却凝固,得到所需的形状。
以上是几种常见的材料成型方式及其成型原理,每种方式都有
其独特的应用领域和适用对象。
工程师们可以根据具体需求选择不同的成型方式,以实现材料的预期形状、结构和性能。
材料成型原理材料成型是制造业中一项非常重要的工艺过程,它涉及到原材料的加工和成型,对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。
在材料成型过程中,需要考虑材料的性质、成型工艺、设备和模具等多个因素,以确保最终产品能够满足设计要求。
首先,材料成型的原理是基于材料的塑性变形特性。
大多数材料在一定条件下都具有塑性,即可以在外力作用下发生形变而不破坏。
利用这一特性,可以通过加工成型将材料变成所需形状。
塑性变形的原理是在外力作用下,材料分子间发生相对位移,从而形成新的结构,使材料发生形变。
这种形变可以通过压力、拉伸、弯曲等方式来实现,从而得到所需的产品形状。
其次,材料成型的原理还涉及到材料的流变性能。
流变性能是材料在加工过程中的变形行为和变形特性,包括材料的屈服点、流变应力、流变指数等参数。
了解材料的流变性能可以帮助选择合适的成型工艺和设备,并且可以预测材料在成型过程中可能出现的问题,从而采取相应的措施进行调整和优化。
另外,材料成型的原理还与成型工艺和设备密切相关。
不同的成型工艺和设备对于材料的成型过程有着不同的影响。
例如,压铸、注塑、挤压等成型工艺都有其独特的特点和适用范围,需要根据产品的要求和材料的性质选择合适的成型工艺。
同时,成型设备的性能和精度也会直接影响到产品的质量和成型效率。
最后,材料成型的原理还包括模具设计和制造。
模具是实现材料成型的重要工具,它的设计和制造质量直接关系到产品的成型质量和精度。
模具的设计需要考虑材料的流动性、收缩率、成型温度等因素,以确保产品能够满足设计要求。
同时,模具的制造精度和表面处理也对产品的外观和尺寸精度有着重要影响。
综上所述,材料成型的原理涉及到材料的塑性变形特性、流变性能、成型工艺和设备以及模具设计和制造等多个方面。
只有充分理解和把握这些原理,才能够有效地进行材料成型工艺的设计和优化,确保最终产品的质量和性能达到预期要求。
材料成型原理试卷
材料成型原理是指通过一定的方法和工艺,将原料加工成所需的形状和尺寸的过程。
在工程领域中,材料成型原理是非常重要的,它涉及到材料的加工工艺、成型设备、原料性能等多个方面。
本试卷将围绕材料成型原理展开,考察学生对于这一知识点的理解和掌握程度。
一、选择题。
1.材料成型原理的基本原理是()。
A.加热原理。
B.压缩原理。
C.变形原理。
D.化学原理。
2.在材料成型原理中,成型设备是指()。
A.冲床。
B.注塑机。
C.挤压机。
D.以上都是。
3.材料成型原理的主要目的是()。
A.提高生产效率。
B.改善材料性能。
C.降低成本。
D.以上都是。
二、填空题。
4.材料成型原理中,塑性变形是指材料在()条件下发生的变形。
5.在材料成型原理中,粉末冶金是一种常见的()成型方法。
6.成型温度对材料成型的影响很大,一般来说,温度越高,材料的()越好。
三、简答题。
7.简述材料成型原理中的压力作用对材料的影响。
8.举例说明材料成型原理在日常生活中的应用。
四、综合题。
9.某工厂使用注塑机进行塑料制品的生产,试分析注塑机在材料成型原理中的作用和影响。
10.以你所学的专业知识,结合材料成型原理,谈谈你对材料成型工艺的理解和认识。
以上就是本次材料成型原理试卷的所有内容,希望同学们能够认真对待,认真作答。
祝大家取得好成绩!。
材料成型原理材料成型是制造业中非常重要的一环,它涉及到材料的加工、塑性变形和成型工艺等多个方面。
在材料成型过程中,需要考虑材料的性能、成型工艺、成型设备等多个因素,以确保最终产品的质量和性能。
本文将就材料成型的原理进行详细介绍。
首先,材料成型的原理是基于材料的塑性变形特性。
在材料成型过程中,通过施加外力或者温度对材料进行塑性变形,使其产生所需形状和尺寸。
这需要材料具有一定的塑性,能够在外力作用下发生形变,而不会破坏其结构。
因此,材料的成型性能是材料成型的基础。
其次,材料成型的原理还与成型工艺密切相关。
不同的成型工艺对材料的成型原理有着不同的要求。
例如,在压铸工艺中,需要将熔化的金属注入模具中,通过高压使其充填模腔并形成所需的零件。
而在挤压工艺中,需要将金属坯料通过模具的缝隙挤压成所需形状的截面。
因此,不同的成型工艺对材料的成型原理有着不同的要求。
此外,成型设备也是影响材料成型原理的重要因素。
成型设备的性能和精度直接影响着材料的成型质量。
例如,对于注塑成型设备,需要具备一定的射出压力和温度控制能力,以确保熔化的塑料材料能够充分填充模腔并形成完整的产品。
因此,成型设备的选择和使用对材料成型原理具有重要影响。
综上所述,材料成型原理是基于材料的塑性变形特性,同时受到成型工艺和成型设备的影响。
只有充分理解材料成型的原理,才能够选择合适的工艺和设备,确保最终产品的质量和性能。
在实际生产中,需要根据不同的材料和产品要求,灵活运用各种成型原理,以满足不同的生产需求。
希望本文能够对材料成型原理有所启发,为相关领域的工作者提供一定的参考和帮助。
材料成型原理材料成型是指将原材料通过一定的加工工艺,使其获得所需形状和尺寸的过程。
成型工艺是制造业中非常重要的一环,它直接影响着制品的质量、成本和生产效率。
在材料成型过程中,原材料经历了多种力的作用,使得其内部结构发生变化,最终形成所需的产品。
本文将围绕材料成型原理展开讨论。
首先,材料成型的原理可以分为两种基本类型,一种是塑性变形,另一种是非塑性变形。
塑性变形是指在材料受到外力作用下,其形状和尺寸发生永久性变化的过程。
而非塑性变形则是指在材料受到外力作用下,其形状和尺寸发生弹性变化,当外力消失后,材料会恢复到原来的形状和尺寸。
这两种变形方式在材料成型过程中起着至关重要的作用。
其次,材料成型的原理还涉及到材料的流变性质。
材料的流变性质是指在受到外力作用下,材料的形变和应力之间的关系。
不同材料的流变性质各不相同,这直接影响了材料在成型过程中的变形行为。
例如,金属材料通常具有良好的塑性,能够在一定条件下产生塑性变形,而陶瓷材料则通常具有较差的塑性,容易发生开裂和破碎。
另外,材料成型的原理还包括了成型工艺中的温度、压力和速度等因素。
这些因素直接影响着材料的变形行为和成型过程中的能量转化。
在成型过程中,适当的温度可以使材料更容易发生塑性变形,而过高或过低的温度则可能导致材料的不均匀变形或者开裂。
同时,适当的压力和速度也能够有效控制材料的成型过程,保证成型产品的质量。
总的来说,材料成型原理是一个涉及多方面知识的复杂系统工程,它需要结合材料科学、力学、热学等多个学科的知识。
只有深入理解材料成型的原理,才能够更好地掌握成型工艺,提高产品的质量和生产效率。
希望本文能够为您对材料成型原理有更深入的了解提供帮助。
材料成型原理
材料成型是指通过施加力使材料发生塑性变形,最终将其形成所需的形状和结构的加工过程。
材料成型原理主要包括塑性变形原理、流变性原理和热力学原理。
首先,塑性变形原理是指在加工过程中,通过施加外力,使材料的形状和结构发生塑性变化。
材料在外力作用下,内部的晶格结构发生变化,原子和分子之间的间距发生改变,从而使材料在塑性变形时能够保持一定的变形。
塑性变形的主要特点是具有可逆性和延展性,材料可以通过外力的作用重新回复到原来的形状。
其次,流变性原理是指材料在加工过程中具有流动性的特点。
材料的塑性变形是在材料内部原子和分子之间的相互作用力的作用下进行的,这种相互作用力与材料的成分、结构和处理状态等多种因素有关。
材料在受力作用下会发生流动,流变性的大小取决于材料的粘度和塑性变形时的应变速率。
最后,热力学原理是指在材料成型过程中,热量的传导和转化对塑性变形和流变性的影响。
材料在受力作用下会产生热量,而热量的传导和转化又会对塑性变形和流变性产生影响。
例如,在金属材料的锻造加工中,受力作用下会产生大量的热量,而热量的传导又会使材料的温度升高,从而影响材料的塑性变形和流变性。
总之,材料成型原理是在外力的作用下,通过塑性变形、流变性和热力学的相互关系,实现材料的形状和结构的加工过程。
了解和掌握材料成型原理,可以指导材料加工和制造过程的设计和优化,提高材料的性能和加工效率。
材料成型原理课后答案材料成型原理是指通过不同的成型工艺,将原料加工成所需形状和尺寸的零部件或制品的原理。
在工程制造领域中,材料成型是非常重要的一环,它直接影响着制品的质量和性能。
下面就材料成型原理的相关问题进行解答。
1. 什么是材料成型原理?材料成型原理是指将原料加工成所需形状和尺寸的零部件或制品的原理。
它是通过对原料进行加工,使其发生形状、尺寸和性能的改变,从而得到符合要求的制品。
材料成型原理是工程制造中的重要环节,它直接关系到制品的质量和性能。
2. 材料成型的基本过程是什么?材料成型的基本过程包括原料的预处理、成型工艺和制品的后处理。
首先,原料需要进行预处理,包括清洁、除杂、干燥等工序,以保证原料的质量和加工的顺利进行。
然后,根据制品的要求,选择合适的成型工艺,如锻造、压铸、注塑等,对原料进行加工成型。
最后,对成型后的制品进行后处理,包括去除余渣、表面处理、热处理等工序,以提高制品的质量和性能。
3. 材料成型原理的影响因素有哪些?材料成型原理的影响因素包括原料的性能、成型工艺、成型设备和操作技术等。
首先,原料的性能直接影响着成型的难易程度和制品的质量。
其次,成型工艺的选择和设计对成型效果起着决定性的作用。
成型设备的性能和精度也会影响成型的质量和效率。
操作技术则是保证成型过程顺利进行的重要因素。
4. 材料成型原理的发展趋势是什么?随着科学技术的不断发展,材料成型原理也在不断创新和完善。
未来,材料成型将更加注重节能环保、智能化和数字化。
新材料、新工艺、新设备的不断涌现,将推动材料成型原理朝着高效、精密、绿色的方向发展。
同时,数字化技术的应用将使成型过程更加智能化和可控化,提高生产效率和产品质量。
5. 如何提高材料成型的质量和效率?要提高材料成型的质量和效率,首先需要加强对原料的质量控制,保证原料的质量稳定。
其次,要优化成型工艺和设备,提高成型的精度和效率。
同时,加强操作技术的培训和管理,确保成型过程的稳定和可控。
材料的作用成型原理及应用一、材料成型的原理在制造工业产品的过程中,材料的成型是一个重要的工艺步骤。
通过将材料加工进一定形状和尺寸,实现产品的设计要求。
下面是几种常见的材料成型原理:1.挤压成型原理:将材料加工成连续且具有一定截面形状的产品。
材料被加热至熔化状态后,通过压力将其挤出模具形成所需形状。
2.塑性变形成型原理:通过加工使材料发生塑性变形,从而获得所需形状。
例如,通过冲压、压铸等工艺将金属材料加工成各种零件。
3.粉末冶金成型原理:将金属粉末或非金属粉末在一定温度和压力下成型。
经过烧结或者热处理后,形成所需产品。
4.注塑成型原理:将熔化的材料注入模具中,经冷却凝固后获得所需产品。
该成型方法适用于塑料材料的加工。
以上是材料成型的几种常见原理,根据不同工艺需求及材料特性的不同,可以选择相应的成型方法。
二、材料成型的应用材料成型在工业生产中有着广泛的应用,下面列举几个常见的应用场景。
1. 汽车制造汽车制造是材料成型的典型应用领域之一。
汽车的车身、发动机零件、内饰等几乎都需要通过成型工艺来实现。
例如,车身钣金件需要通过冲压工艺来完成成型,发动机缸体可以通过铸造来实现。
2. 电子产品制造电子产品的外壳、内部连接器等也需要通过成型工艺来加工。
常见的手机、电脑外壳可以通过注塑成型的方式来制造,内部电路板上的焊接点可以通过金属粉末冶金等成型技术来实现。
3. 包装行业包装行业也是材料成型的重要领域之一。
各种塑料瓶、玻璃瓶、纸盒等包装材料都需要通过成型工艺来加工。
塑料瓶一般采用注塑成型,玻璃瓶则需要通过玻璃制造工艺来成型。
4. 钢铁行业钢铁行业是材料成型的重要应用行业。
钢铁产品可以通过挤压成型、锻造、压延等工艺来实现。
例如,铁路轨道的制造就需要通过挤压成型和热处理来实现。
5. 塑料制品制造塑料制品制造也是材料成型的主要领域之一。
从日常生活中的各种塑料容器、玩具,到工业用的塑料管道、零件,都需要通过注塑、挤出等成型工艺来实现。
焊接部分:1、焊接熔池特征1)熔池体积小,冷却速度大;2)焊接熔池的液态金属处于过热的状态;3)焊接熔池中的液态金属始终处于运动状态2、凝固线速度ds/dt=dx/dtcosθR=Vcosθ在焊缝边缘处,因θ=90°,所以R→0;在焊缝中心处,因θ=0°,所以R→v熔池中液态金属的凝固线速度可以通过柱状晶成长速度式凝固时间来反映。
柱状晶的成长速度即为柱状晶前沿推进的线速度。
3、焊缝各部位结晶形态的变化1)在焊缝边界即焊接熔池开始结晶处,由于熔合线上的温度梯度G大,结晶速度R小,成分过冷很难形成,故多以平面形态生长。
2)随着晶粒逐渐远离边界向焊缝中心生长时,温度梯度G逐渐变小,结晶速度R逐渐加快,溶质的质量分数增高。
成分过冷区也逐渐增大。
柱状晶内的亚结构依次向胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶发展。
3)晶体生长到焊缝中心时,温度梯度G最小,结晶速度R最大,溶质的质量分数最高,成分过冷区大,最终可能生成等轴晶。
4、焊接热影响区的组织转变特点1)焊接热循环特点:(1)焊接HAZ加热温度高;(2)加热速度快;(3)高温保留时间短;(4)局部受热(5)自然条件下的连续冷却2)焊接加热过程中奥氏体化特点:加热速度↑→AC1↑,AC3↑焊接HAZ加热温度高,这不但促进奥氏体化,高温下奥氏体晶粒迅速长大,HAZ奥氏体粗大,冷却后为粗大的奥氏体转变产物。
3)焊接冷却过程中的组织转变特点5、HAZ组织分布1)低碳钢及不易淬火的低合金钢:分为四个区(1)熔合区(2)过热区(3)相变重结晶区(正火区)(4)不完全重结晶区(1)熔合区:焊缝于母材相邻的部位,又称半熔化区,化学成分和组织性能有很大的不均匀性,此区是产生裂纹,脆性破坏的发源地。
(2)过热区:温度范围1100℃到固相线以下,组织粗大,焊接刚度较大的结构时常在过热粗晶区产生脆化或裂纹。
(3)相变重结晶区(正火区):焊接时母材金属被加热到AC3~1000℃将发生重结合,然后空气中冷却后得到细小的珠光体和铁素体。
(4)不完全重结晶区:焊接处于AC1~AC3内的热影响区就是属于不完全重结晶区。
因为部分组织发生相变重结晶,成为经历细小的铁素体和珠光体。
而另一部分未能融入奥氏体中的铁素体,成为粗大的铁素体。
组织不均匀,性能不均匀。
淬硬倾向较小的钢种,低碳钢过热区主要是魏氏组织,其他组织基本相同。
2)易淬火钢:(1)焊前正火或退火态:HAZ:完全淬火区+不完全淬火区(2)焊前调质态:HAZ:完全淬火区+不完全淬火区+回火区6、连接成型冶金反应特点1)药皮反应区:加热温度较低,不超过药皮的熔化温度,反应部位在焊条前端的套筒附近。
2)熔滴反应区:温度高;熔滴比表面积大3)熔池反应区:比熔滴相比,熔池的平均温度低,比表面积小,化学反应强烈程度小;反应物的相对浓度小7、氢的控制1)限制氢的来源:(1)限制焊接材料中的水含量(2)清除焊丝和焊件表面的杂质2)冶金处理:(1)调整焊接材料成分,在药皮和焊剂中加氟化物(2)控制焊接材料的氧化还原势(3)在药皮或焊芯中加入微量稀土元素或表面活性元素(4)控制焊接工艺参数(5)焊后脱氢处理8、熔渣的概念及其作用在熔炼金属的过程中,固体熔渣材料,在高温炉中被熔化生成的低熔点复杂化合物,称为熔渣。
作用:(1)机械保护作用(2)冶金处理作用(3)改善焊接工艺性能9、活性熔渣对金属的氧化1)扩散氧化:浓度符合分配定律L= [FeO] /(FeO)T↓→L↑→(FeO)向[FeO]扩散在SiO2饱和的酸性渣中:lgL0=-4906/T+1.877;在CaO饱和的碱性渣中:lgL0=-5014/T+1.980 温度增高,L0越大,越有利于FeO向液态金属中扩散。
主要发生在熔滴阶段和熔池的高温区,碱性渣比酸性渣更为容易向液态金属扩散。
2)置换氧化:一种金属与氧化物之间的反应[Si]+2[FeO]=(SiO2)+2[Fe] [Mn]+[FeO]=(MnO2)+[Fe]反应的结果使铁液中的Mn和Si被烧损,由于Mn和Si的氧化反应是放热反应,随着温度的升高,平衡常数K减小,即反应减弱。
10、脱氧处理原则:1)脱氧剂对氧的亲和力应比需还原的金属大;2)脱氧产物应不溶于液态金属,且密度小,质点较大;3)需考虑脱氧剂对金属成分、性能及工艺影响焊接中脱氧反应方式和特点分为:先期脱氧;沉淀脱氧;扩散脱氧11、公式1)合金元素的过渡系数η=Cd/Ce=Cd/(Ccω+Kb*Cco)2)合金元素的实际含量Cω=θ*Cb+(1-θ)*Cd12、凝固裂纹形成机理1)在焊接金属凝固结晶的后期,低熔点共晶被排挤在柱状晶体交遇的中心部位,形成一种所谓的“液态薄膜”,此时由于收缩受到了拉伸应力,这时焊缝种的液态薄膜(内因)就成了薄弱地带。
在拉伸应力的作用下,就可能在这个薄弱地带开裂形成结晶裂纹。
低延性或催化只是产生裂纹的条件之一,这是内因,是否能产生裂纹,还需看在脆性温度区内的应变发展情况。
当əε/əT 是1,ε<δmin,则不会产生裂纹当əε/əT 为3时,ε>δmin,会产生裂纹当əε/əT 为2时,ε=δmin,表示临界状态,əε/əT为临界应变增长率2)焊缝是否产生裂纹:(1)脆化温度区TB的大小:TB越大,越容易产生裂纹(2)金属在TB区间内所具有的最小延性的大小:δmin越小,越容易产生裂纹(3)在TB区间内应变伸长率的大小:伸长率越大,越容易产生裂纹13、工艺因素对热裂纹影响1)熔合比减小熔合比,或开大坡口,或减小熔条,采用隔离层堆焊2)成形系数影响Φ>13)拘束度,减小应变量及应变增长率14、防止热裂纹措施1)焊缝成分的控制:(1)选择合适的焊接材料(2)限制有害杂质2)调整焊接工艺:(1)适宜焊接参数;(2)控制焊缝金属成形系数;(3)减小熔合比;(4)减小拘束度15、氢的作用氢在氢致裂纹中期主要作用:决定了裂纹形成过程中的延迟特点及其断面上氢脆开裂特征。
只有当温度在-100~100℃的范围内,氢在金属的晶格中能自由扩散,称为“扩散氢”,才对氢致裂纹起决定性的作用。
16、氢致裂纹的机理可以通过氢的应力诱导扩散理论来进行解释。
当应力高于上临界应力值ζuc时,试件将不会断裂。
当应力在ζuc与ζlc之间时,就会出现由氢引起的延迟断裂现象,由加载到发生裂纹之前有一段潜伏期,然后是裂纹的扩展,最后发生断裂。
氢的应力诱导扩散理论认为,金属内部的缺陷(如微空穴、微夹杂物、晶格缺陷等)提供了裂纹的裂源,在缺陷的前沿(即缺口处)会形成应力集中的三向应力区。
在应力的诱导下,使氢向高应力区扩散,并发生聚集。
当氢的浓度达到一定值时,将促使位错移动或增值。
此时缺口尖端微区的塑性应变量,随氢的浓度的增加而增大。
当氢的浓度达到临界值时,便发生局部开裂现象,导致裂纹的向前扩展;并在裂纹尖端形成新的三向应力区,促使氢向新的三向应力区内扩散聚集。
此时裂纹暂停向前的扩展,只有当裂纹尖端局部的氢浓度达到临界值时,裂纹才能进一步扩展。
由此可见氢致裂纹的启裂需要一段时间(即潜伏期),而且裂纹的扩展是一个断续的过程。
裂纹停顿时间正是氢再次进行扩散和聚集,并达到临界浓度所需的时间。
铸造部分:一:名词解释1、铸件凝固(是以充满型腔开始的)时间:是指液态金属充满铸型的时刻至凝固完毕所需要的时间。
2、充型能力:液态合金充满型腔,并获得型腔完整,轮廓清晰的铸件能力。
3、流动性:液态金属本身的流动能力。
4、侵入性气孔:由砂型或砂芯在液态金属高温作用下产生的气体侵入到液态金属内部形成的。
5、溶质再分配:从形核开始到凝固结束,在整个结晶过程中,固液两相内部将不断进行着溶质元素的重新分布过程。
6、偏析:液态金属在凝固过程中发生的(化学成分不均匀)的现象。
二.论述1、影响晶体生长的因素有哪些?1)固液界面的微观结构(1)具有粗糙界面的金属其长大机制为连续长大,长大速度快,所需的过冷度小(2)具有光滑界面的金属化合物,其长大机制可能有两种,其一为二维晶核长大方式,其二为螺型位错长大方式。
它们的长大速度都很慢,所需过冷度大。
2)固液界面前沿的温度梯度:在正的温度梯度下,晶体以平面晶方式长大,在负温度梯度下,晶体则以树枝晶方式生长。
3)固液前沿的溶液的溶质浓度(即成分过冷的影响):(1)在正温度梯度下,在无成分过冷时,晶体平面生长方式生长。
(2)有窄成分过冷区存在时,晶体以胞状晶的生长方式长大。
(3)在较宽成分过冷区存在时,晶体以胞状树枝晶或柱状树枝晶的方式长大。
(4)在宽成分过冷区存在时,成分过冷的过冷度大于液体中非均质生核所需要的过冷度。
由于在过冷度的液体中自由成核生长,并生成树枝晶,即为自由树枝晶的生长方式长大。
等轴晶的生长,阻碍了柱状树枝晶的单向延伸,此后的凝固过程便是等轴不断向液体内部推进的过程。
2、宏观组织三个晶区形成机理,正常偏析(1)表面细晶粒区的形成:在液态金属浇注到温度较低的铸型中,在型壁附近的熔体中会产生较大的过冷度而大量生核,这些晶核迅速长大并互相接触,从而形成无方向性的表面细等轴晶。
另外游离晶粒也是形成表面细晶区的来源,是由于铸型界面溶液中的溶质再分配使生长的枝晶根部产生“缩颈”,在流动的液态金属作用下,枝晶熔断或型壁晶粒脱落而游离。
有利于铸件表面细晶粒区的形成。
(2)柱状晶区形成:细小等轴晶形成稳定凝固层后处在凝固界面前沿着晶粒在垂直于型壁的单向热流作用下,便转而以枝晶状延伸生长,生长快。
柱状晶择优生长。
等轴晶区与柱状晶区相排斥,希望等轴晶区大柱状晶区小。
(3)内部等轴晶区的形成:合金凝固时的溶质再分配,溶质偏析程度越大,实际过冷度就越小,其生长速度就越缓慢,由于紧靠型壁晶体根部和枝晶根部的溶质在液体中扩散均化的条件差,故其偏析程度最为严重,该处倾向生长受到强烈的抑制。
远离根部的其他部位界面前方溶质易扩散和对流均化。
其生长速度快,故晶体生长过程中产生了枝晶根部“缩颈”,在流体的机械冲刷和温度反复波动“缩颈”处极易断开晶粒或枝晶脱落而导致晶粒游离,从而形成内部等轴区。
正常偏析规律:在平衡凝固条件下固相和液相中的溶质都可以得到扩散,这时从铸件凝固的开始端到中止端,溶质的分布是均匀的,无偏析现象发生。
当固体内溶质无扩散活扩散不完全时,铸件中出现严重偏析,随着溶质偏析系数|1-k| 的增大而增大。
但是对于偏析系数较大的合金,合金倾向于体积凝固,正常偏析反而减轻,甚至不产生正常偏析。
(1)表面细小晶区形成:铸型表层激冷,形成大热过冷区,形成大温差及自然对流,所以长成等轴的大量细小晶粒。
(2)柱体晶区形成:沿特定方向生长快,柱状生长,开始浓度低后来逐渐增高(3)等轴晶:温差小溶质经2增多内部无成分偏移,形成粗大晶粒,最后凝固,溶质含量最高。