合金及熔炼复习
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2015年合金及熔炼期末复习题1、基本要求:屈服强度、抗拉强度、延伸率、疲劳极限的表示方法;各种铸造合金及分类;常用的熔炼方法及加热原理答:屈服强度:试样拉伸过程中标距部分残余伸长为股长度的12X1•时的应力,符号6«.2 抗拉强度:域人均匀削性变形抗力的桁标6 I 延伸率:S铸造合金的分类:铸造侖色合金和铸造黑色合金常用的熔炼方法及加热原理:冲天炉熔炼:利用焦炭燃烧产生热禎使合金融化。
电弧炉熔炼:利用电弧产生的热量來熔炼合金。
感应炉熔炼:利用交流电感应作用是金屈本身产t热虽米熔化金屈的•种熔炼方法2、基本概念:固溶强化、时效强化、变质处理、机械性能的壁厚效应、变质潜伏期、炉料遗传性、球化衰退、铁碳相图双重性、炉气燃烧比、冲天炉的炉壁效应、魏氏组织、等温强度、金属的钝化、集肤效应、回火脆性、稳定化处理答:固溶强化:时效强化:通过热处理利川合金的相变产生第二相微粒,这样的强化加时强化变质处理:是在熔融的介金中加入少量的一种或几种元素(或加化和物起作用而得),改变介金的结品组织,从而改#机械性能机械性能的壁厚效应:机械性能随壁厚的增加而卜'降变质潜伏期:变质元索加入铝液后,必须保持某一确定时间才能得到最大的变质作川,此保持时间称为潜伏期炉料遗传性:质跫差的炉料,熔化记获得的铸件俎织性能也差,扯经正常熔炼工艺的处理仍无改善球化衰退:球化处理后的铁液在停留预定时间后,球化效果会下降K至消失铁碳相图双重性:是指碳既可以以石墨形式存在,乂可以以r#3•形式存在。
炉气燃烧比:是指CW占(€•!<•)总ffl的百分比。
冲天炉的炉壁效应:冲天炉的炉气有自动趋于沿炉權流动的倾句魏氏组织:铸钢冷却时,在二次结品过程中,若铁素体呈针、什状从奥氏体屮析出,且与晶粒周界成一定的角度,通常将这种先共析针(片)状铁素体加珠光体的飢织等强温度:随葙溢度升商,在一记温度吋,品界和品内强度相等金属的钝化:足指活泼金域山易腐蚀的活性状态变为耐腐蚀的钝性状态集肤效应:山于高频,炉料屮的电流绝大部分都沿表层流过,这种现象称为集肤效应回火脆性:稳定化处理:3、金属材料的强化机制有哪些,细晶强化实质及对合金强度和塑性的影响答:机制:细品强化、固溶强化、吋效强化、弥散强化、形变强化实质:增加品界能同时捉供塑性和强度影响:4、铸造合金的使用性能有哪些:答:机械性能、物理性能、化学性能(H4)5、铸造合金的工艺性能有哪些:答:铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能6、铸造铝合金的分类及牌号表示方法?7、铝硅合金进行变质处理的原因及方法?答:原因:硅相在自发非控制生长条件下冋长成片状,这种形态的脆相严重地割裂魅体,大大降低了合金的强度和塑性方法:加入祯化钠与氯盐的混合物来进行变质处理8、镁、铜、铁、稀土、镍及锰对铝硅合金组织和性能的影响答:组织影响:性能影响:*加入后产生P相使合金时效强化。
一名词解释:沉淀脱氧:将脱氧剂加在钢液中,使脱氧元素直接与钢液中的氧化亚铁起作用而进行脱氧优点:快。
缺点:脱氧产物易留在钢液中,降低钢的质量。
集肤效应:在炉料(钢液)内部,磁通的分布并不是均匀的,而是越靠近外层(坩埚壁),磁通密度越大,越靠近坩埚的中心线,磁通密度越小。
因此在外层中产生的感应电动势和电流比内来的大。
这就是所谓的“集肤效应”采用的电流频率越高,集肤效应越显著,则发热越是集中于外层炉料的遗传性:铸铁组织与炉料之间的关系炉气的燃烧比:表征焦炭层燃烧完全程度的指标(P144)η=CO2/(CO2+CO)*100%v炉渣的碱度:R=(CaO%+MgO%)/SiO2%(P158)二铸铁组织中碳的存在形式有哪些?铸铁中常见的基体?碳的存在形式:石墨,渗碳体,石墨加渗碳体灰铸铁的金相组织为金属基体和片状石墨组成,金属基体有P,铁素体,珠光体和铁素体。
三在氧化熔炼中,脱碳是手段而不是目的为什么?脱碳反应使炼钢生产最重要的反应,在脱碳过程中,产生大量的一氧化碳气泡,使熔池受到强烈搅动,使钢液湿度和化学成分均匀,并能有效地清除钢液中气体及非金属夹杂物,由于脱碳反应能够起到这样的作用,所以在炼钢时,总是使炉料的平均含碳量超过钢的规格含碳量,以便在扬花期中将这部分多余的碳分氧化掉,因此脱碳是手段而不是目的。
四铸铁的熔炼,常在的五大元素?在熔炼过程中会有什么变化?炉温的高低对五大元素的变化有何影响?C,S增加,Si,Mn烧损,含P不变。
1)含碳量的变化:冲天炉熔炼过程中铁液含碳量的变化来自两方面:铁液自焦炭吸收碳分(增碳)及铁液中所含的碳被炉气中的氧化性气氛(O2,CO2)和铁液中FeO中所氧化(脱碳)。
铁液含碳量的变化是增碳和脱碳的综合效果,由于炉料含碳量通常低于铸铁的共晶碳量,因此一般总是增碳的。
炉温高低的影响:炉内湿度越高,铁液原始含碳量越低,Fm/Vm 比越大,铁液在焦碳表面的流速越大,则增碳速度越大,单位时间增碳量越多2)Si、Mn的变化:发生Si、Mn的氧化(分直接氧化及间接氧化)被氧化烧损,随温度升高氧化下降,金属元素与氧的亲和力都是随着温度提高而下降。
铸造合金及其熔炼复习思考题铸铁及其熔炼什么是 Fe-C 双重相图,哪一个相图是热力学稳定的,如何用双重相图来解释同一化学成分的铁水在不同的冷却速度下会得到灰口或白口,硅、铬对双重相图共晶临界点各有何影响?1.概念:在铁碳合金中,碳有两种存在形式,一种是渗碳体,其中碳的质量分数是6.69%;另一种是游离状态的石墨,碳的质量分数是100%,由于从热力学的稳定性上看石墨更加稳定,而从动力学上看生成渗碳体更加容易。
因此铁碳合金的两个二元系都有可能发生,将其叠加就是二元双重相图;2.稳定:石墨的自由能低于渗碳体,因此石墨是更稳定的相,而渗碳体是介稳定相,而铁-石墨相图是稳定性倾向的,最终形成的是稳定的石墨而不是介稳定的渗碳体,故满足热力学观点;3.影响:冷却速度较大时倾向于介稳定系转变,且时间短原子扩散不充分,所以碳以渗碳体形式析出,形成白口组织;冷却速度较小时倾向于稳定系转变,原子扩散时间充足,有利于石墨化,故碳以石墨形式析出,形成灰铁组织;4.硅的加入:1)共晶点左移,出现了共晶和共析转变的三相共存区2)共晶温度范围扩大;3)减少了共晶点的含碳量。
5.铬的加入:1)共晶点左移;2)共晶温度范围缩小;什么是碳当量、共晶度,有何意义?1.碳当量:根据各元素对共晶点实际碳量的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减,就是碳当量CE,将碳当量与共晶点碳量进行对比就可以看出某一成分铸铁偏离共晶点的程度。
2.共晶度:铸铁的实际含碳量与共晶点的实际含碳量的比值,就是共晶程度Sc,Sc值也能看出偏离共晶点的程度,且结合CE可以间接推断铸铁铸造性能的好坏以及石墨化能力的大小。
片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨的形成条件是什么,它们与奥氏体的共晶过程有何异同点?1.片状石墨(A型),生核能力较强,要求冷却速率较低、过冷度小,且铁液要有足够的碳当量以及适宜的孕育量,没有激冷;2.球状石墨,要求有较大的过冷度和较大的铁液和石墨间的表面张力;3.蠕虫状石墨:要求冷却速率低,过冷度小,否则蠕墨比例下降,且要添加低于处理球墨铸铁所要求的球化元素数量,使之达不到完全的球化程度。