本复习题仅适用于贵州大学机械学院12-13年度上学期
1、液态成形温度场的数学解释法的假设条件：P 64
（1）金属的结晶范围很小，可忽略不计，即视为恒温下结晶。
（2）不考虑结晶潜热。
（3）铸件和铸型潜热。
（4）铸件与铸型紧密接触，无间隙，传热方式为传热方式为热传导。
2、铸件凝固时间的计算：
（1）铸件的凝固时间是指从液态金属充满铸型的时刻至凝固完毕所需要的时间。
（2）单位时间内凝固层的增长厚度称为凝固速度。
（3）凝固时间是制定液态成形工艺的重要参数。
（4）平方根定律：t=ξ2 / k2(
折算厚度法则：t=R2 / k2 (R=V1/A2,R为折算厚度或铸件模数)
（5）总结：为什么生产中多为球形晶？因为球的面积A 越小，R 越好；
第三章：
1、（1）金属的熔化：是从晶界开始的。P74
晶粒间出现相对流动，称为晶界粘性流动。
☆熔化潜热
（2一：间接方法，就是通过固态→→原子结构状况。
X
（3一致，液态铝的这种结构称为近程
（4）
1) 即原子间仍保持较强的结合能，且其平均原2) 故其排列的规律性仅保持在较小范围内，这个范
3) 能量起伏也大，每个集团中具有动能大的原子能克服临近的原子的束缚，产生很强的热运动，并能成簇地脱离原有集团而加入别的集团或组成新的集团。
4) 原子集团之间间距较大，比较松散，犹如存在空穴。
5) 原子集团的平均尺寸、游动速度都与温度有关。
2、液态金属的性质
（1）☆粘滞性的本质是质点（原子间）的结合力的大小。在流体力学有两个概念：动力粘度和运动粘度。v=ɳ/ρ, 密度大，动力粘度小，即惯性大，这意味着流体的紊流倾向性大。
（2）影响粘度的因素：
1）温度。液体的粘度在温度不大时，温度升高，动力粘度η值越小；温度很高时，温度升
高，动力粘度η增大。
2）化学成分。难溶化合物粘度较高，而熔点低的共晶成分合金粘度低。这是由于难溶化合物的结合力强，在冷到熔点之前就开始原子集聚；而共晶成分合金，不同类原子间不结合，虽然同类之间也结合，但是由于不同类原子的阻碍，使得同类之间的聚合变慢。
3）非金属夹杂物。夹杂物越多，对粘度的影响越大。夹杂物的形态对粘度也有影响。
（4）粘度在材料成形过程中的意义
1）对液态合金流动阻力的影响。
2）对液态合金对流的影响。液体对流对结晶组织、溶质分布、偏析、杂质的聚合产生重要的影响。
3）对液态金属的净化的影响。杂质上浮速度为ν
3、液态金属的表面张力
（1面和内部的排列状态的差别而引起的，
1）☆表面张力匀，结果产生指向液体内部的合力所包围，力求减小其表面，这。
的相的性质有关，一般是指液体与气相接触面上的表面力。
2
润湿角是衡量界面张力的标志。0°时为绝对润湿，180
（2
（3
1）附加压力的形成过程图（P85）
2）P=2σ r
附加压力与管道半径成反比. 当r 很小时将产生很大的附加压力，在液态成形过程中，对铸件表面质量产生很大的影响。液态成形所用的铸型或涂料与液态合金是不润湿的，如用SiO 2、Cr 2O 3和石墨等材料，在这些细小沙粒之间的缝隙中，产生阻碍液态合金渗入的附加压力，从而使铸件表面光洁。而浇注薄小铸件时必须提高浇注温度和压力，以克服附加压力的阻碍。
液态金属的流动性及充型能力：
☆充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。充型能力不足的缺陷：浇不足、冷隔、夹渣、气孔等。
影响因数：与液态金属和铸型的性质、浇注条件、型腔的形状结构等因素有关。
一、液态合金的流动性 合金的流动性是： 液态合金本身的流动能力。合金流动性主要由合金结晶特点决定
二、浇注条件 （1）浇注温度 一般T 浇越高，液态金属的充型能力越强。（2）充型压力 压力越大，充型能力越强。（3）浇注系统结构
三、铸型充填条件 （1）铸型材料 ）铸型温度 铸型温度越高，充型能力越强。（3）铸型中的气体
四、铸件结构 （1）铸件壁厚 结构复杂，流动阻力大，充型困难。
3.7铸件凝固组织的形成与控制（P134）
1、（1的凝固组织是由合金的成分和铸造条件决定的。
（2）铸件的宏观组织三个晶区：。
表面细晶粒区是指：该层比较薄； 柱状晶区是
内被等轴晶区是
（3（4
（5
增加游离数目，促进其快速生长形成凝固壳层。
抑制柱状晶继续发展的关键因素是等轴晶区的出现。
内部等轴晶区的形成，是由于剩余熔体内晶核自由生长的结果。四个理论：过冷熔体自发生核理论、晶粒脱落、枝晶熔断和增殖理论、激冷晶粒卷入理论和结晶雨游离理论。
2、铸件宏观凝固组织的控制(P137）
（1）铸件结晶对铸件质量的影响：由于表面细晶粒区一般较薄，对铸件的质量和性能影响
不大，而柱状晶和等轴晶区的宽度和晶粒大小是决定铸件组织和性能的主要因素。
（2）铸件宏观组织的控制：主要是控制柱状晶区与等轴晶区的比例。具体措施：（细化晶粒） ①合理控制热力学条件
1) 降低浇注温度。采用低温浇注是减少柱状晶获得等轴晶的有效措施之一，但温度过低容易产生浇不足、夹杂等缺陷。因此降低浇注温度应以不引起大量缺陷为前提。
2) 合理浇注工艺。通过合理设计浇注系统和浇注方式，增加金属液对型壁的冲刷作用，强化铸型中金属液的对流，可以促进游离晶的产生和晶粒增殖从而细化和扩大等轴晶区。
3) 合理控制冷却条件。从而促进熔体生核和晶粒游离。
4) 铸型性质。铸型表面粗糙度高，
②123 ③3.8 一1力
(1)α及热导率λ越大，热应力就越大；在浇注条件方面，提高浇注温度可使铸型的温度相应提高，从而降低铸型的激冷能力，减小铸件内部的温度梯度，降低热应力；在铸件结构方面，壁厚差别就越大，温差ΔΤH 也越大，引起的热应力也越大。
(2)相变应力
(3)机械应力 造成机械阻碍的原因可能是由于铸型和型芯的退让性差或铸件受到箱带、心骨以及铸件自身结构如加强筋、飞边和浇冒系统的阻挡等所致。机械应力可能是拉应力、压应力或切应力。
2、铸造应力的控制
（1）减小铸造应力的措施和途径：主要措施是针对铸件的结构特点，在制定铸造工艺时，尽可能地减少过程中各部分的温差，提高铸型和型芯的退让性，减小铸件收缩时的机械阻碍。具体：（1）合金方面。（2）铸件结构。（3）铸型方面。（43）工艺方面。
（2）消除铸造应力的方法是自然时效、人工时效、共振时效
二 1、裂纹(P321)
1）热裂纹 防止热裂纹的措施：
冶金方面 化晶粒，以减少晶粒间低熔点液膜的量和液膜厚度。
工艺方面 砂和芯砂，
.....
2) （1（2（3 2、气孔
（1）气孔的分类 析出性气孔、反应性气孔和侵出性气孔。
（2）☆影响气孔的因素及防治措施
影响析出性气孔的因素有
1) 合金液的原始气体含量C 0。C 0越大，在凝固前越容易产生气体富集，则越容易形成析出性气孔。
2) 合金成分。
3) 气体的性质。氢气最易形成析出性气孔。
4) 外界压力。外界压力越小，越容易形成析出性气孔。
5) 铸件凝固方式。（应以逐层凝固凝固）
防止析出性气孔的措施有
1）减少合金液中原始气体含量C 0。
2）除气处理
3）阻止气体析出
防止皮下气孔的措施
3、☆夹杂物
1）夹杂物种类 常见的非金属夹杂物：氧化物（如FeO) 、硫化物2
2) 夹杂物的形成
4、缩孔与缩松
（1种类（五个）
（2）缩孔缩松的防止方法 具体：A 、铁液的化学成分。
B 、铸型条件
C
5
由于存在溶质再分配，在铸件不同截面上或截面上不同部位，甚至晶偏析。分为微观、宏观偏析
（1
胞状偏析
晶内偏析 影响晶内偏析的因素：合金的冷却速度、偏析元素的扩散能力和溶质分配系数 晶界偏析 两种情况容易产生晶界偏析：
消除晶界偏析措施和预防：细化晶粒、均匀化退火
（2）☆宏观偏析 是指铸件各部分之间的化学成分不均匀现象。
正偏析、逆偏析、密度偏析（重点）
☆密度偏析：当液体和固体共存或者互相不混合的液相之间存在密度差时，将产生密度偏析（重力偏析）
☆防止密度偏析的方法：（三个）加入第三元素、加快冷却速度、降低浇注温度和浇注速度
本复习题仅适用于贵州大学机械学院12-13年度上学期
1、液态成形温度场的数学解释法的假设条件：P 64
（1）金属的结晶范围很小，可忽略不计，即视为恒温下结晶。
（2）不考虑结晶潜热。
（3）铸件和铸型潜热。
（4）铸件与铸型紧密接触，无间隙，传热方式为传热方式为热传导。
2、铸件凝固时间的计算：
（1）铸件的凝固时间是指从液态金属充满铸型的时刻至凝固完毕所需要的时间。
（2）单位时间内凝固层的增长厚度称为凝固速度。
（3）凝固时间是制定液态成形工艺的重要参数。
（4）平方根定律：t=ξ2 / k2(
折算厚度法则：t=R2 / k2 (R=V1/A2,R为折算厚度或铸件模数)
（5）总结：为什么生产中多为球形晶？因为球的面积A 越小，R 越好；
第三章：
1、（1）金属的熔化：是从晶界开始的。P74
晶粒间出现相对流动，称为晶界粘性流动。
☆熔化潜热
（2一：间接方法，就是通过固态→→原子结构状况。
X
（3一致，液态铝的这种结构称为近程
（4）
1) 即原子间仍保持较强的结合能，且其平均原2) 故其排列的规律性仅保持在较小范围内，这个范
3) 能量起伏也大，每个集团中具有动能大的原子能克服临近的原子的束缚，产生很强的热运动，并能成簇地脱离原有集团而加入别的集团或组成新的集团。
4) 原子集团之间间距较大，比较松散，犹如存在空穴。
5) 原子集团的平均尺寸、游动速度都与温度有关。
2、液态金属的性质
（1）☆粘滞性的本质是质点（原子间）的结合力的大小。在流体力学有两个概念：动力粘度和运动粘度。v=ɳ/ρ, 密度大，动力粘度小，即惯性大，这意味着流体的紊流倾向性大。
（2）影响粘度的因素：
1）温度。液体的粘度在温度不大时，温度升高，动力粘度η值越小；温度很高时，温度升
高，动力粘度η增大。
2）化学成分。难溶化合物粘度较高，而熔点低的共晶成分合金粘度低。这是由于难溶化合物的结合力强，在冷到熔点之前就开始原子集聚；而共晶成分合金，不同类原子间不结合，虽然同类之间也结合，但是由于不同类原子的阻碍，使得同类之间的聚合变慢。
3）非金属夹杂物。夹杂物越多，对粘度的影响越大。夹杂物的形态对粘度也有影响。
（4）粘度在材料成形过程中的意义
1）对液态合金流动阻力的影响。
2）对液态合金对流的影响。液体对流对结晶组织、溶质分布、偏析、杂质的聚合产生重要的影响。
3）对液态金属的净化的影响。杂质上浮速度为ν
3、液态金属的表面张力
（1面和内部的排列状态的差别而引起的，
1）☆表面张力匀，结果产生指向液体内部的合力所包围，力求减小其表面，这。
的相的性质有关，一般是指液体与气相接触面上的表面力。
2
润湿角是衡量界面张力的标志。0°时为绝对润湿，180
（2
（3
1）附加压力的形成过程图（P85）
2）P=2σ r
附加压力与管道半径成反比. 当r 很小时将产生很大的附加压力，在液态成形过程中，对铸件表面质量产生很大的影响。液态成形所用的铸型或涂料与液态合金是不润湿的，如用SiO 2、Cr 2O 3和石墨等材料，在这些细小沙粒之间的缝隙中，产生阻碍液态合金渗入的附加压力，从而使铸件表面光洁。而浇注薄小铸件时必须提高浇注温度和压力，以克服附加压力的阻碍。
液态金属的流动性及充型能力：
☆充型能力——液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。充型能力不足的缺陷：浇不足、冷隔、夹渣、气孔等。
影响因数：与液态金属和铸型的性质、浇注条件、型腔的形状结构等因素有关。
一、液态合金的流动性 合金的流动性是： 液态合金本身的流动能力。合金流动性主要由合金结晶特点决定
二、浇注条件 （1）浇注温度 一般T 浇越高，液态金属的充型能力越强。（2）充型压力 压力越大，充型能力越强。（3）浇注系统结构
三、铸型充填条件 （1）铸型材料 ）铸型温度 铸型温度越高，充型能力越强。（3）铸型中的气体
四、铸件结构 （1）铸件壁厚 结构复杂，流动阻力大，充型困难。
3.7铸件凝固组织的形成与控制（P134）
1、（1的凝固组织是由合金的成分和铸造条件决定的。
（2）铸件的宏观组织三个晶区：。
表面细晶粒区是指：该层比较薄； 柱状晶区是
内被等轴晶区是
（3（4
（5
增加游离数目，促进其快速生长形成凝固壳层。
抑制柱状晶继续发展的关键因素是等轴晶区的出现。
内部等轴晶区的形成，是由于剩余熔体内晶核自由生长的结果。四个理论：过冷熔体自发生核理论、晶粒脱落、枝晶熔断和增殖理论、激冷晶粒卷入理论和结晶雨游离理论。
2、铸件宏观凝固组织的控制(P137）
（1）铸件结晶对铸件质量的影响：由于表面细晶粒区一般较薄，对铸件的质量和性能影响
不大，而柱状晶和等轴晶区的宽度和晶粒大小是决定铸件组织和性能的主要因素。
（2）铸件宏观组织的控制：主要是控制柱状晶区与等轴晶区的比例。具体措施：（细化晶粒） ①合理控制热力学条件
1) 降低浇注温度。采用低温浇注是减少柱状晶获得等轴晶的有效措施之一，但温度过低容易产生浇不足、夹杂等缺陷。因此降低浇注温度应以不引起大量缺陷为前提。
2) 合理浇注工艺。通过合理设计浇注系统和浇注方式，增加金属液对型壁的冲刷作用，强化铸型中金属液的对流，可以促进游离晶的产生和晶粒增殖从而细化和扩大等轴晶区。
3) 合理控制冷却条件。从而促进熔体生核和晶粒游离。
4) 铸型性质。铸型表面粗糙度高，
②123 ③3.8 一1力
(1)α及热导率λ越大，热应力就越大；在浇注条件方面，提高浇注温度可使铸型的温度相应提高，从而降低铸型的激冷能力，减小铸件内部的温度梯度，降低热应力；在铸件结构方面，壁厚差别就越大，温差ΔΤH 也越大，引起的热应力也越大。
(2)相变应力
(3)机械应力 造成机械阻碍的原因可能是由于铸型和型芯的退让性差或铸件受到箱带、心骨以及铸件自身结构如加强筋、飞边和浇冒系统的阻挡等所致。机械应力可能是拉应力、压应力或切应力。
2、铸造应力的控制
（1）减小铸造应力的措施和途径：主要措施是针对铸件的结构特点，在制定铸造工艺时，尽可能地减少过程中各部分的温差，提高铸型和型芯的退让性，减小铸件收缩时的机械阻碍。具体：（1）合金方面。（2）铸件结构。（3）铸型方面。（43）工艺方面。
（2）消除铸造应力的方法是自然时效、人工时效、共振时效
二 1、裂纹(P321)
1）热裂纹 防止热裂纹的措施：
冶金方面 化晶粒，以减少晶粒间低熔点液膜的量和液膜厚度。
工艺方面 砂和芯砂，
.....
2) （1（2（3 2、气孔
（1）气孔的分类 析出性气孔、反应性气孔和侵出性气孔。
（2）☆影响气孔的因素及防治措施
影响析出性气孔的因素有
1) 合金液的原始气体含量C 0。C 0越大，在凝固前越容易产生气体富集，则越容易形成析出性气孔。
2) 合金成分。
3) 气体的性质。氢气最易形成析出性气孔。
4) 外界压力。外界压力越小，越容易形成析出性气孔。
5) 铸件凝固方式。（应以逐层凝固凝固）
防止析出性气孔的措施有
1）减少合金液中原始气体含量C 0。
2）除气处理
3）阻止气体析出
防止皮下气孔的措施
3、☆夹杂物
1）夹杂物种类 常见的非金属夹杂物：氧化物（如FeO) 、硫化物2
2) 夹杂物的形成
4、缩孔与缩松
（1种类（五个）
（2）缩孔缩松的防止方法 具体：A 、铁液的化学成分。
B 、铸型条件
C
5
由于存在溶质再分配，在铸件不同截面上或截面上不同部位，甚至晶偏析。分为微观、宏观偏析
（1
胞状偏析
晶内偏析 影响晶内偏析的因素：合金的冷却速度、偏析元素的扩散能力和溶质分配系数 晶界偏析 两种情况容易产生晶界偏析：
消除晶界偏析措施和预防：细化晶粒、均匀化退火
（2）☆宏观偏析 是指铸件各部分之间的化学成分不均匀现象。
正偏析、逆偏析、密度偏析（重点）
☆密度偏析：当液体和固体共存或者互相不混合的液相之间存在密度差时，将产生密度偏析（重力偏析）
☆防止密度偏析的方法：（三个）加入第三元素、加快冷却速度、降低浇注温度和浇注速度