铸造合金熔炼考试题.doc

·第一章 1 为什么有双重相图的存在？双重相图的存在对铸铁件生产有何实际意义？硅对双重相图的影响又有何实际意义？答：1从热力学观点看，在一定条件下，按Fe-Fe3C相图转变亦是有可能的，因此就出现了二重性2通过双重相同，可以明显的看出稳定平衡在发生共晶转变及共析转变时，其温度要比介稳定平衡发生时的温度高，而发生共晶、共析转变时所需含C量，以及转变后的r中的含碳量，稳定平衡要比介稳定平衡低。依此规律，就可以通过控制温度成分来控制凝固后的铸铁组织。3硅元素的作用：a：共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少b：硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三重共存区c：共晶和共析温度范围改变了，含硅量越高，稳定系的共晶温度高出介稳定系的共晶温度越多d：硅量的增加，缩小了相图上的奥氏体区 2 分析讨论片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨的长大的过程及形成条件。答：片状石墨：按晶体生长理论，石墨的正常生长方式沿基面择优生长，形成片状组织。实际石墨晶体中存在多种缺陷，螺旋位错缺陷能促进片状石墨的形成。螺旋位错为石墨的生长提供a、c两个互相垂直的两种生长方向，当a方向的生长速度大于c方向的生长速度时，便行程片状石墨。球状石墨：石墨晶体中的旋转晶界缺陷可促进球状石墨的形成，此外，在螺旋位错中，当c向的生长速度大于a向的生长速度时就会形成球状石墨。球状石墨的形成一般先有钙、镁的硫化物及氧化物组成的晶核开始，经球化处理后，还有利于向球状石墨生长。球状石墨的生长有两个必要条件：较大的过冷度和较大的铁液与石墨间的界面张力。蠕虫状石墨：有两种形成过程：1小球墨→畸变球墨→蠕虫状石墨2小片状石墨→蠕化元素局部富集→蠕虫状石墨 3 试讨论磷共晶的分类、析出过程以及如何控制磷共晶体的形态（粗细）及数量。答：按照组成不同可将磷共晶分为二元磷共晶及三元磷共晶。磷共晶的形成，是由于磷的偏析造成的，磷属于正偏析元素先析出的部分含P量较少，P不断富集，含量高到一定程度时便形成磷共晶。实践证明：若铸铁的石墨化能力较强或冷却速度较低，就形成稳定系三元磷共晶，形式与二元磷共晶相似，反之则形成亚稳定系三元磷共晶，在灰铸铁中，主要是稳定系元磷共晶。 5 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。（CE=C+1/3（Si+P））共晶度：用铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值 6 偏析：合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为D为达到一定得温度，可用不同的焦耗和风量配合。 XII1底焦高度作用（金属料在氧化性弱的气氛中融化，既能防止过分氧化，又能保证铁液滴有足够的过热高度。2底焦高度确定（a供风强度越大，底焦高度越高b风口排距大，风口斜度大和风口排数多，增高c焦炭块度小，反应性能高，降低d层焦焦耗越高，底焦越高。） 第六章 铸造碳钢 试论述铸钢件形成热裂的机理，并说明浇注温度过高和钢中含硫量过多对于形成热裂的影响。答：热裂现象是钢凝固到固相温度范围时，由于凝固收缩，铸件内部会产生热应力。当应力超过铸件能承受的最大应力时，铸件就会沿晶界裂开。浇注温度过高，到凝固时收缩量大，热应力大，会增大热裂倾向。含硫量过多，硫在 ɑ-Fe中的溶解度很小，常以FeS形式存在。FeS与Fe易在晶界上形成低熔点的共晶体，会大大降低高温强度。在收到热应力时，就很容易裂开。 铸钢典型组织特征：碳钢铸件的铸态组织的特征是晶粒粗大，有些情况下还存在魏氏组织。 魏氏组织：铁素体在奥氏体晶粒内部以一定的方向呈条状析出。 铸钢的热处理目的：细化晶粒，消除魏氏体和消除铸造应力。热处理方法有退火、正火或正火加回火。 碳钢的铸造性怎样？为什么？答：与铸铁相比，钢的铸造性能是较差的。由于钢的熔点较高，结晶温度间隔较宽，收缩量较大，故钢液的流动性较低，缩孔及缩松倾向较大，铸件容易形成热裂和冷裂等缺陷 第七章 铸造低合金钢 铸造合金中Mn、Cr、Ni的作用。Mn在铸造碳钢中主要为脱氧及减轻硫的有害作用，锰在低合金钢中可做强化元素使用，锰除了提高淬透性及细化珠光体外，还有使铁素体韧化、改善钢的低温韧性的作用。Cr使钢具有良好的淬透性，铬在钢的回火过程中能抑制碳化物的析出，此外在含量2%以下的铬能完全固溶于铁素体中，提高其强度，而不降低其韧性。Ni1）固溶强化2）提高钢的淬透性3）细化珠光体4）降低钢的韧性——脆性转变温度5）提高钢在高温下的抗氧化性。 获得高强度高韧性钢的途径。1)低含碳量2)多种合金元素复合强化3）多阶段热处理4）钢液净化 第八章 铸造高合金钢 1.水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度，并保温一段时间，使铸态组织中的碳化物基本上都固溶于奥氏体中，然后在水中进行淬火。高锰钢的加工硬化机理：（1）位错堆积论：高锰钢在经受强力挤压或冲击作用下，晶粒内部产生相对滑移，在滑移界面的两方造