材料成形原理_吴树森_答案(铸造)..pdfVIP

第一部分：液态金属凝固学

1.1答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空

穴或裂纹组成。原子集团的空穴或裂纹内分布着排

列无规则的游离的原子，这样的结构处于瞬息万变

的状态，液体内部存在着能量起伏。

（2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游

离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混

浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量

起伏外，还存在结构起伏。

1.2答：液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。表面张

力对应于液－气的交界面，而界面张力对应于固－

液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的

交界面。

表面张力ς和界面张力ρ的关系如（1）ρ＝2ς/r,因

表面张力而长生的曲面为球面时，r为球面的半径；（2）

ρ＝ς（1/r+1/r）,式中r、r分别为曲面的曲率半

1212

径。

附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。

1.3答：液态金属的流动性和充型能力都是影响成形产品

质量的因素；不同点：流动性是确定条件下的充型

能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金

的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。

而充型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、

浇注条件及铸型等条件有关。

提高液态金属的充型能力的措施：

（1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L

要大；③比热、密度、导热系

大;④粘度、表面张力大。

（2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸

型温度；③提高透气性。

（3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注

压力。

（4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能

减小铸件厚度；

②降低结构复杂程度。

1.4解：浇注模型如下：

则产生机械粘砂的临界压力ρ＝2ς/r

1

显然r＝×0.1cm＝0.05cm

2

则ρ＝2*1.5＝6000Pa

0.5*10－4

不产生机械粘砂所允许的压头为

H＝ρ/（ρ*g）＝6000

液7500*10

＝0.08m

1.5解：由Stokes公式

2r2(r－r)

上浮速度v＝12

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