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材料成型工艺学上复习资料

第一章：金属液态成型概述

1.金属液态成型工艺特点？举例说明这些特点。

优点：

⑴适应性强：铸造方法不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制。重量：小到几克，大到数百吨；

尺度：壁厚从0.5mm到1m左右；长度：从几毫米到十几米；材质：铸造适用于各种合金，如常用的

铁碳合金、铜合金、镁合金、铝合金等。

⑵尺寸精度：一般情况下，铸件比锻件，焊接件的尺寸精度高，更接近于零件的尺寸，

可节约大量的金属材料和加工工时。

⑶成本低：铸件重量在一般机械装备总重量中占比高，而成本占总成本的低。

不足：

①废品率较高，由于液态金属成型工艺过程涉及的工序较多，每道工序过程难以精确控制；

②存在结构缺陷，液态金属成形件一般组织疏松，晶粒粗大，铸件内部有时出现缩孔、缩松、裂纹、

偏析等缺陷，导致铸件的某些力学性能降低；

③生产环境差，劳动强度高，对周围环境污染严重。

第二章：金属液态成形工艺原理

1.液态金属充型过程有哪些水力学特点？

①多相黏性流动。液态金属中存在夹杂物（固相）和气体（气相），金属由固态转变成液态，金属

键被部分破坏，原子之间仍然保持一定的结合力，因此液态金属在流动过程中有内摩擦阻力，

呈现粘性流动的水利学特点。

②不稳定流动。充型过程中液态金属的流速、流态在不断变化，即存在流路截面变化，流路方向

变化，流路温度变化。

③紊流流动。在浇注系统中，即使D很小（如取0.4cm），在保证充型的最低流速下，其雷诺

数也大于Re临。所以：金属液在浇注系统中的流动为紊流流动。又由于浇注系统流路回转，

使紊流程度加重。

④（非封闭流动）在“多孔管”流动。浇注系统及铸型的型腔都具有一定的透气性，充型过程中

金属液体就像在“多孔管”中流动

2.液态金属充型过程水力学计算的重要性和主要依据是什么？

重要性：保证液态金属充型过程中内浇道截面具有一定的流速，使金属液能充满型腔，是合理设计浇注

系统的依据。（浇注系统的设计过程就是水力学计算的过程）

主要依据：伯努利方程（能量守恒方程），奥赞公式。

3.奥赞公式的意义和成立条件

公式为=

内

√均

其中——内浇道的截面积；

内

——充填铸型所需金属液的质量；

——金属液密度；

——流量系数；

——填充时间；

——充型过程平均静压头；

均

意义：是浇注系统计算的基本公式，反应了以上几个变量之间的关系，为合理设计浇注系统提供了依据。

成立条件：A.浇注系统为充满流动：封闭式浇注系统；对于开放式的型腔液面要淹过内浇道。

B.浇口杯液面保持不变。

C.型腔内压力与外界相同，即砂型透气性要好，有排气孔

4.什么是液态金属充型能力,它与液态金属的流动性有什么区别与联系?

液态金属的充型能力：液态金属充满铸型的型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。

区别与联系：①流动性是合金及金属的流动能力，是决定液态金属充型能力的内因，起主导作用，即

流动性是充型能力的量度；

②液态金属的充型能力不仅受流动性的影响，铸型性质、浇注条件、铸型（件）结构等

都会影响金属液的充型能力。

如何测量流动性：以螺旋形流动性试样的长度来衡量。

5.说明液态金属充型过程停止流动机理是什么？

①对于纯金属，共晶合金或结晶温度范围很窄的合金，流动过程中间卡住。它们的结晶特点是在一定的温

度点开始凝固，当具有一定的过热度的液态金属在管道中流动时，靠近管壁的液态金属首先达到凝固温度

并开始在管壁上凝固，一般是以柱状晶从管壁向里推进，而中心的过热液态金属可以继续向