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铸造熔炼的相关问题及答案解释

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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。

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

4、偏析：合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。

奥氏体直径偏析特点：在初析奥氏体中有硅的富集，锰则较低，而在

枝晶间的残存液体中则是碳高、锰高、硅低

分配系数：Kp=元素在奥氏体中的浓度xA/元素在铁液中的平均

浓度xI（相间不均）偏析系数：Kl=元素在奥氏体枝晶心部的浓度/元

素在奥氏体边缘的浓度（相内不均）

5、共晶团：以每个石墨核心为中心所形成的这样一个石墨-奥氏

体两相共生生长的共晶晶粒

6、球状石墨的结构特征及形成条件：球状石墨具有多晶体结构，

从核心向外辐射状生长，每个放射角皆由垂直于球的径向而呈相互平

行的石墨面堆积而成，石墨球就是由大约20~30个这样的锥体状的石

墨单晶体组成。条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液

与石墨间的界面张力。

第二章

灰铸铁的金相组织及性能的特点是什么？答：灰铸铁的金相组织

由金属基体和片状石墨组成。金属基体形成有珠光体、铁素体及珠光

体加铁素体三种。石墨的形状、大小数量及分布是决定灰铸铁性能的

主要因素：1强度性能较差，因为石墨的缩减作用及缺口作用2硬

度特点，灰铸铁的硬度主要由基体决定，铁素体较软，强度低，珠光

体强度硬度高，但韧性则低于铁素体，由于强度主要受石墨影响，硬

度主要受基体影响，所以，同一强度，硬度有一范围，同一硬度3较

低的缺口敏感性4良好的减震性

1、5良好的减摩性。原因：良好的铸造性7良好的切削加工型

2、冷却速度是如何对铸铁组织发生影响的？答