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材料成型原理

第一章〔第二章的内容〕

第一局部：液态金属凝固学

1.1答：(1)纯金属的液态构是由原子集团、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那么的游离的原子，这样的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，还存在构起伏。

1.2答：液态金属的外表张力是界面张力的一个特例。外表张力对应于液一气的交界面，

而界面张力对应于固一液、液一气、固一固、固一气、液一液、气一气的交界面。

外表张力。和界面张力。的关系如(1)o=2o/r,因外表张力而长生的曲面为球面

时，1•为球面的半径；12〕p=o(l/n+l/r.)，式中m、m分别为曲面的曲率半径。

附加压力是因为液面弯曲后由外表张力引起的。

L3答：液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素：不同点：流动性是

确定条件下的冲型能力，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。而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件

构、浇注条件及铸型等条件有关。

提高液态金属的冲型能力的措施：

(1)金属性质方面：①改善合金成分：②晶潜热L要大；③比热、密度、导热系

大;④粘度、外表张力大。

12)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降低构复杂程度。

1.4解：浇注模型如下：

那么产生机械粘砂的临界压力p=2a/r

显然r=-^X0.1cm=0.05cm

2

2*1.5

那么=6000Pa

0―0.5*1()7

不产生机械粘砂所允许的压头为

6000

H=p/(。液*g)==0.08m

7500*10

1.5解：由Stokes公式

上浮速度

r为球形杂质半径，力为液态金属重度，了；为杂质重度，〃为液态金属粘

度

7i=g*Pift=1*7500=75000

72=22*0而。=10*5400=54000

32

2*(0.PI0~)*(75000-54000)