材料成型原理期末知识点总结.pdfVIP

第一章

1.液体的表观特征

具有流动性（液体最显著的性质）；

可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状（类似于气体，不同于固体）；

不能够象固体那样承受剪切应力，表明液体的原子或分子之间的结合力没有固体

中强（类似于气体，不同于固体）；

具有自由表面（类似于固体，不同于气体）；

液体可压缩性很低（类似于固体，不同于气体）。

2.液体：

长程无序

近程有序（短程有序）

3.

4.每个原子在三维方向都有相邻原子，频繁相互碰撞而交换能量。每时每刻都有

一些原子能量超过(或低于)原子平均能量(“能量起伏”)，即原子能量的不均匀

性。

5.由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又

会有另一些原子组合到该团簇中，此起彼伏，不断发生着这样的涨落过程，似乎

原子团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发

生着改变，这种现象称为“结构起伏”。

6.温度越高原子团簇平均尺寸越小。

7.“浓度起伏”——同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力

较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间

存在着成分差异。

8.黏度η定义：当液态金属在外力作用下流动时，由于分子间存在内聚力，因此

使液体内部产生内摩擦力，以阻碍液层间的相对滑动。液体的这种性质称为粘滞

性，用黏度表征。

dV

X



dy（作用于液体表面的应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度的比例

系数）

内摩擦阻力越大，液体越不容易流动，液体的黏度越大。

9.液态金属的黏度及其影响因素：

2kbTU

exp

30kT

B

①液体的原子之间结合力越大，则内摩擦阻力越大，黏度也就越高;黏度随原子

间距δ增大而降低,但总的趋势随温度T而下降；

②如果混合热Hm为负值，合金元素的增加会使合金液的黏度上升；

③若溶质与溶剂在固态形成金属间化合物，则合金液的粘度将会明显高于纯溶剂

金属液的粘度，因为合金液中存在异类原子间较强的化学结合键；

④表面活性元素（如向Al-Si合金中添加的变质元素Na）使液体粘度降低，非表

面活性杂质的存在使粘度提高。

10.当雷诺数Re＞2300时为湍流，Re＜2300时为层流。

11.黏度对成形质量的影响：

①影响铸件轮廓的清晰程度；

②影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向；

③影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧；

④影响精炼效果及夹杂或气孔的形成；

⑤熔渣及金属液粘度降低对焊缝的合金过渡有利。

12.表面张力及其产生的原因：表面张力是表面上平行于表面切线方向且各方向

大小相等的张力。表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均所造成。由于液

体或固体的表面原子受内部的作用力较大，而朝着气体的方向受力较小，这种受

力不均引起表面原子的势能比内部原子的势能高。因此，物体倾向于减小其表面

积而产生表面张力。

13.影响表面张力的因素：

①表面张力与原子间作用力的关系：

原子间结合力u0↑→表面内能↑→表面张力↑（正比）；

区分：界面张力的大小与界面两侧质点间结合力的大小成反比；

②按照双电层理论，表面张力与原子体积V（δ3）成反比，与价电子数Z成正比；

③表面张力随温度升高而下降；

④合金元素或微量杂质元素对表面张力的影响：

向系统中加入削弱原子间结合力的组元会使表面张力降低。

14.界面张力与润湿角：接触的两相质点间结合力越大（越容易结合），界面张力

（界面能）就越小，两相间的界面张力越小时，润湿角越小，称之为润湿性好。

液态金属凝固时析出的固相与液相的界面能越小，形核率越高。

15.表面张力（σ）引起的曲面两侧压力差：表面为平面时（曲率半径为无穷大），

表面张力不产生压力差。当表面具有一定的曲度时，液相中的压力高于气相

（p1p2），该压力差值的大小与曲率半径成反比，曲率半径越小，表面张力的作

用越显著。