铸造工程学提纲及答案

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1、1、什么是铸造？与其他材料成形工艺相比，铸造工艺有何特点。将液态（熔融）的合金浇入到与零件的形状，尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法通常称为铸造 。铸造是生产金属零件毛坯的主要工艺方法之一，与其它工艺方法相比，它具有成本低，工艺灵活性大，适合生产不同材料、形状和重量的铸件，并适合于批量生产。2铸造技术发展的趋势有哪几个方面。铸件尺寸、重量范围扩展（特大-特小型铸件）；铸件的轻量化（材质轻量化、工艺的精确化）；铸件的精确化；数字化铸造；网络化铸造；清洁化铸造。3液态金属充型能力概念，简答铸型和浇注条件方面因素对充型能力的

2、影响并提出提高充型能力应采取的措施。液态金属充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力，是设计浇注系统的重要依据之一；铸型性质方面的因素：铸型的蓄热系数越大，铸型的激冷能力就越强，金属液于其中保持液态的时间就越短，充型能力就越差。铸型的温度越低，与液态金属的温差越大，金属液在相同的时间内缺失的热量越多，金属流动时间越短，充型能力越小。铸型中的气体型中气体少时，产生的气体在型与金属液之间形成气膜，减少流动摩擦阻力，使速度提高，从而使充型能力提高。型中气体多时，高温产生的大量气体，形成阻碍流动的反压力，

3、降低速度，使充型能力减小。浇注条件方面的因素：浇注温度越高，液态金属流动时间越长，充型能力越好。充型压头H，H越高，流动速度越大，充型能力越好。但H不宜过大，否则流动速度过快，引起液体飞溅，易产生氧化、铁豆等缺陷，也易使气体来不及排出，反压力增大，产生浇不足及冷隔。浇注系统结构H相同时，浇注系统越复杂（浇道多而长，转弯越多，断面积变化大），则流动阻力大，流动速度低，充型能力减小。提出提高充型能力应采取的措施：为提高充型能力，可预热铸型，特别是金属型。提高浇注温度是提高充型能力的有效方法，但温度不能过高，否则氧化吸气夹杂严重，反而使充型能力下降。为提

4、高充型能力，应尽量减少浇注系统的复杂程度。气体：减小铸型的发气量（控制水分，发气物的含量），提高铸型的透气性（加排气孔或通气冒口等）。4金属中的气体来源有哪些方面，它们对对铸件质量可能会产生哪些不利影响。来源1）熔炼过程炉料的锈蚀物、炉衬、工具、溶剂等。2）铸型对于湿砂型，其中的水分在高温金属液的热作用下会产生大量蒸汽；即使烘干的铸型，浇注前也会吸收空气中的水分，且其中的粘土在金属液的热作用下结晶水还会分解；一些由有机材料制成的砂型或砂芯，有机物的燃烧也能产生大量的气体；3)浇注过程。浇包未干，铸型浇注系统设计不当，铸型透气性差，浇注速度控制不当，

5、型腔内气体不能及时排除等。不利影响：减低机械性能、引起裂纹产生、降低韧性、降低流动性、降低气密性气孔的存在不仅能减小金属的有效承载面积，而且使局部造成应力集中，成为零件断裂的裂纹源。一些形状不规则的气孔，则会增加缺口的敏感性，使金属的强度下降和抗疲劳能力降低。5铸件中的气孔有哪三种，各自气体的来源和气孔的宏观特征侵入性气孔：侵入性气孔是由于铸型表面聚集的气体侵入金属液中而形成的孔洞多位于铸件的上表面附近，尺寸较大，呈椭圆形或梨形，孔壁光滑，表面有光泽或有轻微氧化色。析出性气孔：在金属凝固过程中，随着温度降低，气体溶解度降低，气体就会析出，如果析出的

6、气体以分子状态存在，就形成了气泡，这种气泡保留在凝固以后的金属中，就是析出性气孔。1、形状特征：多为分散小圆孔，直径0.5～2mm，或者更大，肉眼能观察到麻点状小孔，表面光亮。2、位置分布：在铸坯断面上呈大面积、均匀分布，而在最后凝固的部位较多。3、气体成分：氢气、氮气。反应气孔：金属液与铸型之间，金属与熔渣之间或金属液内部某些元素，化合物之间发生反应产生的气孔，称为反应气孔。液态金属内部合金元素之间或与非金属夹杂物发生化学反应-------蜂窝状气孔，呈梨形或团球形均匀分布。金属-铸型间反应性气孔常分布在铸件表面皮下1～3mm处，通称为皮下气孔，

7、其形状有球状和梨状，孔径约1～3mm。有些皮下气孔呈细长状，垂直于铸件表面，深度可达10mm左右。气孔内主要是H2、CO和N2等。6铸件中的非金属夹杂物概念，外生夹杂物，内生夹杂物的含义，非金属夹杂物的来源。非金属夹杂物概念：指金属内部或表面存在的和基本金属成分不同的物质，它主要来源于原材料本身的杂质及金属在熔炼、浇注和凝固过程中与非金属元素或化合物发生反应而形成的产物。非金属夹杂物的来源：1）脱氧、脱硫产物2）硫、氧、氮等元素以低熔点共晶或化合物形式析出3）金属与外界物质相互作用而生成的夹杂4）金属液被大气氧化生成的氧化物按来源不同把夹杂物分为外

8、生夹杂物和内生夹杂物：外生夹杂物是1）脱氧、脱硫产物2）硫、氧、氮等元素以低熔点共晶或化合物形式析出。内生是：3）金属与外