材料成形原理复习题

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1、材料成形原理复习题1．粘度。影响粘度大小的因素？粘度对材料成形过程的影响？1)粘度：是液体在层流情况下，各液层间的摩擦阻力。其实质是原子间的结合力。2)粘度大小由液态金属结构决定与温度、压力、杂质有关：(1)粘度与原子离位激活能U成正比，与相邻原子平衡位置的平均距离的三次方成反比。(2)温度：温度不高时，粘度与温度成反比；当温度很高时，粘度与温度成正比。(3)化学成分：杂质的数量、形状和分布影响粘度；合金元素不同，粘度也不同，接近共晶成分，粘度降低。(4)材料成形过程中的液态金属一般要进行各种冶金处理，如孕育、变质、净化处理等对粘度有显著影响。3)粘度对材料

2、成形过程的影响(1)对液态金属净化(气体、杂质排出)的影响。(2)对液态合金流动阻力与充型的影响，粘度大，流动阻力也大。(3)对凝固过程中液态合金对流的影响，粘度越大，对流强度G越小。2．表面张力。影响表面张力的因素？表面张力对材料成形过程及部件质量的影响？1)表面张力：是金属液表面质点因受周围质点对其作用力不平衡，在表面液膜单位长度上所受的紧绷力或单位表面积上的能量。其实质是质点间的作用力。2)影响表面张力的因素(1)熔点：熔沸点高，表面张力往往越大。(2)温度：温度上升，表面张力下降，如Al、Mg、Zn等，但Cu、Fe相反。(3)溶质元素(杂质)：正吸附

3、的表面活性物质表面张力下降(金属液表面)；负吸附的表面非活性物质表面张力上升(金属液内部)。(4)流体性质：不同的流体，表面张力不同。3)表面张力影响液态成形整个过程，晶体成核及长大、机械粘砂、缩松、热裂、夹杂及气泡等铸造缺陷都与表面张力关系密切。3．液态金属的流动性。影响液态金属的流动性的因素？液态金属的流动性对铸件质量的影响？1)液态金属的流动性是指液态金属本身的流动能力。2)影响液态金属的流动性的因素有：液态金属的成分、温度、杂质含量及物理性质有关，与外界因素无关。3)好的流动性利于缺陷的防止：(1)补缩(2)防裂(3)充型(4)气体与杂质易上浮。4．

4、液态金属的充型能力。影响液态金属的充型能力的因素？1)液态金属的充型能力是指液态金属充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。2)影响液态金属的充型能力的因素有：(1)内因是金属自身流动性；(2)外因有型的性质、浇注条件、型腔结构形状[(1)金属性质：1)合金成分2)结晶潜热3)比热、密度、导热系数4)粘度5)表面张力；(2)铸型性质方面因素：1)型的蓄热系数大2)型的温度3)型中气体；(3)浇注条件方面因素：1)浇注温度2)充型压头3)浇注系统结构；(4)铸件结构方面因素：1)折算厚度2)复杂程度]5．液态金属的充型能力与流动性的区别和联系？1)液态

5、金属的充型能力首先取决于液态金属本身的流动能力，同时又和外界条件密切相关。2)液态金属自身的流动能力称为“流动性”，由液态金属的成分、温度、杂质含量等决定的，而与外界因素无关，流动性可认为是特定条件下的充型能力。3)液态金属流动性好，其充型能力强，反之其充型能力差，但这可以通过外界条件来提高充型能力。第三章液态金属凝固热力学和动力学1．什么是溶质再分配？溶质分配系数表达式？1)溶质再分配：合金析出的固相中溶质含量不同于其周围液相内溶质含量的现象，产生成分梯度，引起溶质扩散。2)溶质分配系数k：凝固过程中固液界面固相侧溶质质量分数mS与液相中溶质质量分数mL之

6、比，即k=mS/mL。2．均质形核与非均质形核(异质形核)。1)均质形核：依靠液态金属内部自身的结构自发的形核。2)非均质形核：依靠外来夹杂或型壁所提供的异质界面进行形核过程。3．界面共格对应关系及其判别？1)固体质点的某一晶面和晶核的原子排列规律相似，原子间距离相近或在一定的范围内成比例，就可能实现界面共格对应，该固体质点就可能成为形核的衬底。这种对应关系叫共格对应关系。2)共格对应关系用点阵失配度δ衡量(1)δ≤5%为完全共格，形核能力强；(2)5%＜δ≤25%为部分共格，夹杂物衬底有一定的形核能力；(3)δ>25%为不共格，夹杂物衬底无形核能力。4．点

7、阵失配度点阵失配度δ即其中as、az分别为夹杂物、晶核原子间距离。用来衡量界面共格对应关系。5．晶体的宏观长大方式？1)平面方式长大条件：(1)固液界面前方液体的正温度梯度分布GL>0，液相温度高于界面温度Ti；(2)固液前方液体过冷区域及过冷度极小；(3)晶体生长时凝固潜热的析出方向同晶体生长方向相反。生长过程：生长时，一旦某一晶体生长伸入液相区就会被重新熔化，从而导致晶体以平面方式生长。2)树枝晶方式长大条件：(1)固液界面前方负温度梯度分布GL<0，液相温度低于凝固温度Ti；(2)固液界面前液体过冷区域较大，距界面越远的液体其过冷度越大；(3)晶体生长

8、时凝固潜热析出的方向同晶体生长方向相同。生长过程：界