河北科技大学2005——2006学年第2学期

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1、河北科技大学2005——2006学年第2学期《金属成型理论基础》试卷学院班级姓名学号题号一二三四总分得分一、填空（每空0.5分，共22分）1.夹杂物的形状越近似球状，对金属基体力学性能的影响越小；夹杂物越细小而分散，且分布在晶内，其危害越小。2.存在于铸件中的气体主要有固溶体、化合物、气态三种状态。3.研究铸件温度场的方法有数学解析法、数值模拟法和实测法等。4.微观偏析按其形式分为胞状偏析、枝晶偏析和晶界偏析。5.根据被焊钢种和结构的不同，冷裂纹可分为延迟裂纹、淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹三种。6.根据成份过冷理论的分析，由于过冷程度的不同就会使焊缝组织出现不同的结

2、晶形态，主要有平面结晶、胞状结晶、胞状树枝结晶、树枝状结晶和等轴结晶。7.对于气体在金属中溶解为吸热反应的，气体的溶解度随温度升高而升高。氢在合金液中溶解度随焊接气氛氧化性的增强而降低。8.根据界面结构的不同，可将共晶合金分为两大类非小面-小面和非小面-非小面。9.合金的液相线温度与固相线温度之差越大，其浇注过程的充型能力越差，凝固过程越倾向于体积凝固方式，缩松形成倾向越大，热裂倾向越大。10.焊接熔池的结晶是非平衡的动态结晶，具有如下特点，一是熔池体积小、冷却速度大，二是熔池的液态金属处于过热、温度梯度大，三是熔池是在运动状态下结晶。共（6）页，第（6）页11.焊

3、接热循环过程具有以下特点：峰值温度高，加热速度快，高温停留时间短，冷却速度快，加热的局部性和移动性。12.金属中的气孔按气体来源不同可分为析出性气孔、反应性气孔和侵入性气孔。13.熔渣在焊接过程中所起的作用分别是机械保护、改善焊接工艺性能、冶金处理。14.在一个由金属、金属氧化物和氧化性气体组成的体系中，若金属氧化物的分解压为p(O2/MenOm)，氧的实际分压为p(O2)。则当p(O2)>p(O2/MenOm)时，金属被氧化，当p(O2)

4、分）:1.M-A组元：焊接低合金钢时，以一定冷却速度连续冷却到400~350℃时，残余奥氏体的碳浓度可达0.5%~0.8%，随后这些高碳奥氏体可转变为高碳马氏体与残余奥氏体的混合物，即M-A组元。2.合金流动性与充型能力合金流动性：合金本身的流动能力。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。3.析出脆化：在时效或回火过程中，从非稳态固熔体中沿晶界析出碳化物、氮化物、金属间化合物及其他亚稳定的中间相等，由于这些新相的析出，而使金属或合金的强度、硬度和脆性提高，称为析出脆化。4.孕育处理和变质处理孕育处理：在铁水中加入少量物质，以达细化晶粒、

5、改善组织的目的。变质处理：在铁水中加入少量物质，改变小面相的生长行为，从而改变组织，提高性能。5.铸造热应力与铸造残余应力铸造热应力是指由于铸件各部分温度不同产生的应力。共（6）页，第（6）页铸造残余应力是指当铸件冷却到室温时仍然存在的应力。6.长渣和短渣熔渣的粘度随温度变化而跟随做显著（快速）变化的渣称之为短渣；反之为长渣。7.共生生长共晶结晶时，后析出相依附于先析出相析出，进而形成相互交叠的双相晶核。两相具有共同的生长界面，依靠溶质原子在两相界面前沿的横向扩散，提供对方生长所需组元，耦合着共同向前生长，即为共晶共生生长。三、回答问题（共46分）：1.铸件宏观结晶

6、组织的三个晶区对铸件的质量和性能是如何影响的？要想获得细等轴晶，应采取哪些措施？（8分）1）a.表面细晶粒区很小，一般对铸件性能影响较小。（1分）b.柱状晶区：在纵向方向强度、塑性较高，横向由于晶界的影响，铸件性能较差，即性能为各向异性。（2分）c.内部等轴晶区：铸件性能为各向同性，当晶粒较细时综合性能较好（1分）2）措施：a.改善热学条件：浇注时采取措施如沿型壁浇注（0.5分）；对浇注槽进行水冷、降低浇注温度等，以增加激冷游离晶的数量（1分）；控制铸型冷却能力或采用悬浮铸造（0.5分）。b.孕育处理，合理选择孕育剂，孕育处理工艺，增加结晶核心。（1分）c.动态细化

7、措施：采用搅拌、振荡等增加游离晶。（1分）2.为什么均质生核和非均质生核的临界晶核半径相同，而临界生核功不同？（7分）临界晶核半径的含义：当晶核达到此半径时，如液相原子向此堆砌生长，造成的表面能的增加比体积自由能的下降小，即自由能下降，此时，晶体生长是稳定的，所以晶核能逐渐长大。（3分）共（6）页，第（6）页如是均质生核，临界晶核是近似球形，其所包含的原子数较多，所需要的能量起伏较大，即生核功较大；（2分）如是非均质生核，临界晶核的大小与润湿角有关，同样的晶核半径时，当晶体与衬底的润湿角越小，晶核所包含的原子个数越少，因此所需的形核功越小。（2分）所以，虽然均质