第1章至第七章阶段测验B卷参考答案(唐飞等同学整理).doc

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1、《材料成形原理》阶段测验（第一章）班级：姓名：学号成绩：座位：第排，左起第座1、偶分布函数g(r)物理意义是距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率，换言之，表示离开参考原子（处于坐标原点r=0）距离为r位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差。2、描述液态结构的“综合模型”指出，液态金属中处于热运动的不同原子的能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低。这种现象称为能量起伏。3、对于实际金属及合金的液态结构，还需考虑不同原子的分布情况。由于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

2、，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异。这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化，这一现象称为浓度起伏。4、粘度随原子间距δ增大而降低，随温度T上升而下降，合金元素的加入若产生负的混合热Hm，则会使合金液的粘度上升，通常，表面活性元素使液体粘度降低。5、两相质点间结合力越大，界面能越小，界面张力就越小。两相间的界面张力越大，则润湿角越大，表示两相间润湿性越差。6、液态金属的“充型能力”既取决于金属本身的流动性，也取决于铸型性质、浇注条件、铸件结构等外界因素，是各种因素的综合反映。流动性与充型能力的关系可理解为前者是后者的内因。7、作用于液体表面的切应力τ大小与垂

3、直于该平面法线方向上的速度梯度的比例系数，以η表示，通常称为动力学粘度。要产生相同的速度梯度dVX/dy，液体内摩擦阻力越大，则η越大，所需外加剪切应力也越大。粘度η的常用单位为Pa·s或mPa·s。8、铸型的C2、ρ2、λ2越大，即蓄热系数b2（）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，充型能力越差。8、右图为碱金属液态的径向分布函数，请在图中标注液态CS的平均原子间距r1的位置，并以求积分面积（如涂剖面线）表达液态CS的配位数N1的求法。（参见A卷K的r1、N1求法）9、依据图1-12的数据及影响规律，试运用凝固热裂纹的“液膜理论”分析讨论S、O

4、含量对铁基合金热裂纹的作用。答：S、O是原子半径小，在金属中容易进入到溶剂的间隙使势能增加，从而被排挤到金属的表面而富集，为表面活性元素。因为这些元素的金属性很弱，自由电子很少，因此表面张力小，同样使金属表面张力降低。所以S、O含量越多，导致铁液表面张力下降。此外，S、O形成低熔点化合物，使凝固后期晶粒间液膜厚度T增加，同时保持液态到更低温度（时间延长，凝固温度范围△T也增大）。由液膜拉断临界应力公式可知，S、O既降低铁液的，又增大T，所以fmax减小；同时固液阶段时间延长，所以钢铁材料中S、O高则热裂纹容易形成。《材料成形原理》阶段测验（第二章）班级：姓名：学号成绩：x

5、Ti铸件λ1c1ρ1铸型λ2c2ρ2T0图2-3无限大平板铸件凝固温度场分布T20T101、右图为半无限大平板铸件凝固过程的一维不稳定温度场示意图。写出下列参数的含义：λ1为：铸件的热导率c1为：铸件的比热容ρ1为：铸件密度T10为：铸件的起始温度，通常为浇注温度为：铸型的热扩散率2、判断正误（划√或×）（1）随凝固时间的延长，铸件温度场的温度梯度铸件变小。（√）（2）其它条件相同，铸件温度场的温度梯度在湿砂型中小于干砂型中的温度梯度。（×）（3）金属型的蓄热系数小于砂型的蓄热系数。（×）（4）其它条件相同，不锈钢焊件的400℃的等温椭圆面积小于铝焊件的相应椭圆面积。（×

6、）（5）随铸件断面温度梯度的增大，相同合金铸件越趋向于体积凝固方式。（×）（6）其它条件相同，焊件板材厚度越大，焊件温度场的等温椭圆面积越大。（×）（7）铝合金铸件在共晶成分点呈逐层凝固方式；其它条件相同，成分离共晶成分点越远铸件越趋向于体积凝固方式。（√）（8）其它条件相同，焊接速度越大，焊件等温椭圆长轴与短轴之比越大。（√）3、右图为某平板熔焊过程中焊件表面的温度分布状况。在图中画出最大温度梯度方向，并指出当前热源位置与移动方向。最大温度梯度方向：A→B当前热源位置：A移动方向：A→B4、右图为200mm厚度的25#钢大平板铸件分别在金属型与砂型中的动态凝固曲线。根据

7、图形分别说明：液液+固固（1）金属型及砂型中距铸件表面50mm处的起始凝固时刻及凝固结束时间起始凝固时刻：金属:5min砂型:17min结束时间：金属：7min砂型：42min（2）在动态凝固曲线的右侧虚线框内画出20分钟时砂型中铸件断面的相区分布（液、固、固+液）。《材料成形原理》阶段测验（第三章）班级：姓名：学号成绩：（1）金属熔体从高温降温，只有温度冷却至平衡熔点Tm以下具有一定过冷度，才可能发生凝固。（√）（2）过冷度达到ΔT*之后，原子团簇平均半径r°已达临界尺寸，开始大量形核。ΔT*理解为大量形核过冷度。（√）（3