铸造合金及熔炼思考题及答案

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1、第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案1.基本概念：屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力；抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标；固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法；时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒，造成的强化。2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。3.铸造合金的使用性能

2、有哪些？机械性能、物理性能和化学性能4.铸造合金的工艺性能有哪些？铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能5.基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，从而改善合金机械性能。这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法？原因：铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状，这种形态的脆性相严重割裂基体，大大降低合金的强度和塑性，为了改变这种状况，必须进行变质处理。方法：

3、生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？1）镁：少量的镁，即能大大提高抗拉和屈服强度，随着镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降；2）铜：使铝硅合金强度显著增加，但伸长率下降，提高合金的热强性；3）铁：恶化了合金的机械性能，特别是塑性，同时降低了合金的抗蚀性；4）锰：在Al-Si合金中加入锰，可大大降低Fe的危害。1.Al-Si类活塞合金多为共晶及过共晶合金的原因？活塞材料要求具有高的热强性和耐磨性，低的线膨胀系数和密度。共晶及过共

4、晶合金铝硅合金中含有大量共晶和初生硅硅，可以保证合金有良好的铸造性能和低的线胀系数，并提高强度、耐磨性、抗蚀性。2.稀土在铝合金中有什么作用？主要作用是提高铝合金的耐热性，同时还具有一定的变质作用。3.铝铜类合金的室温机械性能和耐热性很高，而铸造性能差，且抗腐蚀性特别低的原因？铝铜合金是最典型最重要的时效强化型合金，因此它有很高的室温机械性能；铝铜类合金具有较高的共晶温度，α基体的固溶度在350℃以下变化很小，加入一些难熔元素利于形成成分结构均复杂的第二相，这些相成分区很窄，热硬性很高，因此铝铜类合金具有较高的耐热性；铝铜合金的结晶温度

5、范围较宽，并且液态粘度随铜含量的增加而上升，因此铝铜合金的铸造性能差；铜和铝的电极电位差大，容易引起电化学腐蚀，因此铝铜合金的抗腐蚀性低。4.Al-Mg合金铸件的机械性能壁厚效应大的原因及防止措施？由于铝镁二元合金的结晶温度范围很大，铸态组织中共晶体量较少，镁增大液态粘度，此类合金的铸造性能不好，因此其机械性能壁厚效应大。防止措施：1）熔炼和铸造时采取特殊的保护措施，防止合金氧化；2）加入少量的铍，提高合金的抗氧化性；3）细化晶粒5.铝合金热处理的目的是什么？1）改善合金的组织和亚结构，实现固溶强化和时效强化，充分提高机械性能。通过它还

6、能改善合金的切削加工性能；2）消除铸造或冷加工引起的内应力；3）稳定铸件的组织和形态、尺寸、防止因高温引起合金相变产生体积膨大现象；4）消除偏析，改善合金的组织和性能。6.如果让你设计一种耐磨、耐热铝合金，请你指出该合金的主要成分和熔炼时需注意的要点，说明理由。采用共晶或过共晶铝硅合金，因为共晶及过共晶铝硅合金中含有大量共晶和初生硅，可以保证合金有良好的铸造性能和低的线胀系数，并提高强度、耐磨性、抗蚀性。同时为了提高该合金的耐热性，还可以向合金中加少量的铜或稀土元素，因为铜和稀土都可以提高合金的高温强度；还可以加入少量的镁，使合金可热处

7、理强化，提高室温性能；加入少量的锰，抵消铁的有害作用，也能改善高温强度。由于合金中含有大量的初生硅和共晶硅，因此在熔炼过程中，必须进行变质处理，改变合金的结晶组织，从而改善机械性能。1.基本概念：变质潜伏期和炉料遗传性许多变质元素加入铝液后，此保持时间称为变质潜伏期；所谓遗传性，就是质量差的炉料，熔化后获得的铸件组织性能也差，虽然经过正常的熔炼工艺处理仍无改善。2.铝液中氧化夹杂与针孔有何关系？原因何在？铝液中氧化夹杂越多，则含氢量也越高，铸件针孔越多。因为氧化夹杂物提供了气泡成核的现成界面，促使铸件针孔的形成。3.浮游法精炼的基本原理

8、和方法。原理：在铝液中吹入气体或产生气体，利用气泡在铝液中的浮升，将氢及夹杂排出液面。因为铝液内气泡中氢的分压起始为零，溶解氢按西华特定律不断进入气泡，随气泡很快逸入大气。精炼方法：包括氯盐精炼、硝酸盐精炼