材料成型原理思考题及解答改.doc

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1、材料成型原理思考题本课程教学要求：1.掌握液态金属和合金的凝固、结晶基本规律和冶金处理及它们对材质和零件性能的影响。2.重点掌握塑性成型的基础及塑性成型理论的应用。3・重点掌握材料成型过程中化学冶金和现象、缺陷的形成机理、影响因素及预防措施。第二章液态金属重点内容K液态金属的基本特性2>液态金属的粘度、表面张力、G吸附方程3、流动方程、相似定律4、流变行为和流变铸造思考题1.在固相表面上有液相和气相，且三者处于界血平衡的情况，什么条件下固■液互相Z间是润湿的。到达平衡时，在气、液、固三相交界处，气■液界面和尚■液界面Z间的夹角称为接触角(con

2、tactangle),用。表示。它实际是液体表面张力和液别界面张力间的夹角。接触角的大小是由在气、液、固三相交界处，三种界面张力的相对大小所决定的。从接触角的数值可看出液体对固体润湿的程度。当、和达平衡时以下关系：YSG・YSL=YLGcosA上述方程称为杨(Young)方程。从杨方程我们可以得到下列结论：(1)如果(YSG-YSL)=YLG,则cose=l,0=0°,这是完全润湿的情况.如果(YSG-YSL)>YLG,则直到()=()还没有达到平衡，因此杨方程不适用，但是液体仍能在固体表面铺展开來。(2)如果Ov(ySG-ySL)

3、l>cos0>0,0<90o,固体能为液体所润湿.(3)如果(YSG-YSL)<0,则cos0<0,6>90o,固体不为液体所润湿.2.分析物质表面张力产生的原因以及与物质原子间结合力的关系。表血张力是由于物体在表面上的质点受力不均所造成。rti于液体或固体的表面原了受内部的作用力较大，而朝肴气体的方向受力较小，这种受力不均引起表面原了的势能比内部原了的势能高。因此，物体倾向于减小其表面积而产生表面张力。原了间结合力越大，表面内能越大，表面张力也就越大。但表血张力的影响因索不仅仅只是原子间结合力，与上述论点相反的例子大量存在。研究发现有些熔点高

4、的物质，其表面张力却比熔点低的物质低，如Mg与Zn同样都是二价金屈，Mg的熔点为650°C,Zn的熔点为420°C,但Mg的表面张力为559mN/m；Zn的表面张力却为782mN/im此外，还发现金属的表面张力往往比非金属大几H咅，而比盐类大几倍。这说明单靠原了间的结合力是不能解释一切问题的。对于金属来说，还应当从它具有H由电子这一特性去考虑。3.液态金屈的表面张力有哪些影响因素?(1)原了间结合力原了间结合力越大，表面内能越大，表面张力也就越大。但表面张力的影响因索不仅仅只是原子间结合力，研究发现有些熔点高的物质，其表血张力却比熔点低的物质低

5、。此外，还发现金屈的表血张力往往比非金屈大兀卜倍，而比盐类大几倍。这说明单靠原了间的结合力是不能解释一切问题的。对于金属来说，还应当从它具有自由电了这一特性去考虑。（2）温度液态金属表面张力通常随温度升高而下降，因为原了间距随温度升高而增大。（3）合金元素或微量杂质元素合金元素或微量杂质元素对表瓯张力的影响，主要取决于原子间结合力的改变。向系统中加入削弱原了间结合力的纟R元，会使表面张力减小，使表面内能降低，这样，将会使表面张力降低。合金元索对表面张力的煤响还体现在溶质与溶剂原了体积Z差。当溶质的原了体积大于溶剂原子体积，由于造成原子排布的畸变

6、而使势能增加，所以倾向于被排挤到表面，以降低整个系统的能量。这些富集在表面层的元素，由于具本身的原了体积大，表面张力低，从而使整个系统的表面张力降低。原了体积很小的元素，如O、S、N等，在金属中容易进入到熔剂的间隙使势能增加，从而被排挤到金属表面，成为富集在表面的表面活性物质。由于这些元索的金属性很弱，H由电了很少，因此表曲张力小，同样使金属的表面张力降低。（4）溶质元素的白由电子数日大凡自由电了数目多的溶质元素，由于其表面双电层的电荷密度大，从而造成对金属表面压力大，而使整个系统的表面张力增加。化合物表面张力Z所以较低，就是由于其自由电了较少

7、的缘故。第三章熔池化学冶金重点内容1、熔池化学冶金过稈特点熔池化学冶金的保护、化学反应分区2、熔敷速度、熔合比3、气相对金属的作用（H）有害气体控制4、熔池化学冶金的一般规律合金化、脱氧、脱硫、脱磷5、熔渣的作用性质6、合金过渡问题7、冶金缺陷的形成机理和控制思考题1.焊接化学冶金与炼钢和比，在原材料方面和反应条件方面主要有哪些不同？（1）原材料不同：普通冶金材料的原材料主要是矿石、废钢铁和焦炭等；而焊接化学冶金的原材料主要是焊条、焊丝和焊剂等。（2）反应条件不同：普通化学冶金是对金属熔炼加工过程，是在放牧特定的炉屮进行的；而焊接化学冶金过程是

8、金属在焊接条件下，再熔炼的过程，焊接时焊缝相当于高炉。2.调控焊缝化学成分有哪两种手段？它们怎样影响焊缝化学成分？调控焊缝化学成分的两种手段：（1）对