《材料成形原理》(上)实验指导书.doc

《《材料成形原理》(上)实验指导书.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、《材料成形原理》（上）实验指导书实验一振动条件下结晶与铸件宏观组织的观察—、实验原理在铸件的凝固过程屮，对其进行振动，可以通过以下的机制细化铸件的晶粒组织及增加等轴晶数量，首先，对正在凝固屮的铸件进行振动，可以强化液态金属的对流，对正在生长着的晶体的冲刷作用，形成液相与固相间的相对运动，导致枝晶的破碎，并游离到铸件的屮心位置，从而增加液相中的晶核数量，因而细化晶粒，有利于获得更多的等轴晶；其次，由于振动力的作用，也促进铸件顶部形成的晶体下落，即促近结晶南的形成，并游离到铸件的屮心位置，从而增加液相屮的晶核数量，因而细化晶粒；另外，振动还可以引起局部的温度起伏，有利于枝晶的熔断

2、和增殖，从而增加液相屮的晶核数量，因而细化晶粒。通过对静止条件下和振动条件下结品的铸件凝固広观组织的观察比较，就能够说明在其它条件相同的情况下,在凝固过程屮施加振动对铸件凝固组织形态的影响.二、实验目的1.进一步认识铸件宏观组织屮内部等轴晶的形成机理；2.掌握凝固条件对铸件宏观组织的影响规律，并了解控制铸件玄观组织的方法和途径。三、实验用仪器设备和工具1.井式圮堀炉及控温仪表2.浇注工具3.插入式热电偶5.工频振动试验机HG・50F7.台钎、砂轮、锯子8.预磨机、抛光机9.炉料:ZL102合金10.化学药品：氢氟酸、酒精四、实验方法和步骤1.实验步骤：（1）在电组织式坯圳炉屮

3、熔化工业纯试铝，并使Z过热至720°C；（2）准备一个圆柱形的树酯砂样杯，将其固定在振动台上（如图所示），振动台的振幅可在0〜2mm内调整；（3）将熔化好的铝液浇入树酯砂样杯屮，同时打开振动台的开关进行振动直至凝同结束；同时在静止的条件下用相同的样杯浇注一个试样，使其在静止的条件下凝固；（4）取出凝固的样品投水屮使其冷却，然后将圆柱形的样品沿轴线方向从中间锯开；（4）将从锯开半个样品在预磨机上磨平，并抛光；（5）在样品的抛光麻表瓯上涂擦质量分数为5%浓度的氢氟酸，即可观察样品的宏观晶粒组织形态。1.实验记录：分别绘制动态条件下和静止条件下浇注样品的宏观组织屮从表面到中心的晶体

4、形态。五、分析讨论1.正常浇注铸件宏观组织的组成是怎样的，各部分的形成机理有哪些？2.振动条件下浇注铸件宋观组织与静态浇注铸件宋观纽织有何区别？振动对铸件幺观纽•织的影响机理是什么？实验二铸件动态凝固曲线的测定一、实验原理和目的实验目的；（1）熟悉铸件长圆柱形铸件凝固温度场的测最方法；（2）掌握铸件动态凝固曲线的概念及其测量原理和方法；（3）加深对铸件不同凝固方式概念的理解，了解合金成分对凝固方式的影响；实验原理：铸件的凝固方式根据其正在凝固区域的大小可以分为逐层凝間、体积凝固和屮间凝固三种凝固方式。如图下所示，在铸型中由表面到屮心部位按一定间距测量浇注后铸件上不同部位的温度

5、-时间曲线，即凝固温度场（图"），再在测量距离-时间坐标上分别做出各测量点处开始凝固时间点和凝固结束时间点的联线即为动态凝同曲线（图c）,前者为液相线边界，示者为网相线边界，同一时刻，液相线边界与固相线边界间的距离即为此时铸件正在凝間区域的宽度，根据测量的不同合金的凝固区域宽度定性地比较其凝固方式。086420•••1oooOb)A—Ad)三、实验用仪器设备和工具1.井式用關炉及控温仪表2.浇注工具3.长圆柱形砂型并［tl表血到屮心安放5只测温热电偶5.多路温度记录仪7.台式电脑显示并记录温度•时间曲线8.预磨机、抛光机9.炉料：ZL105合金和丁•业纯铝四、实验方法和步骤1

6、.实验步骤：（1）准备…个内径为（I）80mm的圆柱型树酯砂型，在同一水平血位置，上从内表血到屮心部位按等距离安放5只测温热电偶；（2）将每只热电偶连接到多路温度记录仪上，并将多路温度记录仪与电脑连接;（3）在井式丄甘烟炉内熔化ZL105合金和工业纯铝，并过热至700°C和720°C（4）打开温度记录仪和电脑准备记录，将熔化的ZL105合金和工业纯铝分别浇入圆柱型树酯砂型内，记录下5个不同位置上的温度■时间曲线。1.实验记录：记录每次实验的条件，包括：合金成分、浇注温度、样杯尺寸、由外到内，每个测量热电偶的的安放位置；每次实验后，将计算机屮存储的5条温度■时间曲线在打印机上打

7、印下来。五、分析讨论1.由测量的温度■时间曲线和热电偶的相对位置，绘制每种合金浇注试样的动态凝固曲线，从动态凝固曲线上的液相边界和固相边界分析合金的凝固特性。2.结合所测量的不同成分合金的动态凝尚曲线，说明介金的成分对凝尚特性的影响规律。实验三合金流动性的测定一、实验原理和目的通过测定在特定的浇注条件（浇注速度、浇注温度及浇注合金的压头）和特定的铸型条件下液态合金充型螺旋试样的长度来衡量流动性的好坏，若浇出的螺旋线越长，表示合金的流动性越好。实验目的：（1）验证合金浇铸温度与合金流动性Z间的关系；（2）