材料成形原理--液态成形重点.doc

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1、本复习题仅适用于贵州大学机械学院12-13年度上学期1、液态成形温度场的数学解释法的假设条件：P64（1）金属的结晶范围很小，可忽略不计，即视为恒温下结晶。（2）不考虑结晶潜热。（3）铸件和铸型潜热。（4）铸件与铸型紧密接触，无问隙，传热方式为传热方式为热传导。2.铸件凝固时间的计算:（1）（2）（3）（4）铸件的凝固时间是指从液态金屈充满铸粮的时刻至凝固完毕所需要的时间。单位时间内凝尚层的增长厚度称为凝I舌I速度。凝固时间是制定液态成形工艺的重要参数。平方根定律：匸孑/1?（适合于大平板铸件和

2、结晶间隔小的合金铸件）折算厚度法则：匸R’/k?（R=V1/A2,R为折算厚度或铸件模数）（5）总结：为什么生产屮多为球形晶？因为球的面积A越小，R越大，t越长，充型能力越好；4疏松为小而分散的空洞，难防止；缩孔为大而集屮的空洞，易防止第三章:1、（1）金属的熔化：是从晶界开始的。P74晶粒间出现相对流动，称为晶界粘性流动。☆熔化潜热：在熔点的尚态变为同温度的液态时，金属要吸收大量的热量。熔化：金属以规则的原了排列突变为紊乱的非晶结梅的过程〕（2）研究金属的液态结构方法：一：间接方法，就是通过固

3、态-＞液狀固态-＞气态转变后些物理性质的变化来判断液态的原了结构状况。二：肯接，通过液态金属的X射线或中吞的结构分析来研究液态的原了情况。（3）液态铝屮的原了的排列會个原子间距的小范围内，与其固态铝原了的排列方式基木一致，而远离的原了就完全卷同申固态亍。这种结构称为微晶，液态铝的这种结构称为近程有序而誓序的结构，而固若的原子结构为远稈有序的结构。（4）液态金属的结构的特点：1）原子的排列在较小间理!内仍具有一定规律性，即原了间仍保持较强的结合能，且其平均原子间距增诵肉1星、—2）在熔化时,'晶休

4、的结构C受到部分破坏，故其排列的规律性仅保持在较小范围内,这个范I韦1是由T•几个到儿舀普织成的集团。3）液态屮原子热运动的能量大，能量起伏也大，每个集团屮具有动能大的原了能克服临近的原子的朿缚，产生很强的热运动，并能成簇地脱离原有集团而加入别的集团或组成新的集团。4）原子集团之，间间距较大，比较松散，犹如存在空穴。5）原了集团的平均尺寸、游动速度都与温度有关。2、液态金属的性质（1）☆粘滞性的木质是质点（原子间）的结合力的大小。在流体力学有两个概念：动力粘度和运动粘度。v=ri/p,密度大，动

5、力粘度小，即惯性大，这意味着流体的紊流倾向性大。（2）影响粘度的因素：1）温度。液体的粘度在温度不大时，温度升高，动力粘度H值越小；温度很高时，温度升高，动力粘度H增大。2）化学成分。难溶化合物粘度较高，而熔点低的共晶成分合金粘度低。这是由于难溶化合物的结合力强，在冷到熔点Z前就开始原了集聚；而共晶成分合金，不同类原子间不结合,虽然同类Z间也结合，但是由于不同类原了的阻碍，使得同类Z间的聚合变慢。3）菲金属夹杂物。夹杂物越多，对粘度的影响越大。夹杂物的形态对粘度也有影响。（4）粘度在材料成形过程

6、中的意义1）对液态合金流动阻力的影响。2）对液态合金对流的影响。液体对流对结晶组织、溶质分布、偏析、杂质的聚合产生重要的影响。3）对液态金属的净化的影响。杂质上浮速度为话"皿可见，液体的粘度越大，杂质留在铸件屮的可能性就越大。（1）表面张力的实质。表面张力是表面能的一种物理面和内部的排列状态的差别而引起的,,是由原了问的作用力及其在表：3、液态金属的表曲张力1）☆表面张力：液态的分了或原亦•处于力的平衡状态，而表面层上的分了或原了受力不均面张力。表面张力人小既与液体木身*气相接触血上的表血力O所

7、包I韦I，力求减小其表血，这和与它相接触的相的性质有关，一般是指液体与匀，结果产生指向液体内部的合力F，h使液体表面有自动缩小的趋势，犹如被一层弹性薄膜2）表面自由能是产生新的单位而积时系统H由能的增量o界面张力与界面自由能数值上是相同的，润湿角是衡量界面张力的标志。0°时为绝对润湿,180°时为绝对不润湿。（2）影响界面张力的因索主要有：熔点、温度、溶质元索（3）表面和界面张力在材料成形过稈屮的意义。1）附加压力的形成过程图（P85）r附加压力与管道半径成反比•当r很小时将产生很大的附加压力，

8、在液态成形过稈屮，对铸件表面质量产生很大的影响。液态成形所用的铸型或涂料与液态合金是不润湿的，如用Si02、C“03和石墨等材料，在这些细小沙粒Z间的缝隙屮，产生阻碍液态合金渗入的附加压力，从而使铸件表面光洁。而浇注薄小铸件时必须提高浇注温度和压力，以克服附加压力的阻碍。液态金属的流动性及充型能力:☆充型能力——液体金属充满铸熨型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。充型能力不足的缺陷：浇不足、冷隔、夹渣、气孔等。影响因数：与液态金属和铸型的性质、浇注条件、型腔的形状结构等因索有关。一、液态