凝固技术铸件形成理论考试.docVIP

铸件形成理论重要知识点 5.影响粘度的因素 (1)温度：温度不太高时，T升高，η值下降。温度很高时，T升高，η值升高。 (2)化学成分：表面活性元素使液体粘度降低，非表面活性杂质的存在使粘度提高。 (3)非金属夹杂物：非金属夹杂物使粘度增加。 6.粘度对铸坯质量的影响 (1)对液态金属流动状态的影响：粘度对铸件轮廓的清晰程度有影响，为降低液体的粘度应适当提高过热度或者加入表面活性物质等。凝固收缩形成压力差而造成的自然对流直接影响到铸件的质量，如热裂、缩孔、缩松的形成倾向。 (2)对液态金属对流的影响：运动粘度越大，对流强度越小。铸坯的宏观偏析主要受对流的影响。 (3)对液态金属净化的影响：粘度越大，夹杂物上浮速度越小，越容易滞留在铸坯中形成夹杂、气孔。 7.影响表面张力的因素 1）熔点：高熔点的物质，其原子间结合力大，其表面张力也大。 2）温度：大多数金属和合金，温度升高，表面张力降低。 3）溶质：向系统中加入削弱原子间结合力的组元，会使表面内能和表面张力降低。 8.表面张力对铸坯质量的影响 1）界面张力与润湿角：液态金属凝固时析出的固相与液相的界面能越小，形核率越高。液态杂质与金属晶体之间的润湿性将影响杂质形态。 2）表面张力引起的附加压力：附加压力提高金属液中气体析出的阻力，易产生气孔。影响金属液与铸型的相互作用。附加压力为正值时（不润湿），铸坯表面光滑，但充型能力较差，必须附加一个静压头。附加压力为负值时（润湿），金属液能很好地充满铸型型腔，但是容易与铸型粘结（粘砂），阻碍收缩，甚至产生裂纹。 9.概念 能量起伏：金属晶体结构中每个原子的振动能量不是均等的，一些原子的能量超过原子的平均能量，有些原子的能量则远小于平均能量，这种能量的不均匀性称为“能量起伏” 结构起伏：液态金属中的原子集团处于瞬息万变的状态，时而长大时而变小，时而产生时而消失，此起彼落，犹如在不停顿地游动。这种结构的瞬息变化称为结构起伏。 近程有序排列：金属液体则由许多原子集团所组成，在原子集团内保持固体的排列特征，而在原子集团之间的结合处则受到很大破坏。这种仅在原子集团内的有序排列称为近程有序排列。 浓度起伏：不同原子间结合力存在差别，在金属液原子团簇之间存在着成分差异。这种成分的不均匀性称为浓度起伏。 粘滞性：在流体力学中有两个概念，一个是动力粘度，另一个是运动粘度。 表面张力：液态金属表面层的质点受到一个指向液体内部的力，物体倾向于减小其表面积，这相当于在液态金属表面有一个平行于表面且各向大小相等的张力，这个张力就是表面张力。 第二章 液态金属的充型能力 1.充型能力与流动性的联系与区别： 充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。即液态金属充填铸型的能力。充型能力与金属液本身的流动能力及铸型性质等因素有关。是设计浇注系统的重要依据之一。 流动性：液态金属本身流动的能力。流动性与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。 充型能力与流动性的关系：充型能力是外因（铸型性质、浇注条件、铸件结构）和内因（流动性）的共同结果。外因一定时，流动性就是充型能力。 充型能力弱，则可能产生浇不足、冷隔、砂眼、铁豆、抬箱，以及卷入性气孔、夹砂等缺陷。 2.液态金属的停止流动机理 纯金属、共晶合金、窄结晶温度范围合金：型壁处凝固结壳，柱状晶相接触，通道中心合并，流动停止 合金的结晶温度范围越宽，枝晶就越发达，液流前端出现较少的固相量，通道阻塞，亦即在相对较短的时间内，液态金属便停止流动。 纯金属、共晶合金或窄结晶温度范围合金有良好的流动性，降低了凝固成形中冷隔、热裂、缩松等缺陷的产生。反之，宽结晶温度范围合金由于流动性差，往往会有较多的缺陷产生。 3.影响液态金属充型能力因素和提高措施： 影响充型能力的因素是通过两个途径发生作用的：影响金属与铸型之间热交换条件，而改变金属液的流动时间；影响金属液在铸型中的水力学条件，而改变金属液的流速。 研究铸件温度场的方法有：数学解析法、数值模拟法和实测法等。 第三章 铸件的凝固 1.研究铸件温度场的方法：数学解析法、数值模拟法和实测法等。 2.凝固：合金从液态转变成固态的过程，称为一次结晶或凝固。 3.研究温度场的意义：根据铸件温度场随时间的变化，能够预计铸件凝固过程中其断面上各个时刻的凝固区域大小及变化，凝固前沿向中心的推进速度，缩孔和缩松的位置，凝固时间等重要问题，为正确设计浇注系统、设置冒口、冷铁，以及采取其他工艺措施提供可靠依据，对于消除铸造缺陷，获得健全铸件，改善铸件组织和性能有重要意义。 4.凝固方式及其影响因素 一般将金属的凝固方式分为三种类型：逐层凝固方式、体积凝固方式（或称糊状凝固方式）和中间凝固方式。 在凝固过程中铸件断面上的凝固区域宽度为零，固体和液体由一条界线（凝固前沿）清