合金熔炼期末复习题精简版

第一章
1.概念题
1)铸铁:含碳量大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。
2)铁碳双重相图:Fe-Fe3C介稳定系相图与Fe-C石墨)稳定系相图相结合的双重相图。
3)分配系数:
4)偏析系数:
5)珠光体领域:每个珠光体团由多个结构单元组成,每个结构单元中片层基本平行。每个结构单元称作一个珠光体领域。
2.简答题
1)普通灰铸铁,除铁外还还有哪些元素?
CSiMnSP
2)介稳定与稳定相图的共晶共析点差异。
共晶点: Fe-Fe3C  1147  4.3%(介稳定)
          Fe-C    1153  4.26%(稳定)
  共析点:Fe-Fe3C  727  0.77%
          Fe-C    736  0.69%
3)Si量对稳定系相图的影响。
Si增加,共晶点和共析点含碳量减少,温度增加。
  硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区。
  Si白介素1越多,奥氏体加石墨的共晶温度高出奥氏体加渗碳体的温度也越多。
  硅量的增加,缩小了相图上的奥氏体区。
4)说明碳当量、共晶度的定义、意义,如何使用碳当量、共晶度确定铸铁的组织。
元素对共晶点实际碳量的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减,叫做碳当量CE
CE>4.26%为过共晶成分  CE=4.26%为共晶成分; CE<4.26%亚共晶成分。
铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值,叫做共晶度SC破茧狂龙。
  SC >1为过共晶;SC =1为共晶;SC <1为亚共晶成分。
5)按石墨形态铸铁分为哪几种,做出各种石墨形态的示意图?
灰铸铁(片状球墨铸铁  蠕墨铸铁  团絮状石墨铸铁(可锻铸铁)
6)形成球状石墨的两个必要条件。
铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨的界面张力。
第二章
一、概念题
1.灰口铸铁:通常是指断面呈灰,其中的碳的主要以片状石墨形式存在的铸铁。
2.孕育处理:铁液浇注以前,在一定的条件下,向铁液中加入一定量的孕育剂以改变铁液的凝固过程,改善铸态组织,从而达到提高性能为目的的处理方法。
3.铸铁的遗传性:更换炉料后,铸铁的主要成分不变,但组织发生明显变化,炉料与铸件组织之间的这种关系成为铸铁的遗传性。
二、简答题
1.灰铸铁的室温组织?
由金属基体和片状石墨所组成。主要的金属基体形式有珠光体、铁素体及珠光体加铁素体三种。
2.基体组织相同时,为什么灰铁的强度比碳钢低?
由于灰铁中石墨的存在。石墨几乎没有强度,又因为片端好像是存在于铸铁中的裂口。
3.哪些因素影响灰铸铁的强度性能?
1)珠光体的数量和分散度2)片状石墨的分布形态 3)非金属夹杂物
4.灰铸铁的性能特点?
1)强度性能较差2)布氏硬度和抗拉强度比值分散3)较低的缺口敏感性4)良好的减震性    5)良好的减磨性
5.哪些因素影响铸铁的铸态组织?
1)铸件的冷却速度2)化学成分3)铁液的过热和高温静置的影响4)气体                      5)炉料的影响6)孕育的影响
6.冷却速度对灰铸铁组织的影响?
1) 冷却速度影响共晶组织2) 冷却速度快偏析严重
7.哪些因素影响铸铁的冷却速度?
1)铸件壁厚2)铸件模数3)浇注温度4)铸型材料的导热能力
8.过热和高温静置对灰铸铁组织和性能的影响?
1)在一定范围内提高铁液温度,延长高温静置时间,导致石墨及基体细化,提高铸铁强度。
2)进一步提高过热温度,铸铁的成核能力下降,强度下降。
9.孕育处理的作用?
降低铁液的过冷倾向,促使铁液按稳定系凝固;改善铸铁的组织;提高铸铁的性能。
10.解释灰铸铁牌号的含义?
HT350:灰口铸铁 抗拉强度db
HT100:灰口铸铁 抗拉强度db
11.孕育铸铁的组织和性能特点?
1) CSi含量较低,Mn量高。珠光体弥散度高,共晶团细小,石墨分布均匀、数量适中、头部较钝。
2)性能特点、力学性能较普通灰铁高,断面敏感性小。在同一断面上的性能齐一性很好。
12.石墨的减缩作用及缺口作用?
缩减作用:由于它在铸铁中占有一定量的体积,使金属基体承受负荷的有效截面积减少。
缺口作用:在承受负荷时造成应力集中现象。
13.为什么热处理不能大幅度提高灰铸铁的力学性能?
一般热处理改变不了石墨的片状特征。
第三章
1.概念
球墨铸铁:正常组织是细小圆整的石墨球加金属基体的铸铁。
球化率:在铸铁微观组织的有代表性的视场中,在单位面积上,球状石墨数目与全部石墨数目的比值(百分数表示梅山七圣)
球化元素:加入铁液中能使石墨在结晶生长时长成球状的元素。
反球化元素:在铁液中能使石墨在结晶生长时无法长成球状的元素。
石墨漂浮:发生在铁液的碳硅含量过高的情况下,大量石墨聚集在铸件上部或型芯的下部。
蠕墨铸铁:石墨既有在共晶团内部石墨相互连续的片状石墨的组织特征,又有和球状石墨相似的特点,石墨形态是蠕虫状的铸铁。
蠕化率:在有代表性的显微视场内,蠕虫状石墨数与全部石墨的百分比。
蠕化率(VG)=
复合蠕化系数:国际投资环境
-结绳记事反球化元素的当量值-铁液中残留的镁量
黑心可锻铁:铁素体为基体+团絮状石墨的可锻铸铁。高韧性。
珠光体可锻铁:基体以珠光体为主+团絮状石墨的可锻铸铁。高强度。
白心可锻铁:基体外缘铁素体,中心脱碳不全,有少量珠光体+团絮状石墨的可锻铸铁。
可锻铸铁:由团絮状石墨和不同基体组成的铸铁。
2.解答题
1)解释球墨、蠕墨、可锻铸铁牌号,如QT600-3,RuT420,KTH350-10KTZ650-02,KTB400-05
QT600-3:球墨铸铁,抗拉强度为不小于600Mpa,伸长率不小于6%
RuT420:蠕墨铸铁,抗拉强度不小于420MPa
KTH350-10:黑心可锻铁,抗拉强度不小于350MPa,伸长率不小于10%
KTZ650-02:珠光体可锻铁,抗拉强度不小于650MPa,伸长率不小于2%
KTB400-05:白心可锻铁,抗拉强度不小于400MPa,伸长率不小于5%
2)生产球铁时,进行孕育处理的目的。
消除结晶过冷倾向;促进石墨化;减小晶间偏析;
3)用稀土镁合金进行球化处理时,球化处理方法有哪些,优缺点是什么。
冲入法:稀土镁合金密度较大,与铁液平稳反应。吸收率低;有球化衰退问题。处理时有闪光浓烟。
型内球化法:球化元素吸收率高,没有球化衰退问题,但应设置挡渣系统。
4)球铁凝固特性
有较宽的共晶凝固温度曲线;糊状凝固特性;有较大的共晶膨胀。
5)为什么热处理能大幅提高球铁力学性能
由于石墨的有利的形状,使得它对基体的破坏作用减到了最低限度。使得热处理更好的对基体组织的调整和改善。
6)球墨铸铁的铸造特性
流动性:球化处理,使铁液净化,提高了流动性,球化、孕育处理导致铁液温度降低,流动性较灰铸铁差。
收缩特性:球铁凝固后期的膨胀比灰铁大。
内应力:收缩、温差应力比灰铁大。
7)为什么复合蠕化剂中既含有球化元素又含有反球化元素
利用球化元素使石墨球化,反球化元素使石墨不能成为球状。
同时加入球化元素和反球化元素时,加入量也易于控制。
8)蠕铁的性能特点和应用
强度高、断面敏感性小、铸造性能好。用于生产复杂、大型零件,如变速箱。
有较高的力学性能和导热性能。用于生产热交换零件,如汽车制动盘、金属型等。
强度较高、致密性好。用于制造液压件。
9)可锻铸铁的生产过程
第一步铸造出亚共晶白口铁铸件:一次结晶为L→γ,  L(γ+Fe3C);共析转变γ→P 室温组织 P +Fe3C
第二步退火处理:高温下一次结晶的Fe3C分解为γ+G,室温组织为F+GP+G
10)黑心可锻铁、珠光体可锻铁的力学性能和用途
黑心:有一定的强度和较高的塑性、韧性。制造汽车和拖拉机的后桥、转向机构,输电
用的各金属件,低压阀门、管件,纺织机、农机具零件。
珠光体:强度高、硬度高,塑性较低。制造耐磨件,如曲轴、连杆、齿轮、凸轮等。
11)影响可锻铸铁固态石墨化过程的主要因素。
石墨核心的数量;碳原子的扩散。
12)加速可锻铸铁固态石墨化的措施
  正确选定铁液成分;适当提高退火温度;增加铸件凝固速度;正确设计和选用退火炉。
13)可锻铁孕育处理目的
一次结晶时,促进形成渗碳体;退火过程中,促进石墨形成。
14)可锻铸铁复合孕育剂的配合原则
一种元素,强烈地阻碍凝固时的石墨化,对退火时的石墨化没有强烈的阻碍作用。另一种元素起增加石墨核心、缩短碳原子扩散距离、加速固态石墨化的作用,但对凝固时铸铁的石墨化没有强烈的促进作用。
3.论述题
1)球铁常见缺陷及防止措施。
缩松缩孔: 采用刚度大的铸型;增加石墨化膨胀体积;适当降低浇注温度;合理选用冒口冷铁。
夹渣:降低原铁液的含硫量;降低球化剂的残留量;提高浇注温度;熔渣清除干净后浇注。
石墨漂浮:碳当量控制在4.64.7%以下;降低含硅量;快速凝固。
皮下气孔:控制铁液镁量、型砂水分。在型砂中加入适量的煤粉。
球化衰退:增加球化剂用量;降低原铁液硫、氧量;缩短球化后的停留时间;覆盖铁液。
2)作出铁素体、片状、粒状珠光体可锻铁的退火工艺曲线。说明退火过程中的组织变化。
铁素体:0,室温:组织为珠光体和渗碳体。
0-1,升温阶段:珠光体转变为奥氏体。
1-2,石墨化第一阶段:共晶渗碳体转变为奥氏体和石墨。
2-3,中间冷却阶段:奥氏体中过饱和碳析出,形成的石墨附着在已形成的石墨上;奥氏体
转变为珠光体。
3-4,第二阶段石墨化:珠光体转变为铁素体和石墨,形成的石墨附着在已形成的石墨上。
4点以下:组织不变,组织为铁素体和石墨
      室温组织:片状珠光体上分布团絮状石墨。
2点以前的石墨化过程与铁素体可锻铁退火过程相同。
2-3:随炉冷至略低于共析温度,奥氏体中过饱和碳析出,形成的石墨附着在已有的石墨上。奥氏体转变为片状珠光体。
3-4:保温68h,片状珠光体转变为粒状珠光体。
      4点以下:组织不变。
      室温组织:粒状珠光体上分布团絮状石墨。
第四章
1.概念题
1)有效高度:炉身的高度。
地震烈度表
2)炉气燃烧比:炉气燃烧比的概念在炉气中,C2OC2OCO之和的体积百分数,即:

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标签:石墨   铸铁   铁液   组织   共晶
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