1、合金熔煉原理復習答案1、只考慮si、p等元素對共晶點實際碳量影響的計算公式為ce=c+1/3（si+p）； 9、球狀石墨形成的兩個必要條件：鐵液凝固時必須有較大的過冷度；鐵液與石墨間較大的表面張力。 10、球墨鑄鐵的球狀石墨的長大包括兩個過程：石墨球在熔體中直接析出并長大；形成奧氏體外殼，在奧氏體外殼包圍下長大。 16、孕育處理：鑄鐵鐵液在澆注前，在一定的溫度和成分下，加入一定量的孕育劑如硅鐵等，改變鐵液的凝固過程，改善鑄態(tài)組織，從而達到提高鑄件性能為目的的處理方法，謂之孕育處理。 27、球墨鑄鐵的退火處理目的是除去鑄態(tài)組織中的自由滲碳體及獲得鐵素體球墨鑄鐵； 28、球墨鑄鐵正火處理的目的在于

2、增加金屬基體中珠光體的含量和提高珠光體的分散度； 還原帶氧化帶50、鑄鋼件斷面典型的晶粒分布如圖所示，包括三個區(qū)域：1表面細晶區(qū)；2柱狀晶區(qū)；3中間等軸晶區(qū)。 56、不銹鋼中鉻的主要作用其作用包括：（1）在鑄件表面形成致密的氧化膜；（2）提高鐵素體的電極電位。62、吹氬精煉：利用氬是惰性氣體，既不溶于鋼液中，又不合鋼液中的元素反應，因此向鋼包內(nèi)的鋼液中吹氬，氬氣泡在緩慢上升過程中吸附非金屬夾雜和溶解在鋼液中的氣體，達到凈化作用；同時由于氬氣泡內(nèi)co的分壓力為0，因此c和o在氬氣泡和鋼液界面上發(fā)生反應形成co進入氬氣泡，從而達到脫氧的目的。70、鋁合金熔煉時三要素“防”“排”“溶”具體含義 “防

3、”就是覆蓋劑、變質(zhì)劑烘焙除潮；工具烘干后噴刷涂料再烘干；爐料加入前除去水銹和油污，嚴防水氣和各種含氣臟物混入鋁液中，產(chǎn)生al2o3夾雜和h2等；“排”是指通過精煉，清除氧化夾雜和氣體，除雜是除氣的基礎；“溶”是指通過快速凝固或加大凝固時的結晶壓力，使鋁液中的h全部溶于鋁鑄件中，不致形成氣孔。71、如何理解鋁合金精煉時“除雜是除氣的基礎” （1）鋁液表面的氧化鋁膜吸附大量的水氣和h2；（2）濾液中卷入al2o3夾雜時，既增加了h，吸附h2的al2o3又是溫度下降時氣泡形核的基底，容易在鑄件中形成氣孔。72、名詞解釋 （1）zl201：鑄造鋁銅合金zalcu5mn，是重要的耐熱高強度鑄鋁合金，成份

4、cu %，mn %，ti %，其余為al。（2）zl104：鑄造鋁硅鎂系合金zalsi9mn，成分為 si %，mg %，mn %，其余為al，鑄態(tài)組織由+（al）+（si）組成。（3）t4 固溶處理 將鑄件加熱至固相線附近，使強化相溶入（al）中，在淬入冷卻介質(zhì)中獲得過飽和的（al）固溶體，提高鑄件的強度和塑性的一種熱處理工藝（4）t6 是指固溶處理加上完全人工時效，固溶處理是指將鑄件加熱至固相線附近，使強化相溶入（al）中，在淬入冷卻介質(zhì)中獲得過飽和的（al）固溶體，再將鑄件加熱至一定溫度進行去應力退火的一種熱處理工藝。74、鋁合金的變質(zhì)處理包括三類：（1）（al）的晶粒細化處理；（2）初

5、晶si的細化處理；（3）共晶硅的變質(zhì)處理。（3分）77、10-1錫青銅的合金牌號為zcusn10p1，其成分為sn9%11%, p %,其余為cu,請說出p作為合金元素加入的作用: (1) 生成cu3p,硬度高,作為耐磨組織的硬相,提高材料的耐磨性;(2) p具有脫氧作用;(3) 形成低熔點共晶物質(zhì),提高合金的流動性,改善合金的充型能力.常用作齒輪等零件。78、5-5-5錫青銅的合金牌號為zcusn5pb5zn5，成份：sn 46%, pb 46% , zn 46% ,其余為銅。說出pb作為合金元素加入的作用: (1) pb以細小分散的顆粒均勻分布在合金基體上，具有良好的自潤滑作用，提高耐磨性

6、；（2）pb熔點較低，在最后凝固階段填補枝晶間的縮松間隙，提高致密度，有助于耐水壓性；（3）改善鑄件的切削加工性能。79、10-2錫青銅的合金牌號為zcusn10zn2，成份：sn 911%,zn %,其余為cu，鋅的作用：（）縮小合金的結晶溫度范圍，提高充型、補縮能力，減輕縮松傾向，提高氣密性；（）溶入固溶體中，具有固溶強化作用。一、名詞解釋ht200：是指抗拉強度不低于200mpa的灰口鑄鐵qt500-7 ：是指抗拉強度不小于500mpa，伸長率不小于7的球墨鑄鐵。zl201：鑄造鋁銅合金zalcu5mn，是重要的耐熱高強度鑄鋁合金，成份cu %，mn %，ti %，其余為al。zl104

7、：鑄造鋁硅鎂系合金zalsi9mn，成分為 si %，mg %，mn %，其余為al，鑄態(tài)組織由+（al）+（si）組成。孕育處理 ：指在凝固過程中，向液態(tài)金屬中添加少量其它物質(zhì)，促進形核、抑制生長，達到細化晶粒的目的。球化處理：鑄鐵在鑄造時處理合金液體的一種工藝，用來獲得球狀石墨，從而提高鑄鐵的機械性能變質(zhì)處理：向金屬液體中加入一些細小的形核劑（又稱為孕育劑或變質(zhì)劑），使它在金屬液中形成大量分散的人工制造的非自發(fā)晶核，從而獲得細小的鑄造晶粒，達到提高材料性能的目的鋁合金的吸附精煉：是指在鋁合金熔煉時通入不溶氣體或加入精煉劑產(chǎn)生不溶于鋁液的氣體，在上浮的過程中吸附氧化夾雜，同時清除氧化夾雜及其

8、表面依附的h2，達到凈化鋁液的方法水韌處理：為一種固溶處理,常用于高錳鋼。將鑄件加熱至奧氏體化溫度，保溫至組織全部奧氏體化后，淬火得到單一的奧氏體組織，從而提高鑄件的韌性時效強化（沉淀強化）：隨著固溶處理時間延長，強度，硬度增加的現(xiàn)象t4 固溶處理：t4固溶處理：固溶處理加自然時效t6固溶處理：指固溶處理加上完全人工時效，固溶處理是指將鑄件加熱至固相線附近，使強化相溶入（al）中，在淬入冷卻介質(zhì)中獲得過飽和的（al）固溶體，再將鑄件加熱至一定溫度進行去應力退火的一種熱處理工藝過剩相強化：合金中過剩相使強度、硬度提高，而塑性、韌性降低吹氬精煉：利用氬是惰性氣體，既不溶于鋼液中，又不合鋼液中的元素

9、反應，因此向鋼包內(nèi)的鋼液中吹氬，氬氣泡在緩慢上升過程中吸附非金屬夾雜和溶解在鋼液中的氣體，達到凈化作用；同時由于氬氣泡內(nèi)co的分壓力為0，因此c和o在氬氣泡和鋼液界面上發(fā)生反應形成co進入氬氣泡，從而達到脫氧的目的鑄鐵：含碳大于%的鐵碳合金白口鑄鐵：是碳以滲碳體形態(tài)存在的鑄鐵,其斷面為灰白色。 灰口鑄鐵：是第一階段石墨化過程充分進行而得到的鑄鐵，全部或大部分碳以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰暗色球墨鑄鐵：是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，具有高的塑性和韌性蠕墨鑄鐵；石墨呈蠕蟲狀的鑄鐵可鍛鑄鐵：一定化學成分的鐵液澆注成白口坯件，再經(jīng)退火而成的鑄鐵，有較高的強度、塑性和沖擊韌度，奧氏體（a或）：是c溶

10、于-fe中所形成的間隙固溶體具有面心立方晶體結構鐵素體（f或）：c溶于-fe中所形成的間隙固溶體,具有體心立方晶體結構-鐵素體：由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變時形成的 鐵素體碳當量定義：將碳、硅等元素，按照其影響石墨化的程度，以一定的比例近似換算成相應的碳含量，= c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(ni+cu)/15*100% 共晶度：灰鑄鐵的含碳量與共晶點實際碳量的比值稱為共晶度，用sc表示 固溶強化：當溶質(zhì)元素含量很少時，固溶體性能與溶劑金屬性能基本相同。但隨溶質(zhì)元素含量的增多，會使金屬的強度和硬度升高的現(xiàn)象 自然時效：將工件放在室外等自然條件下.使工件內(nèi)部應力自然釋放淬火：將鋼加熱到臨界溫度ac

11、3（亞共析鋼）或ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到ms以下（或ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝 紫銅：紫紅色的銅單質(zhì)。黃銅：銅和鋅所組成的合金。 沖天爐熔化區(qū)：沖天爐中從鐵料開始熔化到熔化完畢這一區(qū)域雙聯(lián)熔煉 ：是指為了提高鐵液溫度、調(diào)整鐵液的化學成分，采用沖天爐熔化，工頻感應電爐控制和調(diào)節(jié)鐵液的溫度成分聯(lián)合熔煉鑄鐵的工藝。二、簡答題1、簡要說明銅合金熔煉工藝要點：（）嚴格控制合金的化學成分，準確配料；（）凈化合金液，防止銅液氧化、吸氣；（）高溫熔煉，快速熔化，低溫澆注。2、 簡要分析表中灰鐵鑄件力學一致時，

12、化學成分隨鑄件壁厚的不同而出現(xiàn)差異 冷卻速度：壁厚越小，冷卻速度越大，石墨片就越小，同時形成fe3c的傾向就越大，易于形成珠光體基體，從而抗拉強度越高；化學成分：c si的含量越高，易于石墨化，基體中的鐵素體含量增加，從而降低抗拉強度。因此，針對同一抗拉強度時，不同壁厚的鑄件化學成分出現(xiàn)差異。3.球鐵生產(chǎn)過程中采用孕育處理的目的？ (1)消除結晶過冷傾向; (2)促進石墨球化; (3)減小晶間偏析。4.影響鑄鐵石墨化程度的主要因索？（1）鑄鐵化學成分、（2）鑄鐵結晶的冷卻速度（3）鐵水的過熱和靜置5.球墨鑄鐵常見缺陷及防止？ a. 縮孔縮松：防止措施：加大鑄型剛度、增加石墨化膨脹的體積提高自補

13、縮能力、采用適宜澆注溫度減少液 態(tài)收縮、結合生產(chǎn)條件合理選用冒口或冒口加冷鐵 b. 夾渣：防治措施：降低原鐵液含硫量、保證石墨化條件下降低鐵液殘留鎂量和稀土量、提高澆注溫度、澆 注前熔渣清理干凈 c. 石墨漂浮：措施：控制碳當量、降低原鐵液含硅量 d . 皮下氣孔：措施：嚴格控制鐵液殘留鎂量及型砂含水量 e. 球化衰退：措施：足夠的球化元素含量、降低原鐵液含硫量、縮短球化后停留時間、球化扒渣后用覆蓋劑 防止鎂及稀土元素逃逸6、鑄鋼件熱裂的原因？1）含碳量很低的鋼和高碳鋼比較容易形成熱裂；2）硫促使鋼形成熱裂；3）鑄鋼中的氧是以鐵的氧化物形式存在于晶界，使晶界強度降低，增加熱裂傾向；4）澆注溫度

14、高，晶粒粗大，使低熔點夾雜聚集晶間，也易產(chǎn)生熱裂7、簡要說明球墨鑄鐵組織和力學性能特點？由金屬基體和分布其的球狀石墨組成比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。8、解釋鑄鐵的耐蝕性能？往鑄鐵中加入適當?shù)暮辖鹪兀玢t硅鎳時，這些合金元素能在鑄鐵的表面形成一層以cr2o3或sio2為重要成分的，或富鎳的鈍化膜，以保護工件，不使腐蝕性介質(zhì)侵入其內(nèi)部。這些合金元素又都是電極電位比鐵高的金屬，當溶入鑄鐵中時，能夠提高鐵素體的電極電位，從而減輕相間的電化學腐蝕過程。10、高錳鋼的加工硬化機理？ 1位錯堆積論：高錳鋼在經(jīng)受強力擠壓或沖擊作用下，晶粒內(nèi)部產(chǎn)生最大切應力的許多互相平行的平面之間，產(chǎn)生相對滑移

15、，結果在滑移界面的兩方造成高密度的位錯，而位錯阻礙滑移的進一步運動，即起到位錯強化的作用。2形變誘導相變論：認為高錳鋼中奧氏體是處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，在受力而發(fā)生變形時，由于應變誘導的作用，發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，在鋼的表面層中產(chǎn)生馬氏體，因而具有高硬度。 鑄造不銹鋼的耐蝕原理：當鋼中含鉻量達到一定的濃度約（2%）以上時，就會在鋼的晶粒表面形成一層致密的11、ai-cu合金時效強化機理？ 時效強化的合金強度取決于時效過程中形成的各種脫溶相及其應變區(qū)對位錯運動阻礙的狀況。 1)位錯運動受應變區(qū)所阻礙。 2)位錯相受脫溶相阻礙可分為兩種情況： a脫溶相不硬，

16、不和基體一起變形時，位錯可能切過脫溶相，由于使脫溶相粒子產(chǎn)生滑移，增加了相界面，提高了能量，故脫溶相對位錯的通過也表現(xiàn)相當大的阻力 b脫溶相很硬，且尺寸、間距均較大時，運動的位錯線就可能以繞過脫溶相的形式通過它們，并在這些脫溶相周圍留下一位錯環(huán)3)位錯繞過脫溶相所受的阻力和脫溶相間距的大小有關，脫溶相分布越彌散，間距越小，位錯繞脫溶相所需的力就愈大。即位錯運動所受阻力也越大，反之阻力越小。在鋁銅臺金時效后期，析出穩(wěn)定的脫溶相   (cuai2)，共格聯(lián)系已被破壞、應變區(qū)消失，故這時主要靠脫溶相本身對位錯運動的阻礙來達到強化12、細化鑄造鋁合金的組織的方法

17、？1.基體的細化 主要是初生aal相的細化。2.過剩相的細化 如al-si合金加鈉處理使共晶si細化，由沒變質(zhì)的時的粗大針狀或片狀變?yōu)楹Ｔ鍫罨蚯蛄睢?.有害相的細化 如在鋁硅合金中加入mn使b相變成為團塊狀的alsimnfe相。從而改善了合金的性能。14、沖天爐中的結構示意圖如圖2所示，請在圖中沖天爐中的底焦層指出氧化帶和還原帶的具體位置，并寫出氧和焦炭的四個反應式及其是放熱還是吸熱？一，氧化帶，從空氣與焦炭接觸的位置開始至爐氣中自由氧消失，二氧化碳濃度達到最大值。二，還原帶，氧化帶頂面至爐氣中二氧化碳與一氧化碳含量基本不變的區(qū)域。，從風口引入的風容易趨向爐壁，形成爐壁效應，形成一個下凹的氧

18、化帶和還原帶，對熔化造成不利影響。不易形成一個集中的高溫區(qū)，不利于鐵水過熱；加速了爐壁的侵蝕；鐵料熔化不均勻，鐵液不易穩(wěn)定下降,影響化學成分。解決方法：采用較大焦炭塊度，使風均勻送入；采用插入式風嘴；采用曲線爐膛；采用中央送風系統(tǒng)；熔煉過程中為使焦炭不易損耗，送風量要與焦炭損耗相適應。16、鋁合金中-al細化劑有那一些，其細化原理是什么？ti：形成先于凝固析出細小彌散的tial3固相質(zhì)點，與al晶格型式相似，可作為(al)的非自發(fā)晶核。由于包晶反應：l+tial3，也可使依附在tial3質(zhì)點上形核。故在al中加入少量ti，可使鋁液在較小的過冷度下就出現(xiàn)大量細小的非自發(fā)形核，而這時由于過冷度較小

19、，其晶體生長速度也較小，因而使鋁基體的晶粒細化。zr：b：功能同上。同時加入幾種元素比只加一種元素的細化作用更好17、銅合金的脫氧有那幾種方法？有三種：沉淀脫氧、擴散脫氧、沸騰脫氧（1）、 沉淀脫氧優(yōu)點：脫氧速度快脫氧徹底缺點：脫氧產(chǎn)物不易清除（2）、 擴散脫氧缺點：脫氧速度較低，受cu2o的擴散速度所控制，優(yōu)點：對銅液成分無影響，不會污染合金。（3）、 沸騰脫氧：優(yōu)點是反應產(chǎn)物co2呈氣泡上浮，起精煉作用。h2o和co2一樣不溶于銅液中缺點：如不能從銅液中上浮排去，將帶來不利影響。18、 銅液的除氣有那些方法，氧化法除氣的原理什么鋁合金為什么不能采用這種方法氧化法除氣；吹氮除氣；氯化鋅除氣；

20、沸騰除氣等。氧化法除氣就是利用銅合金中氫、氧濃度間互相制約關系，首先增加銅液中氧含量，以達到盡可能排除氫，然后再進行充分脫氧，脫氧后立即進行澆注，從而使脫氧和除氣這樣兩個互相矛盾的過程，在一定條件下得到統(tǒng)一，達到既除氣又脫氧的目的。鋁合金不能采用氧化法除氣：因為相比銅，鋁是一種化學活性更強的金屬，鋁液很容易和空氣中的氧和水蒸氣和爐氣中的揮發(fā)性物質(zhì)起作用，在表面形成致密的氧化膜。19、 鋁硅合金變質(zhì)處理的目的是什么，那些元素有變質(zhì)作用，如何進行變質(zhì)處理？1.（al）的晶粒細化處理：一般加入少量的ti 、zr 、b元素。方法是加入的細化劑，促使鋁液在較小的過冷度下就出現(xiàn)大量的非自發(fā)形核。2.初晶s

21、i的細化處理：變質(zhì)元素：含p的中間元素和赤磷或含赤磷的混合變質(zhì)劑。通過加入變質(zhì)元素p細化處理，p在合金中易與鋁形成alp化合物，可起si相的異質(zhì)晶核的作用，達到細化目的。3.共晶硅的變質(zhì)處理：變質(zhì)元素：鈉鹽和鍶、碲、銻。鈉鹽和鍶通過改變si的生長方向，使初生si逐漸向團塊和球狀改變。碲、銻事共晶si生長成分支較密的板片狀。三、論述題：1、解釋孕育處理、球化處理和變質(zhì)處理三種工藝過程，針對ht300,qt600-3,zl101采用相適應的處理工藝，并簡要說明如何達到提高材料力學性能的目的。 孕育處理 ：指在凝固過程中，向液態(tài)金屬中添加少量其它物質(zhì)，促進形核、抑制生長，達到細化晶粒的目的。球化處理

22、：鑄鐵在鑄造時處理合金液體的一種工藝，用來獲得球狀石墨，從而提高鑄鐵的機械性能變質(zhì)處理：向金屬液體中加入一些細小的形核劑（又稱為孕育劑或變質(zhì)劑），使它在金屬液中形成大量分散的人工制造的非自發(fā)晶核，從而獲得細小的鑄造晶粒，達到提高材料性能的目的2、簡要寫出堿性電弧爐氧化法煉鋼過程，并說明在相應階段如何達到脫磷、脫硫、除氣除雜和升溫以及脫氧目的。補爐：爐溫高、操作快、補層薄配料和裝料爐料：有適宜的平均含碳量、造渣脫磷保護爐底熔化期：任務：將固體爐料熔化成鋼液，并進行脫磷。預脫磷、在爐料熔化過程中，爐料中的鐵和硅、錳、磷等元素被爐氣中的氧所氧化生成feo、sio2、mno及p2o5等氧化物與加入的石

23、灰化合而成爐渣氧化期：任務：脫磷，去除鋼液中的氣體和夾雜物，并提高鋼液的溫度初期低溫，脫磷；后一階段1550以上氧化脫碳沸騰精煉。脫碳方法：礦石脫碳法、吹氧脫碳法、礦石吹氧脫碳法。3、 解釋鋁合金精煉中“除雜是除氣的基礎”，并說明生產(chǎn)過程中浮游精煉法和熔劑法精煉原理。（1）鋁液表面的氧化鋁膜吸附大量的水氣和h2；（2）濾液中卷入al2o3夾雜時，既增加了h，吸附h2的al2o3又是溫度下降時氣泡形核的基底，容易在鑄件中形成氣孔。（3）.浮游精煉法基本原理：通入不溶于鋁液的氣體后（一般為氯氣或加入氯鹽產(chǎn)生的氣體）產(chǎn)生大量的氣泡，由于氣泡中氫的分壓ph2=0,因此溶入鋁液中的氫即不斷的溶入氣泡，直

24、到氣泡中氫的分壓ph2增加到與鋁液中氫的濃度平衡，即%h=k根號下ph2關系。氣泡浮出液面后，氣泡中的氫即逸出大氣，因此，連續(xù)產(chǎn)生氣泡，即能不斷除去溶解于鋁液中的氫，氣泡表面所吸附的夾雜物也隨之上浮而排除。（4）熔劑法精煉原理：鋁合金熔煉時，液體上形成一層致密的氧化膜，它會嚴重阻礙鋁液中的氫排入大氣，當鋁液表面撒上熔劑后，一方面，由于熔劑能使致密膜破碎為細小顆粒并具有將氫吸入熔劑層的作用。因而氫分子很容易通入熔劑層進入大氣，另一方面，熔劑層不僅隔離鋁液與大氣中的水蒸氣接觸起防止鋁液氧化作用，而且熔劑層還有吸附氧化夾雜物的作用。4、碳鋼鑄件的熱處理方式有退火、正火或正火加回火三種方式，圖示碳鋼在不同熱處理條件下的強度和塑性，請說出碳鋼鑄件熱處理的目的（2分），并根據(jù)組織和性能的關系解釋圖中c=%時不同熱處理方式的效果。（4分）（1）碳鋼鑄件的熱處理目的是消除鑄造應力、細化鑄件晶粒和消除魏氏組織或網(wǎng)狀組織，提高鑄件的力學性能。（2）全退火是得到近似平衡態(tài)組織，消除了魏氏組織或網(wǎng)狀組織，c=%的平衡組織為f+p；正火是在空冷下得到f+s氏體組織，