《材料成形原理》階段測驗〔第一章〕班級：姓名：學號成績：以下圖中偶分布函數g(r)，液體g(r)為圖，晶態固體g(r)為圖，氣體g(r)為圖。〔a〕〔b〕〔c〕2、液態金屬是由大量不停“游動”著的組成，團簇內為某種結構，團簇周圍是一些的原子。由于“能量起伏”，一局部金屬原子〔離子〕從某個團簇中分化出去，同時又會有另一些原子到該團簇中，此起彼伏，不斷發生著這樣的漲落過程，似乎原子團簇本身在“游動”一樣，團簇的尺寸及其內部原子數量都隨和發生著改變，這種現象稱為起伏。3、對于液態合金，假設同種元素間(A-A、B-B)異類元素的原子間結合力(A-B)，那么形成富A及富B的原子，具有這樣的原子團簇的液體僅有“拓撲短程序”；假設熔體的異類組元具有負的，往往(A-B)＞(A-A、B-B)，那么在液體中形成具有A-B化學鍵的原子團簇，具有這樣的原子團簇的液體同時還有“短程序”。4、液體的原子之間結合力〔或原子間結合能U〕，那么內摩擦阻力越大，粘度也就。液體粘度η隨原子間結合能U按指數關系增加，即〔公式〕：。5、參加多的溶質元素，由于造成合金外表雙電層的電荷密度大，從而造成對外表壓力大，而使整個系統的外表張力。6、鑄件的澆注系統靜壓頭H，液態金屬密度及比熱、合金的結晶潛熱，澆注溫度、鑄型溫度T型，充型能力越強。7、兩相間結合力，界面能越小，界面張力就越小。兩相間的界面張力越大，那么潤濕角，表示兩相間潤濕性。8、鑄件的澆注系統靜壓頭H液態金屬密度及比熱、合金的結晶潛熱，澆注溫度、鑄型溫度T型，充型能力越強。9、右圖為堿金屬液態的徑向分布函數RDF，請在圖中標注液態K的平均原子間距r1的位置，并以積分面積〔涂剖面線〕表達液態K的配位數N1的求法。10、試總結原子間相互作用力、溫度、原子間距、外表活性元素對液態金屬的粘度、外表張力的總體規律。〔可寫于反面〕《材料成形原理》階段測驗〔第二章〕班級：姓名：學號成績：xTixTi鑄件λ1c1ρ鑄型λ2c2ρ2T0圖2-3無限大平板鑄件凝固溫度場分布T20T10λ2為：鑄型的熱導率c2為：鑄型的比熱容ρ2為：鑄型的密度Ti為：界面處溫度為：鑄型的蓄熱系數2、判斷正誤〔劃√或×〕〔1〕其它條件相同，鑄件溫度場的溫度梯度在砂型中小于金屬型中的溫度梯度。〔×〕〔2〕砂型的蓄熱系數小于金屬型的蓄熱系數。〔√〕〔3〕隨凝固時間的延長，鑄件溫度場的溫度梯度鑄件變大。〔×〕〔4〕其它條件相同，銅焊件的600℃的等溫橢圓面積小于碳鋼焊件相應橢圓面積。〔〔5〕隨鑄件斷面溫度梯度的減小，相同合金鑄件越趨向于逐層凝固方式。〔×〕〔6〕其它條件相同，隨碳鋼含碳量的增大，鑄件越趨向于體積凝固方式。〔√〕〔7〕其它條件相同，焊件板材厚度越小，焊件溫度場的等溫橢圓面積越小。〔×〕〔8〕其它條件相同，焊接速度越大，焊件溫度場的等溫橢圓面積越小。〔√〕焊接方向3、右圖為某平板熔焊過程中焊件外表的溫度分布狀況。在圖中畫出最小溫度梯度方向，并指出焊接方向及當前熱源位置。焊接方向答:最小溫度梯度方向:從A向左；焊接方向:從A到B；當前熱源位置:A4、右圖為200mm厚度的25#鋼大平板鑄件分別在金屬型與砂型中的動態凝固曲線，根據圖形分別說明：〔1〕金屬型及砂型中距鑄件外表75mm處的起始凝固時刻及凝固結束時間答：起始凝固時間凝固結束時間金屬型7min9min砂型25min45min〔2〕指出金屬型及砂型中鑄件的凝固方式答:金屬型中為逐層凝固方式；砂型中為體積凝固方式。《材料成形原理》階段測驗〔第三章〕班級：姓名：學號成績：1、判斷正誤〔劃√或×〕〔每題5分〕〔1〕金屬熔體從高溫冷卻降溫，一旦溫度冷卻至平衡熔點Tm，即開始發生凝固。〔×〕〔2〕〔√〕〔3〕非均質形核與均質形核相比，兩者臨界半徑相同，相同，但前者臨界后者〔×〕〔4〕非均質形核過程，晶體與雜質基底之間的界面張力σSC越小，潤濕角越小越小，形核率越高。〔√〕〔5〕晶體按螺旋位錯機制生長，任何情況下生長速度R與過冷度ΔT的平方成正比。〔×〕〔6〕凝固生長方式、方向及速度均完全取決于物質的熱力學性質，與冷卻條件等其它因素無關。〔×〕2、填空〔每題3分〕〔1〕球狀固體質點從金屬液中開始形成時，只有其半徑r大于臨界晶核半徑r*時，其r增大而固體質點才能穩定；在r＜r*時，固體質點還不能而r=r*的系統自由能〔2〕3、右圖：①縱坐標表示什么？②曲線1、2分別代表什么？③在圖上標注對球形晶體〔5×3=25分〕4、根據Jackson因子指出：①②③晶面族(密排或非密排晶面)對凝固界面粗糙度的影響。〔5×3=15分〕材料成形原理》階段測驗〔第四章〕班級：姓名：學號成績：1、判斷正誤〔劃√或×〕〔每題5分〕〔1〕右圖所示成分為C0的合金熔體，實際凝固結束時，其組織中必然為單相固溶體。〔×〕〔2〕對于“液相充分混合”所假設的溶質再分配條件下，固-液界面前沿不存在溶質富集層，即界面處及其前方的液相成分處處相同。〔√〕〔3〕“液相局部混合”〔有對流作用〕的溶質再分配，假設液相容積很大以及容積并非很大情況下，＞＞δN處的均為C0，。〔×〕〔4〕GL=表示凝固界面處液體實際溫度梯度GL正好與曲線相切，為成分過冷是否出現的臨界點。〔√〕〔5〕如果某合金的當前凝固存在成分過冷程度處于“胞狀晶”生長方式的范圍內，假設大幅度增大R，生長方式有向“柱狀樹枝晶”變化的可能。〔√〕〔6〕生長方向性較強的非金屬晶體，其等軸晶體的形貌為具有清晰的多面體結構。〔√〕〔7〕的生長方向垂直于凝固界面，與熱流相反而與晶體學取向無關。〔×〕〔8〕純度的二元規那么共晶合金結晶時，A、B兩組元的橫向擴散，共生界面前沿難以形成成分過冷，一般以平坦的共生界面向前推進。〔√〕〔9〕假設突然增大定向凝固的工藝參數R，GL，一次枝晶間距及二次枝晶間距均變小。〔√〕〔10〕〔√〕液相只有有限擴散凝固條件下溶質再分配2、右圖中，假設設△C0=C0/K0－C0，解答下題：液相只有有限擴散凝固條件下溶質再分配△C0〔1〕在縱坐標適宜位置標注C0，當前凝固界面上C=〔C0〕，C=〔C0/K0〕；〔6分〕△C0〔2〕以適宜的“{”在圖上標注△C0高度；(4分)〔3〕在C=C0直線上以“?”標注λ=；(5分)〔4〕在處的濃度梯度〔斜虛線斜率〕為：〔5分〕〔5〕寫出公式:=(5分)3、寫出“液相只有有限擴散”條件下成分過冷判別式；并依據此式討論：R、GL、C0對成分過冷寫出傾向的影響規律，以及凝固界面前沿晶體形貌的影響規律。〔6×3=18分〕答：“液相只有有限擴散”條件下成分過冷判別式為：＜討論：R、C0越大，GL越小：那么成分過冷出現的可能性越大，或其程度越大；隨之，凝固界面從無成分過冷時的平整凝固界面依次向胞狀晶→胞狀樹枝晶→柱狀樹枝晶開展，當界面前方內部熔體的成分過冷度滿足異質形核條件時，那么出現內部等軸晶，從而發生內生生長。4、如何從熱力學上理解球狀石墨的形成機理？(7分)答：在一般工業Fe-C合金中，由于氧、硫等第三組元雜質的影響，基面界面與鐵液的張力大于柱面界面與鐵液的張力，即σG-L[000l]＞σG-L[100]，石墨以柱面與鐵液相接觸，那么系統自由能較低，共晶石墨那么以前述旋轉孿晶生長機制沿[100]方向生長，從而形成片狀石墨結構的共生共晶組織。在高純度Fe-C合金共晶凝固中，或在工業鐵液中參加微量的鎂或鈰等球化元素〔球化處理〕，那么基面界面與鐵液的張力小于柱面界面與鐵液的張力，即σG-L[000l]＜σG-L[100]，領先相石墨的外露面為〔0001〕基面，往往按螺旋位錯生長機制垂直于基面按[000l]方向生長，從而形成球狀石墨+奧氏體暈圈的離異共晶組織。也就是說，從熱力學角度看，球狀石墨形成的條件為：σG-L[000l]＜σG-L[100]《材料成形原理》階段測驗〔第五、七章〕班級：姓名：學號成績：1、判斷正誤〔劃√或×〕〔每題5分〕〔1〕〔×〕〔2〕根據內部等軸晶“型壁脫落與游離理論”，適當降低澆鑄溫度可防止游離晶體的重熔，因而可促進并細化內部等軸晶〔√〕〔3〕超聲波的細化晶粒作用主要是振動引起枝晶熔斷而引起的。〔×〕〔4〕從本質上說，孕育主要是影響生核過程和促進晶粒游離以細化晶粒；而變質那么是改變晶體的生長機理，從而影響晶體形貌。〔√〕〔5〕焊縫常以“聯生結晶”方式由邊緣向內推進，柱狀晶生長方向垂直于焊接方向。〔×〕〔6〕氮、氫在鐵液和鋁液中的溶解度均隨溫度升高而增大，溫度越高，溶入氣體越多。〔×〕〔7〕氣體溶解度與其分壓的平方根成正比。氣體在熔池中溶解度隨焊接電壓而降低。〔√〕〔8〕熔滴過渡頻率隨焊接電流提高，因此，提高焊接電流可降低焊縫的[H]、[N]。〔√〕〔9〕增大焊接氣氛的氧化性，既可降低氫的溶解度，也可降低氮的溶解度。〔×〕〔10〕在“金屬-氧-氧化物”系統中，氧實際分壓{pO2}大于金屬氧化物的分解壓pO2，那么金屬被氧化。〔√〕〔11〕主干取向與熱流方向平行的枝晶優先迅速生長，而取向不利的相鄰枝晶因開展緩慢卻擇優生長在液態鐵存在的溫度，H2O氣的氧化性比CO2小，但H2O氣除了使金屬氧化外，還會提高氣相中H2的分壓，導致金屬增氫。〔√〕2、右圖為氮、氫在鐵中溶解度曲線，試答復：〔20分〕〔1〕氣體溶解度常以什么單位表達：mL/(100g)；〔2〕氮、氫在鐵液中溶解為何種熱效應：吸熱反響；〔3〕說明為什么曲線高溫末端處氮、氫溶解度會下降：溫度接近Fe的沸點，鐵液汽化漸強，從而顯著減小了氮、氫實際分壓；〔4〕凝固過程氫溶解度下降，假設將氫看作Fe的溶質，那么凝固中其平衡分配系數K0=C*S/C*L＜1(填＞或＜〕〔5〕比擬固態鐵的三相中氫溶解度差異：α鐵中氫溶解度最小；γ鐵中氫溶解度最大。δ鐵中氫溶解度隨溫度升高變化不大。3、根據“型壁脫落與游離理論”答復：〔1〕為什么純金屬凝固容易出現柱狀晶？〔5分〕對于純金屬而言，因無溶質富集，難以形成“脖頸”，在型壁處晶體難以脫落而向內部游離。型壁處過冷度最大，沿型壁方向的晶體長大方向最快，晶體與晶體之間很快能夠連接起來形成凝固