鑄造合金及其熔煉

1、第一章1、為什么會有雙重相圖的存在？在學(xué)習(xí)金屬學(xué)課程時為什么不太注意這點？硅對雙重相圖的影響又有何實際意義？第二章1 .灰鑄鐵的金相組織由金屬基體和片狀石墨組成.主要的金屬基體形式有珠光體、鐵素體及珠光體加鐵素體.此外,還有少量非金屬夾雜物,如硫化物、磷化物等.2 .灰鑄鐵的性能特點：a強度性能較差b布氏硬度和抗拉強度的比值較分散c較低的缺口敏感性d良好的減震性e良好的減摩性.3 .一股來說,當(dāng)其他條件相同時,鑄件越厚,冷卻速度越慢.因此,鑄鐵件厚壁處容易出出大的石墨片.4 .提升澆注溫度可稍使石墨粗化.5 .普通鑄鐵中主要有C、Si、Mn、P、S五元素.6 .P38鑄鐵中各元素對石墨影響表格

2、7 .孕育處理：鐵液澆注以前,在一定的條件下,向鐵液中參加一定量的物質(zhì)以改變鐵液的凝固過程,改善鑄態(tài)組織,從而到達提升性能為目的的處理方法.8 .提升灰鑄鐵性能的途徑：a合理選定化學(xué)成分b孕育處理c微量或低合金化.9 .應(yīng)用最廣泛的孕育劑：75%Si-Fe.10 .流動性是指鐵液充填鑄型的水平.對于普通灰鑄鐵而言,因它偏離共晶點不遠,結(jié)晶范圍小,初生奧氏體枝晶不興旺,故在正常澆注溫度下,在鐵-碳合金中它的流動性是最好的.11 .鑄鐵的收縮：液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮.12但凡能提升灰鑄鐵石墨化水平的因素都有利于預(yù)防熱裂產(chǎn)生.13鑄造應(yīng)力主要指鑄鐵固態(tài)收縮是所能承受的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力.第三章1

3、 .球墨鑄鐵生產(chǎn)過程的幾個環(huán)節(jié)：1.熔煉合格的鐵液、2.球化處理、3.孕育處理、4.爐前檢驗、5.澆注鑄件、6.清理及熱處理、7.鑄件質(zhì)量檢驗.2 .當(dāng)碳當(dāng)量過低時,鑄件易產(chǎn)生縮松和裂紋.當(dāng)碳當(dāng)量過高時,易產(chǎn)生石墨漂浮現(xiàn)象,其結(jié)果是使鑄件中夾雜物數(shù)量增多,降低鑄鐵性能,而且污染工作環(huán)境.3 .在選擇碳含量時,應(yīng)根據(jù)高碳低硅的原那么.4 .球化元素：參加鐵液中能使石墨在結(jié)晶生長時長成球狀的元素.反球化元素：在鐵液中會使石墨在生長時無法長成球狀的元素.5 .使用最多的球化劑：稀土鎂合金.6 .球墨鑄鐵的凝固特點與灰鑄鐵的差異：有較寬的共晶凝固溫度范圍、球墨鑄鐵的糊狀凝固特性、具有較大的共晶膨脹.7

4、 .球墨鑄鐵特有的缺陷：1、縮孔及縮松；2、夾渣、皮下氣孔；3、石墨漂?。?、球化衰退.8 .石墨漂?。喊l(fā)生在鐵液的碳硅含量過高情況下.漂浮石墨在鑄件上出現(xiàn)的部位與夾渣相同,但顏色有區(qū)別.石墨漂浮使鑄件性能顯著降低預(yù)防的主要舉措有：a嚴(yán)格限制碳當(dāng)量b降低原鐵液的含硅量.9 .球化衰退：球化處理后的鐵液在停留一定時間后,球化效果下降甚至消失的現(xiàn)象.防治舉措：a鐵液中應(yīng)保持有足夠的球化元素含量；b降低原鐵液中的含硫量,并預(yù)防鐵液氧化;c縮短鐵液經(jīng)球化處理后的停留時間；d用覆蓋劑將鐵液外表覆蓋嚴(yán),隔絕空氣以減少元素的逃逸.10 .蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能根據(jù)其蠕化程度介于相同基體組織的灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間

5、,蠕化率越高,其性能特點越靠近于灰鑄鐵,蠕化率越低,那么其性能特點越靠近于球墨鑄鐵.11 .可鍛鑄鐵：將一定成分的白口鑄鐵毛胚經(jīng)退貨處理,使白口鑄鐵中的滲碳體分解成為團絮狀石墨,從而得到由團絮狀石墨和不同基體組織組成的鑄鐵.12試分析可鍛鑄鐵孕育處理的目的與灰鑄鐵及球墨鑄鐵有何不同？A.灰鑄鐵：a促進石墨化,降低白口傾向；b降低斷面敏感性；c限制石墨形態(tài),消除過冷石墨；d適當(dāng)增高共品團數(shù)和促進西片裝珠光體的形成.B.球墨鑄鐵：a消除結(jié)晶過冷傾向；b促進石墨化；d減小品間偏析.C.可鍛鑄鐵：希望鐵液在一次結(jié)晶時促進形成滲碳體組織,而在隨后的石墨退火過程中對石墨的形成沒有影響或促進石墨的形成.第五

6、章1 .對沖天爐熔煉的根本要求：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、長壽、操作便利.2 .沖天爐前爐的作用：儲存鐵液,使鐵液成分和溫度均勻,減少鐵液在爐缸停留的時間,從而降低鐵液在爐缸中的增碳與增硫作用,別離渣鐵,凈化鐵液.3 .爐壁效應(yīng)：沖天爐內(nèi)的爐氣有自動趨于沿爐壁流動的傾向.4 .從上到下的順序沖天爐可劃分為：預(yù)熱區(qū)、熔化區(qū)、過熱區(qū)、爐缸區(qū).5 .預(yù)熱區(qū)內(nèi)的熱交換：爐氣給熱以對流傳熱為主；熔化區(qū)內(nèi)的熱交換：爐氣給熱以對流傳熱為主；過熱區(qū)內(nèi)的熱交換：鐵液的受熱以與焦炭接觸傳導(dǎo)傳熱為主；爐缸區(qū)內(nèi)是冷卻區(qū).6 .影響鐵液溫度的主要因素：a焦炭對沖天爐鐵液溫度的影響；b送風(fēng)對沖液爐鐵液溫度的影響；c金屬爐料對沖天

7、爐鐵液溫度的影響；d熔煉操作參數(shù)對沖天爐鐵液溫度的影響；d沖天爐結(jié)構(gòu)參數(shù)對鐵液溫度的影響.7 .送風(fēng)對沖天爐鐵液的影響：1、風(fēng)量的影響、2、風(fēng)速的影響、3、風(fēng)溫的影響、4、風(fēng)中氧氣濃度的影響.8 .沖天爐強化熔煉的主要舉措：A.預(yù)熱送風(fēng)：熱風(fēng)能夠強化底焦燃燒,提升爐溫,從而提升鐵液溫度.B.富氧送風(fēng)：在送風(fēng)過程中參加一定比例的氧氣,以提升送風(fēng)中氧的濃度來強化沖天爐熔煉的方法.C.除濕送風(fēng)：提升鑄件質(zhì)量和減少焦耗,鐵液中含氣量降低,白口傾向減小,鑄件力學(xué)性能改善.9 .沖天爐的網(wǎng)形圖是描繪沖天爐風(fēng)量、焦炭消耗率、燃燒比、鐵液溫度于爐子熔化率之間關(guān)系的實驗圖表.10 .由實驗圖表可得到的關(guān)系：a4

8、耗一定時,隨著風(fēng)量的增大,沖天爐的熔化率總是增加的,而鐵液的溫度那么先是提升,至某一最大值后開始下降；b風(fēng)量一定時,隨著焦炭消耗量的增大,鐵液溫度提升,爐子熔化率下降；c為到達一定的鐵液溫度,可以用不同的焦耗與風(fēng)量的配合.11 .底焦高度：指第一排風(fēng)口中央線至底焦頂面之間的高度.12 .工頻感應(yīng)電爐工作原理：當(dāng)感應(yīng)線圈內(nèi)通過交變電流時,地竭內(nèi)的金屬爐料或鐵液就會在交變磁場的作用下產(chǎn)牛感應(yīng)電流、因爐料本身具有電阻而發(fā)熱、從而使金屬熔化與過熱.13與沖天爐鐵液相比,工頻爐鐵液的白口傾向大,易于產(chǎn)生過冷石墨,所得鑄鐵的強度與硬度較Mi.14.送風(fēng)風(fēng)量的影響：a適當(dāng)提升沖天爐的進風(fēng)量,有利于提升鐵液溫

9、度；b冷適的風(fēng)速可消除焦炭外表阻礙燃燒反映的灰渣,強化焦炭燃燒,提升爐氣最高溫度.第六七八章1 .鑄造碳鋼屬于亞共析鋼.2 .與鑄鐵相比,剛的鑄造性能較差.由于剛的熔點高、結(jié)晶溫度間隔較寬、收縮量較大、故鋼液的流動性較低,縮孔及縮松傾向較大,鑄件容易形成熱裂和冷裂等缺陷.3 .在鑄造碳鋼化學(xué)成分中,碳對剛的熔點、結(jié)晶溫度間隔以及收縮率等方面影響最大.4 .鑄造低合金鋼是在鑄造碳鋼的化學(xué)成分根底上參加為量不多的一種或幾種合金元素所構(gòu)成的鋼種,其合金元素的總含量一般不超過5%.假設(shè)參加合金元素總量在10%以上的那么為鑄造高合金車岡.5 .不銹鋼耐蝕原理：銘溶于鐵的晶格中形成固溶體,當(dāng)剛中含銘量到達

10、一定的濃度以上時,就會在剛的晶粒外表形成一層致密的、含氧化銘的薄膜,這種氧化膜在氧化性酸類中具有高的化學(xué)穩(wěn)定性,保護了晶粒內(nèi)部,使之免于受到腐蝕.6 .銘作為合金元素除了能夠使剛具有反抗化學(xué)腐蝕的水平以外,還能提升剛反抗電化學(xué)腐蝕的能力.第九十章1 .電弧爐煉鋼的特點：a不用燃料燃燒的方法加熱,容易限制爐氣的性質(zhì)；b電弧的高溫通過熔渣傳給鋼液,爐渣溫度很高,具有高的化學(xué)活潑性；c堿性電弧爐具有較強的脫磷和脫硫的水平、對爐料的適應(yīng)水平強：d熱效率高.2 .煉鋼工藝的兩種根本方法：氧化法和不氧化法.3 .由于煉鋼過程中造堿性爐渣,能有效地除去鋼液中的P和S,又在煉鋼的氧化期中通過碳的氧化而形成鋼液

11、沸騰,能有效地消除鋼液中的氣體和夾雜物.因此、堿性電弧爐氧化法煉鋼,不僅對爐料的適應(yīng)性強,而且煉得的鋼液比擬純潔.4 .氧化法是最根本的煉鋼方法.其工藝過程包括：補爐、裝料、熔化期、氧化期、復(fù)原期和出鋼.5熔化期的任務(wù)：將固體爐料熔化成鋼液,并進行脫磷；氧化期的任務(wù)：脫磷、去除鋼液中的氣體和夾雜物、并提升鋼液的溫度；復(fù)原期的任務(wù)：脫氧、脫硫和調(diào)整鋼液溫度及化學(xué)成分6 .脫氧：用脫氧劑除去鋼液中殘留氧化亞鐵中的氧而將鐵復(fù)原的工藝.7 .脫氧的兩種方法：A.沉淀脫氧：將脫氧劑加在鋼液中,使脫氧元素直接與鋼液中的氧化亞鐵起作用而進行脫氧的.其優(yōu)點：脫氧過程快；具缺點：脫氧產(chǎn)物易留在鋼液中,降低剛的質(zhì)

12、量.B.擴散脫氧：將脫氧劑加在爐渣中,使脫氧元素與爐渣中的氧化亞爐起作用而進行脫氧的.其優(yōu)點：脫氧產(chǎn)物留在爐渣中,鋼液較純潔,剛的質(zhì)量較高：其缺點：擴散過程慢,脫氧時間長.8 .酸性電弧爐煉鋼的優(yōu)點：a爐襯壽命較長;b冶煉時間較短c鋼液中的氣體和夾雜物較少；d耗電量較少其缺點：不能脫磷和脫硫,因此必須使用低磷和低硫的爐料.9 .酸性爐可用來冶煉碳您低合金鋼和某些高合金鋼,但不適于冶煉高鉆鋼.10 .酸性電弧爐氧化法煉鋼的工藝要點：配料、補爐、熔化期、氧化期、復(fù)原期、出鋼.氧化期的任務(wù)：借助氧化脫碳所造成的鋼液沸騰來去除氣體和非金屬夾雜物；復(fù)原期的任務(wù)：脫氧和調(diào)整成分.11 .感應(yīng)電爐熔煉是利用

13、交流電感應(yīng)的作用、使堪期內(nèi)的金屬爐料本身發(fā)出熱量、將其熔化、并進一步使液體金屬過熱的一種熔煉方法.12 .無芯感應(yīng)電爐依照所采用不同的電流頻率范圍,分為：高頻感應(yīng)電爐、中頻感應(yīng)電爐、工頻感應(yīng)電爐.13試分析在堿性感應(yīng)電爐煉剛過程中,一般不進行大量脫磷和脫硫操作的道理？a感應(yīng)電爐煉鋼中爐渣溫度較低,化學(xué)反響水平較弱,故多采用不氧化法煉鋼；b在堿性感應(yīng)電爐煉鋼條件下,通過造堿性爐渣,能起到一些脫磷、脫硫的作用.第十二十三章1 .鑄造鋁合金共分幾類？各類合金的特點？鑄造鋁合金的分類：1、鋁硅類合金、2、鋁銅類合金、3、鋁鎂類合金、4、鋁鋅類合金.鋁鎂類合金的特點：密度小,具有較高的力學(xué)性能,優(yōu)質(zhì)的耐

14、腐蝕性能,良好的切削性能,加工外表光亮美觀.但該類合金鑄造性能差,熔煉和鑄造工藝較復(fù)雜.鋁銅類合金的特點：室溫、高溫力學(xué)性能都高,切削性能好,加工外表光潔,富銅相耐熱,熔鑄工藝較簡單.但固溶體型合金的鑄造性能差,富銅相與.基體之間的電子電位差值大,抗蝕性能低,密度較大.2 .提升AL-SI類合金力學(xué)性能有哪些途徑？精煉、變質(zhì)處理、熱處理、合金化.3 .鋁合金液精煉的目的：去除鋁液中的氣體和各類有害雜志,凈化鋁液,預(yù)防在鑄件中形成氣孔和夾渣.4 .鋁液中的氫的兩種存在形式：溶解氫、吸附在氧化夾雜縫隙中的氫.5 .合金元素對鋁液吸氫的影響：a對溶解度的影響：含鎂量越高,氫的溶解度越高；反之硅、銅含

15、量越高,氫的溶解度越低.b對氧化膜性能的影響6 .熔煉時間對吸氫的影響：在大氣中熔煉鋁合金、鋁液不斷被氧化、熔煉時間越長、生成的氧化夾雜越多,吸氣也越嚴(yán)重.因此,應(yīng)遵循“快速熔煉原那么,盡量預(yù)防鋁液在爐內(nèi)長期停留.7 .析出氫的形式：a以氣泡形式析出,它是脫氫初期的主要形式；b擴散脫氫.8 .精煉：依靠精煉劑產(chǎn)生吸附氧化夾雜的作用同時消除氧化夾雜及其外表依附的氫氣,到達凈化鋁液目的的方法稱為吸附精煉.而依靠其他物理作用的精煉方法,統(tǒng)稱為非吸附精煉.非吸附精煉的分類：a真空精煉將鋁液置于真空室內(nèi),在一定溫度下靜置一段時間,鋁液中的氫或因溫度下降引起溶解度降低,或因含氯量超過溶解度,氫自動從鋁液中

16、呈氣泡排出并帶走氧化夾雜、到達凈化鋁液的目的b超聲波精煉向鋁液中通入彈性波時,會在鋁液內(nèi)部生成“空穴現(xiàn)象,破壞了鋁液的連續(xù)性,形成無數(shù)顯微空穴,氫原子便滲入這些空穴中,形核長大成氣泡上浮,并帶走氧化夾雜,到達凈化的目的.9 .雙重變質(zhì)：能同時細化初晶硅和共晶硅的變質(zhì)方法稱為雙重變質(zhì).10影響吸氫有哪些因素？鋁中的氫來自何方？影響因素：1合金元素2熔煉時間3鋁液中析出氫的條件4鋁液的除氫速度5氧化鋁的形態(tài)和性能鋁中氫來源于：鋁液與爐氣中水汽的反響第十四十五十六章1 .鑄鐵銅合金的分類：青銅不以鋅為主加元素、黃銅以鋅為主加元素.2 .反偏析：錫青銅鑄件中常見的缺陷,鑄件外表會滲出灰白色顆粒狀的富錫

17、分泌物.3 .緩冷脆性：鋁青銅特有的缺陷,在緩慢冷卻的條件下,共析分解式的產(chǎn)物丫2相呈網(wǎng)狀在a相晶上析出,形成隔離晶體聯(lián)結(jié)的脆性硬殼,使合金發(fā)脆.消除舉措：a參加鐵、粒等合金元素,增加3相的穩(wěn)定性,不便3相分解；b參加銀以擴大a相區(qū),消除B相：c提升冷卻速度.4 .鑄造黃銅的優(yōu)缺點：其優(yōu)點：以鋅為主加元素,結(jié)晶溫度范圍小,充型水平強,鋅的沸點低,有自發(fā)的除氣作用.因而鑄造性能好,鋅的價格廉價,本錢較低,力學(xué)性能比錫青銅高;其缺點：脫鋅腐蝕.5 .錫青銅的鑄造性能：a結(jié)晶溫度范圍寬,呈糊狀凝固,容易產(chǎn)生枝晶偏析和縮松,故不易得到組織致密的鑄件;b在一般鑄造條件下,容易產(chǎn)生反偏析,使鑄件成分不均勻,內(nèi)部形成許多小空洞,降低鑄造力學(xué)性能和氣密性；c吸氣傾向大,特別是磷錫青銅,常常在洛、,冒口等最后凝固部位發(fā)牛銅液“上漲現(xiàn)象；d線收縮率是銅合金中最小的、所以鑄造應(yīng)力小、應(yīng)裂傾向小、適用于形狀復(fù)雜的鑄造或藝術(shù)鑄造；e盡管體積收縮率較小,但由于結(jié)晶溫度范圍寬,因此當(dāng)品界尚有液相或剛剛凝固時,高溫強度很低,如果鑄造工藝不合石也會產(chǎn)生熱裂紋；f氧化傾向小、熔煉工藝簡單,不需要設(shè)計復(fù)雜的擋渣系統(tǒng)、不用底注的澆注系統(tǒng),一般采用雨淋式澆口.6 .銅合金的脫氧方法：沉淀脫氧、擴散脫氧、沸騰脫氧.7 .銅液常用的除氫方法有：氧化法除氫、