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1、1合金的铸造性能合金的充型能力、收缩、吸气性。2合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得尺寸正确、形状 完整、轮廓清晰的铸件的能力。充型能力差易产生浇不到、冷隔、形 状不完整等缺陷。3影响合金的充型能力的因素1）合金的流动性2）浇注温度3）充型 压力4）铸型条件4合金的收缩概念 液态合金从浇注温度逐渐冷却、凝固，直至冷却 到室温的过程中，其尺寸和体积缩小的现象，称为收缩。收缩经历 液 态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。5乘天地之正，御六气之辩，以游与无穷，是为逍遥！铸造内应力分 热应力和机械应力。6顺序凝固，是使铸件按递增的温度梯度方向从一个部分到另一个部 分依次凝固。7顺序凝固可以有效
2、地防止缩孔和宏观缩松，主要适用于纯金属和结 晶温度范围窄、靠近共晶成分的合金，也适用于凝固收缩大的合金补 缩。8缩孔和缩松的防止方法：顺序凝固、加压补缩、压力铸造、离心铸 造。9铸件在凝固后继续冷却的过程中产生的固态收缩受到阻碍及热作 用，会产生铸造内应力。铸造内应力是铸件产生变形和裂纹等缺陷的 主要原因。铸造内应力分为热应力和机械应力。热应力使厚壁受拉应 力，薄壁受压应力。10为预防热应力，设计铸件结构尽量使铸件的壁厚均匀，并在铸造 工艺上采用同时凝固原则。11同时凝固原则，是从工艺上采取必要的措施，使铸件各部分冷却 速度尽量一致。具体方法是将浇口开在铸件的薄壁处，以减小该处的 冷却速度，而
3、在厚壁处可放置冷铁以加快冷却速度。同时凝固原则， 主要适用于缩孔、缩松倾向较小的灰口铸铁等合金。12机械应力 铸件收缩时受到铸型、型芯等的机械阻碍而引起的应力 称为机械应力。13消除应力，时效处理，分为人工时效和自然时效。14铸件的变形，厚壁部位受拉应力，有缩短的趋势或向内凹，薄壁 部位受压应力，有伸长的趋势或向外凸。15热裂是凝固末期，金属处于固相线附近的高温下形成的。热裂纹 的形状特征：裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色，即铸钢件 呈黑色，铝合金呈暗灰色。防止措施：合理调整合金成分，合理设计 铸件结构，采用同时凝固和改善型砂的退让性。16冷裂 较低温度下形成，此时金属处于弹性状态，铸造
4、应力超过合 金的强度极限时产生冷裂。形状特征：裂纹细小，呈连续直线状，有 时缝内有轻微氧化色。凡能减小铸造内应力的因素均能防止冷裂。17合金的吸气性，在熔炼和浇注合金时，合金会吸入大量气体，这 种吸收气体的能力成为吸气性。气孔分侵入气孔、析出气孔、和反应 气孔。18侵入气孔预防措施：减小型砂的发气量、发气速度，增加铸型、 型心的透气性；或是在铸型表面刷上涂料，使型砂与金属液隔开，防 止气体的侵入。析出气孔预防措施：减少合金的吸气量。反应气孔： 清除冷铁、型芯撑的表面油污、锈蚀并保持干燥。19铸铁含碳量大于2.11%分白口铸铁（碳以渗碳体形式存在）、灰 口铸铁（石墨）、麻口铸铁（自由渗碳体和石墨
5、形式混合）。20灰口铸铁分 普通灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。普 通灰口铸铁，石墨片状，HT100，后面三位数字表示最低抗拉强度。可锻铸铁 石墨团絮状，KT300-06,铁素体可锻铸铁，最低抗拉强度 300MPa，最低伸长率6%，KTZ珠光体可锻铸铁。球墨铸铁石墨球 状，QT400-17。蠕墨铸铁，蠕虫状。21铸钢 含碳量小于2.11%，分碳素铸钢和合金铸钢。碳素铸钢 ZG200400，第一组数字表示厚度为100mm以下铸件室温时屈服点 最小值，第二组表示铸件的抗拉强度最小值。铸钢的铸造特点：浇注 温度高，易氧化，流动性差、收缩大，铸造困难，容易产生黏砂、缩 孔、冷隔、浇不足、变形和
6、裂纹。为细化晶粒、消除应力、提高铸钢 件的力学性能，铸后进行退火或正火热处理。22铸造方法1砂型铸造2熔模铸造3金属型铸造4压力铸造5离心 铸造6实型铸造7低压铸造8挤压铸造23金属三个变形阶段：弹性变形阶段、弹塑性变形阶段、塑性变形 阶段和断裂阶段。24塑性变形的实质：金属的塑性是当外力增大到使金属内部产生的 应力超过该金属的屈服点时，使其内部原子排列的相对位置发生变化 而相互联系不被破坏的性能。25单晶体的塑性变形正应力只能使晶体产生弹性变形或断裂，而不 能使晶体产生塑性变形。在切应力作用下产生滑移，滑移是塑性变形 的主要形式。滑移变形是通过晶体中位错的移动来完成的。26金属的塑性变形对金
7、属组织和性能的影响：金属的塑性变形由金 属内多晶体的塑性变形来实现。在塑性变形过程中金属的结晶组织将 发生变化，晶粒沿变形最大的方向伸长，晶格与晶粒发生扭曲，同时 晶粒破碎。27金属的塑性变形，分冷变形和热变形。再结晶温度28加工硬化 随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度升高，塑 性和韧性下降的现象。29产生加工硬化的原因；一由于经过塑性变形晶体中的位错密度升 高，位错移动所需的切应力增大。二在滑移面上产生许多晶格方向混 乱的微小碎晶，它们的晶界是严重的晶格畸变区，这些因素增加了滑 移阻力，加大了内应力。30加工硬化的优缺点:优点，是强化金属的重要方法之一，尤其是对 纯金属及某些不能用热处
8、理方法强化的合金。缺点，给进一步加工带 来困难，且使工件在变形过程中容易产生裂纹，不利于压力加工的进 行。热处理退火消除加工硬化。31纤维组织：金属在外力作用下发生塑性变形，晶粒沿变形方向伸 长，分布在晶界上的夹杂物也沿着金属的变形方向被拉长或压扁，成 为条状。在再结晶时，晶粒恢复为等轴晶粒，而夹杂物依然是条状保 留下来，形成纤维组织。金属力学性能出现方向性，平行纤维组织的 方向上，抗拉强度提高，垂直纤维组织方向上，抗剪强度提高。纤维 组织稳定，热处理方法和其他方法均难以消除，只能再通过锻造方法 使金属在不同的方向上变形，才能改变纤维组织的方向和分布。32锻造性能是用来衡量金属材料利用锻压加工
9、方法成型的难易程度， 是金属加工性能之一。用 金属的塑性和变形抗力来综合衡量。金属 的锻造性能主要取决于金属的本质和金属的变形条件。33加热温度过高，产生氧化、脱碳、过热和过烧。始锻温度固相线 一下100200度，45钢1200度。终锻温度高于再结晶温度50100 度，低于再结晶温度时，使合金塑性下降，变形抗力增大，还引起不 均匀变形并获得不均匀的晶粒组织，并导致加工硬化，变形抗力大， 易产生锻造裂纹，损坏设备与工具。终锻温度过高，则在随后的冷却 过程中晶粒继续长大，得到粗大晶粒组织。34自由锻造工序1镦粗2拔长3冲孔4扩孔5弯曲6扭转7错移35终锻模膛设有飞边槽；容纳多余金属；飞边槽桥部的高
10、度小，对 流向仓部的金属形成很大阻力，迫使金属充满模镗；飞边槽中形成的 飞边能缓和上下模间的冲击，延长模具寿命。36焊条由焊芯和药皮 组成 焊芯作用：起导电和填充焊缝金属的作用，是组成焊缝金属 的主要材料，它的化学成分及质量将直接影响焊缝质量 药皮作用： 提高电弧燃烧的稳定性；防止空气对熔化金属的有害作用；保证焊缝 金属的脱氧，去硫和渗入合金元素，提高焊缝金属的力学性能。37焊接性 包括一工艺焊接性；二使用焊接性。实际生产中，对于碳钢、低合金钢，常用碳当量估算其焊接性。第二章1什么是液态合金的充型能力？他与合金的流动性有何关系？不同化 学成分的合金为何流动性不同？为什么铸钢的充型能力比铸铁差？
11、 液态合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得正确尺寸、形 状完整、轮廓清晰的铸件能力。合金流动性越好，液态合金充型能力 越强。不同成分的铸造合金具有不同的结晶特点，对流动性影响不同。 合金结晶去越大，流动性越差。凡能形成高熔点夹杂物的元素均会降 低合金流动性。液态铸钢充型能力比铸铁差，所以铸钢充型能力比铸 铁差2合金的铸造性能是指哪些性能？铸造性能不良，可能会引起哪些铸 造内应力？合金的铸造性能主要指合金的充型能力、收受、吸气性等。铸造性能 不良可能会产生孔眼、冷隔、黏砂、夹砂、裂纹、形状尺寸不定等缺 陷。3既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，单为什么又要防止 浇注温度过高？浇注温
12、度过高，会使液态合金的吸气性和总收缩量增大，增加了铸件 产生气孔、缩孔等缺陷的可能性，因此在保证流动性的前提下，浇注 温度不宜过高。4什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各采取什么措施来实 现？上述两种凝固原则各适用哪种场合？所谓顺序凝固，就是铸件按 递增的温度梯度方向从一个部分一次凝固.同时凝固时指铸件不按温度梯度同时凝固。在铸件可能出现缩孔的热 节处，通过增设冒口或冷铁等措施来实现顺序凝固，顺序凝固适用于 必须补缩的场合，即适用于纯金属和结晶温度范围窄、靠近共晶成分 的合金，也适用于凝固收缩大的金属补缩。同时凝固的具体方法是将 浇口开在铸件所谓薄壁处以减小该处的冷却速度，而在厚壁处可放
13、置 冷铁一加快其冷却速度，它主要适用于缩孔、缩松倾向较小的灰口铸 铁等合金。铸件在凝固后继续冷却过程中产生的固态收缩收到阻碍及 热作用5铸件产生铸造应力的主要原因是什么？如何减小或消除铸造内应 力？铸造内应力，它是铸件长生变形和裂纹的主要原因。可以通过采用同 时凝固原则来消除热应力，采用时效处理来消除机械应力6什么是铸件热裂纹和冷裂纹？防止裂纹的主要措施有哪些？热烈是金属凝固末期，金属处于固相线附近高温下形成的。在金属凝 固末期，固体骨架已经形成，但树状晶体人残留少量液体，此时合金 如果收缩，就可能将液膜拉裂，形成裂纹。合理调整合金成分，合理 设计铸件结构，采用同时凝固原则，改善型砂退让性可避
14、免热裂纹。 冷裂纹在较低温度下形成，此时金属处于弹性状态，当铸造应力超过 合金强度极限时产生冷裂纹。严格控制含磷量，在浇注后不要过早落 砂克避免冷裂纹7铸件的气孔有哪几种？析出气孔产生的原则是什么？铸件的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔。溶解于金属液中的气 体在冷却和凝固过程中，由于气体的溶解度下降而从合金中析出，在 铸件中形成的气孔称为析出气孔10下列铸件大批量生产时采用什么铸造方法？铝合金活塞砂型铸造 缝纫机头机械或砂型铸造 汽轮机叶 片金属铸造 发动机钢背铜套离心铸造 车床床身砂型铸 造煤气管道离心铸造 齿轮滚刀熔膜铸造第四章1铸铁焊补时易产生的缺陷：（1）易产生白口组织。（2）易产生
15、裂 纹。（3）易产生气孔。2铸铁焊补方法：焊条电弧焊，气焊，钎焊，细丝CO2焊等。常 用焊条电弧焊。3焊补铸铁常用的焊条有：铸铁芯铸铁焊条，钢芯石墨化铸铁焊条， 镍基铸铁焊条和铜基铸铁焊条。4焊接应力的形成原因：焊接过程中对焊件进行局部的不均匀加 热，是产生焊接应力的根本原因。另外，焊缝金属的收缩和金属组织 的变化以及焊件的刚性约束都会引起焊接应力的产生。5消除和防止焊接应力的措施：在设计焊接结构时，应选用塑 性好的材料，避免焊缝密集交叉，焊缝截面过大以及焊缝过长。（2） 在施焊中要选择正确的焊接次序，以防止焊接应力及裂纹。（3）焊前 对焊件进行预热是防止焊接应力的最好工艺措施，这样可减弱焊件
16、各 部分温差，从而显著减小焊接应力。（4）焊接中采用小能量焊接方法 或对红热状态的焊缝进行锤击，亦可减小焊接应力。（5）消除焊接应 力最有效的方法是焊接后进行应力退火，即加热到500600左右 保温冷却至室温。6几种常见的变形形式及原因：（1）收缩变形：焊接后由焊缝的纵向和横向收缩引起，（2）角变形：V型坡口对接焊后，焊缝横截面形状上下不对称，由 焊缝横向收缩不均引起。（3）弯曲变形：T型梁焊接时，焊缝布置不对称，由焊缝纵向收缩 引起。（4）扭曲变形：工字梁焊接时，由于焊接顺序和焊接方向不合理引 起结构上出现扭曲。（5波浪边形:薄板焊接时，由于焊接应力局部较大使薄板局部失 稳而引起。7防止焊接变形措施：焊接变形的主要原因是焊接应力，预防焊接应力的措施对防止焊 接变形是十分有效的。（2）合理设计焊件结构
