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1、1、可以通过哪些途径研究液态的金属的结构答，间接，通过固液，固气转变后一些物理性能变化判断液态金属原子间结合状况，直接， 通过液态金属的X射线或中子线结构分析研究。2、怎样理解液态金属“进程有序远程无需”答。液态金属中的原子排列在几个原子间距内，与固态原子排列基本一致，有规律，而距离 远的原子排列不同与固态，无序。这称为。3、阐述实际液态金属结构，能量，结构及浓度三种起伏。答。实际金属含有大量的杂质，他们存在方式是不同。能量起伏，表现为各个原子间的能量 不同各个原子的尺寸不同，浓度起伏，表现为各个原子团成分不同，游动的原子团时聚时散 此起彼伏形成结构起伏。4、液态金属粘滞性本质，及影响因素答。
2、本质，是质点间（原子间）结合力的大小，影响因素：温度，熔点，杂质。共晶合金粘 度低。5、影响充型能力的因素及提高充型能力的措施。答：1、金属性能方面，合金的成分，结晶潜热，金属的热物理性能，粘度，表面张力。2、 铸型性能方面，铸型的蓄热系数，铸型的温度，铸型中的气体，3、浇筑方面、浇注温度， 充型压头，浇筑系统的结构4、铸件结构方面。措施：1正确选择合金成分多少2、合理的 熔炼工艺3、适当降低砂型中的水量和发起物质含量，增加砂型通气性。6、某工厂的生产铝镁合金机翼（壁厚3mm,长1500mm ）采用粘土砂型，常压下浇筑，常因 浇筑不足而报废，怎样提高铸件的成品率。答：可以采用小蓄热系数的铸型，
3、采用预热，提高浇筑温度，加大充型压力，改变浇筑系统， 提咼金属液充型能力。7、如何得到动态凝固曲线及如何利用动态凝固曲线分析铸件的性质答、先绘制出铸件的温度场，然后给出合金液相线跟固相线温度，8、如何理解凝固区域的结构中的“补缩边界”、傾出边界答铸件在凝固的过程中除纯金属和共晶成分的合金外，在断面上一般分为3个区域，即固相 区，凝固区，液相区。用傾出发做实验时，晶体能够随液态金属一起被傾出，因此液固部分 和固液部分的边界叫傾出边界。固液部分靠近固体的部分固相占绝大部分，已经连接为牢固 的晶体，靠近傾出边界的那部分液态占大部分，这两部分中间形成小的熔池，体积收缩，得 不到液态的补充叫补缩边界。9
4、、铸件的凝固方式及其影响因素。答：方式：逐层凝固方式、体积凝固方式、中间凝固方式，其凝固方式决定于凝固区域的宽 度。影响因素：是由合金结晶温度范围tc与温度降t的比值决定的。比值远小于1时，铸 件的凝固趋向于逐层凝固方式，大于1时趋向于体积凝固方式第二章10、论述均质形核与非均质形核之间的区别与联系。并分别从临界形核半径。形核功这两 个方面阐述外来沉底的润湿能力对临界形核过冷度的影响。答：；均质形核与非均质形核临界半径相等，非均质形核功是均质形核功Xf（0）。非均质形 核所需体积小，即相起伏原子少。两种形核都需要克服形核功。但非均质形核小。润视角增 大，非均质形核的过冷度增大，f（o）减小，非
5、均质形核功减小，导致能量起伏减小，过冷度 减小。11、从原子角度看，决定固液界面微观结构的条件是什么？答;热力学因素a 2时平整界面;动力学因素:动力学过冷度Tk大连续生长， 产生粗糙界面，小时平整界面。12、阐述各种界面微观结构与其生长机理和生长速度之间的关系，并指出他们的生长方向 各有什么特点？答：A,粗糙界面;连续生长R=UATk；完整平整界面;二位生核R=Ue（b/ATk）；非平整界面：1、螺旋生长R=UTk22、旋转单晶，反射单晶。k上升。B、生长方向：粗糙界面，各项 同性的非晶体单晶等，生长方向与热流方向相同。平整界面，密排线相交的小晶面。C、生 长表面：粗糙表面，因是各项同行，光
6、滑生长表面。平整界面，棱角分明的秘排小晶面。13、试述成分过冷与热过冷的含义以及他们之间的区别于联系？答：只有的当界面液相一侧形成负温度梯度时，才能在纯金属界面前方熔体内获得过冷，这 种仅由于熔体实际温度分布所决定的过冷状态称为热过冷，对于一般合金由于存在溶质再分 配，界面前方的液相线是随着成分变化而变化的，因此只要实际温度低于同一地点的液相线 温度，也能在熔体前方获得过冷。这种由溶质再分配导致界面前方溶体成分及其凝固温度发 生变化而引起的过冷，称为成分过冷。区别：热过冷与成分过冷之间的根本区别是前者仅受 热传导过程的控制，后者则同时受热传导过程和传质过程的制约。14、何为成分过冷判据？假设在
7、不同条件下，推导其公式。答：成分过冷判据：GldTl （x） /dx。1、液相只有有限扩散条件下的成分过冷。对上式求 导，令 x=1 的，dTl （x） /dx二-me。（1-k。）R/Dlk。带入有 Gl/R-mC。（1-k。）/k。Dl； 2、 液相部分混合条件下的成分过冷Gl/R-m平均Cl/Dl（k。/1-k。+e-R/Dl的儿它）。15、论述成分过冷对单相合金结晶的影响、答;成分过冷对一般单项合金结晶过程与热过冷对纯金属影响本质相同，但由于同时存在着 传质过程的制约，再无成分过冷的状态下，界面一平整界面生长，但随着成分过冷的出现和 增大，界面前方一次以胞状晶、柱状晶、等轴晶形式进行。
8、16、阐述内生生长与外生生长的概念以及联系答;概念：就合金的宏观结晶状态而言，平面生长，胞状生长和柱状枝晶生长皆属于一种晶 体自型壁形核，然后由外向内单向延伸生长，称为外生生长，等轴枝晶在熔体内部自由生长 的方式称内生生长。联系;成分过冷区的进一步加大，促使了外生生长向内生生长的转变。17、细化枝晶与提高铸件质量之间有何联系。答：枝晶间距是相邻同次分支之间的垂直距离，它是树枝枝晶组织细化程度表现，枝晶间距 越小，组织就越细密，分布于期间的元素偏析范围也就越小，故铸件越容易通过通过热处理 而均匀化，因而也就越利于铸件的质量提高。第三章18、典型铸件的宏观组织包括哪几部分？它们的形成机理如何？答：
9、典型的铸件宏观组织包含表面细晶粒去区、柱状晶区、内部等轴晶区、等三个不同形态 的晶区。表面细晶粒区形成机理：非均质形核和大游离的晶核提供了表面细晶粒区的晶核， 型壁附近产生较大的过冷而大量生核，这些晶核相互接触并迅速长大，形成的无方向性的表 面细等轴晶区。柱状晶区形成的机理：柱状晶区开始于稳定的凝固壳层的形成，结束于内部 等轴晶区的形成，而稳定的凝固壳一旦形成处于凝固壳前言的晶粒在平行于热流方向下择优 生长，逐渐淘汰不利于晶体晶体过程发展的柱状晶粒。内部等轴晶的形成机理：由于剩余熔 体内部晶核自由生长的结果。19、产生晶粒游离的途径有哪些？在实际应用中，如何采取工艺措施来强化晶粒游离的作 用？
10、答：1、液态金属的流动作用2、直接来自过冷熔体中的非均质形核所引起的晶粒游离3、型 壁晶粒脱落所引起的晶粒游离4、枝晶熔断和增殖所引起的晶粒游离5、液面晶粒沉积所引 起的晶粒游离。措施：一、合理的控制热学条件1、低温浇筑和采用合理的浇筑工艺。2、 合理的控制冷却条件（小的温度梯度，高的冷却速度）二、孕育处理1、孕育剂作用机理的 合理选择a、强化形核作用b、强化成分过冷元素孕育剂2、合理确定孕育工艺三、动态晶 粒的细化1、机械震动2、超声波3、搅拌4、流变铸造。20、解释枝晶缩颈现象产生的原因及对晶粒游离作用的影响？答：原因：晶粒生长过程中界面前沿液态凝固点降低，从而使其实际过冷度减小，生长速度
11、 减慢，又由于晶体根部紧靠壁型，富集的溶质不易排出，生长受到抑制，远离根部其它部位 面临较大的过冷度，生长速度要快的多，从而产生缩颈现象。影响：生成的头大根小的晶粒， 在流液的机械冲刷和温度波动下，熔点低而又脆弱的缩颈极易断开形成游离的晶粒。21、等轴晶组织有何特点？在应用中，可以从哪些方面来获得及细化完全等轴晶组织？ 答：特点：等轴晶区的晶界面积大，杂质和缺陷分布比较松散，成各项同性，故性能均匀且 稳定，缺点是枝晶比较发达，显微缩松较多，凝固后组织不够致密。方法：1、让熔体中加 入强生核剂一孕育处理2、控制浇筑条件，采用较低的浇筑温度和合理的浇筑工艺。3、采 用金属型铸造，提高铸型的激冷能力
12、。4、增大液态金属与铸型表面的润湿角，提高铸型表 面的粗糙度。5、采用物理的方法动态结晶细化晶粒。第四章22、何为偏析现象？它对铸件质量有何影响？答;合金在凝固过程中发生的化学成分不均匀的现象称为偏析。偏析会对铸件的力学性能， 切削性能、耐腐蚀性能等产生不同程度的影响，偏析也有有力的方面，比如可利用它来净化 和提纯金属。23、微观偏析有哪些表现形式？并解释其形成机理及消除措施？答：微观偏析安其形式分为胞状偏析、枝晶偏析、晶界偏析。枝晶偏析：合金以枝晶形式生长，先结晶的枝干与后续生长的分支也同样存在着成分差异， 称为枝晶偏析。胞状偏析：当成分过冷较小时，晶体呈胞状方式生长。胞状结构由一系列平 行
13、的棒状晶体所组成，沿凝固方向长大，呈六方断面，由于凝固过程中的溶质再分配，当合 金的平衡分配系数小于1则在胞壁处将富集溶质会贫化,这种化学成分不均匀性称为胞状偏 析。晶界偏析：第一种两晶粒并排生长，晶界平行于生长方向，由于表面张力平衡条件的要 求，在晶界与液相线交界的地方，会出现一个凹槽，此处有利于溶质原子的富集，凝固后就 形成了晶界偏析。第二种两个晶粒彼此面对面生长，在固液界面，溶质被排出，此外，其他 低熔点的物质也会被排出在固液界面，当界面彼此相遇时，在它们之间富集大量溶质，从而 造成晶界偏析。24、举例说明常见的宏观偏析及其形成机理，进一步说明在生产过程中如何采取措施防止？ 答：宏观偏析
14、：正常偏析、逆偏析V形偏析和逆V行偏析，带状偏析，密度偏析。正常偏析：由于溶质再分配，当合金的溶质分配系数小于1,凝固界面将有一部分溶质被排 出。随温度的降低，溶质浓度将逐渐增加，后结晶的固相溶质浓度高于先结晶的。否则相反. 逆偏析：铸件凝固后，常常出现和正偏析相反的溶质分布情况，当溶质分配系数小于1时， 表面或底部含溶质多，而中心部分，或上部分含溶质少。带状偏析;当固液界面过冷度降低， 固液界面推进受到溶质偏析阻碍时，由于界面前方的冷却，从侧壁上可能产生新的晶粒并继 续长大，从前方横切溶质浓化带。密度偏析：也称重力偏析，液体与固体共存或者互相混合 的液相之间存在着密度差时产生的化学成分不均匀
15、现象，多形成于金属凝固前，或刚刚开始 凝固。防止措施：逆偏析：采取细化晶粒，减小合金液的含气量。带状偏析：减少溶质的含量，采 取孕育细化晶粒，加强固液界面前的对流和搅拌。密度偏析：增加铸件的冷却速度，使初生 相来不及上下浮动。加入第三种合金，尽量降低合金的浇筑温度和浇注速度。25、简述析出性气孔的特征，形成机理及主要防止措施？答：析出性气孔在铸件断面上大面积分布，靠近冒口、热节等温较高的区域，其分布较密集， 形状呈团球形，裂纹多角形，断续裂纹状或混合形。机理：1、凝固时溶质再分配导致气孔 形成。结晶前沿特别是枝晶内部液相的气体浓度聚集区将超过它的饱和浓度，被枝晶封闭在 液相内，其气体的过饱和度
16、更大，有更大的析出压力，而液相界面处气体的浓度过高，此处 有其他溶质偏析，易产生金属夹杂物，所以液固界面容易析出气泡，保留下来的气泡就形成 气孔。2、侵入性气孔形成：将金属浇入砂型中，由于各种原因会产生大量的气体，气体的 体积随温度的升高二增大，当满足一定条件，气泡就能在凝固初期侵入金属液成为气泡，气 泡上浮时就形成气孔。措施：1、减少金属液的吸气量2、对金属液进行除气处理3、阻止金 属液中气体的析出4、型（芯）砂处理，减少其发气量。26、说明反应性气孔的形成过程及特征？答：1、金属-铸型间反应性气孔。氢气说：金属浇入铸型后，由于金属液-铸型界面处气体 含氢量高，是金属液表面氢气浓度增大，凝固过程中，液固表面前沿易形成过饱和气体浓度 很高的气体析出压力，金属液中的氧化物，杂质等，
