铸造合金答案.docx

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铸造合金答案

铸钢

1、铸钢的分类

答：

（1）按合金含量分类

低合金钢：

合金元素总含量≤5%的钢。

中合金钢：

合金元素总含量在5-10%范围内的钢。

高合金钢：

合金元素总含量＞10%的钢。

微合金钢：

合金元素（如V,Nb,Ti,Zr,B）含量小于或等于%，而能显著影响组织和性能的钢

（2）按Fe-Fe3C相图分类

亚共析钢：

%≤wc≤%

共析钢：

wc=%

过共析钢：

%＜wc≤%

（3）按含碳量：

低碳钢：

C:

≤%

中碳钢：

C：

＞％≤％

高碳钢：

C：

＞％

2、铸钢特点

优点：

强度高，韧性良好，具有可焊性

缺点：

铸造流动性较差，易形成缩孔、热裂、冷裂及气孔，铸钢件的成品率低。

用途：

制造承受重载荷、受冲击和振动的机件

3、合金元素在铸钢中存在的形式

答:

1）形成铁基固溶体

2）形成合金渗碳体

3）形成金属间化合物

4）形成非金属相（非碳化合物）及非晶体相

4、决定组元在置换固溶体中溶解度因素是什么举例说明无限固溶和有限固溶。

答：

元素的点阵结构、原子半径、电子结构相似-无限固溶，

点阵结构、原子半径相近，但电子结构相差较大-有限固溶

例如：

Ni、Co、Mn、Cr、V等元素可与Fe形成无限固溶体。

其中Ni、Co和Mn形成以γ-Fe为基的无限固溶体，Cr和V形成以α-Fe为基的无限固溶体。

Mo和W只能形成较宽溶解度的有限固溶体。

如α-Fe（Mo）和α-Fe（W）等。

5、无限扩大γ相区元素

答：

这类合金元素主要有Mn、Ni、Co等。

如果加入足够量的Ni或Mn，可完全使体心立方的α相从相图上消失，γ相保持到室温，故而由γ相区淬火到室温较易获得亚稳的奥氏体组织，它们是不锈钢中常用作获得奥氏体的元素。

6、无限扩大α相区

答：

当合金元素达到某一含量时，A3与A4重合，其结果使δ相与α相区连成一片。

当合金元素超过一定含量时，合金不再有α-γ相变，与α-Fe形成无限固溶体（这类合金不能用正常的热处理制度）。

这类合金元素有：

Si、Al和强碳化物形成元素Cr、W、Mo、V、Ti、P及Be铍等。

注意：

含Cr量小于7%时，A3下降；含Cr量大于7%时，A3才上升。

7、当rc/rMe>时，rc/rMe≤时各形成什么碳化物

答：

rc/rMe>时碳与合金元素形成一种复杂点阵结构的碳化物。

，当，rc/rMe≤时形成简单点阵的碳化物（间隙相）。

8、Me对奥氏体晶粒长大倾向的影响

答：

合金元素形成的碳化物在高温下越稳定，越不易溶入奥氏体中，能阻碍晶界长大，显著细化晶粒。

9、改善高锰钢性能的途径

答：

孕育处理（影响形核和促进晶粒游离），变质处理（改变晶体生长机理-抑制长大）

10、高锰钢的铸态组织是什么

A+Fe3C+P

11、含碳量对高锰钢的影响有哪些

C低，韧性提高，耐磨性降低，C高，韧性降低，耐磨性提高。

12、高锰钢主要用途

耐磨材料

13、提高金属材料的耐蚀能力，可以采用哪几种方法

答：

1）减少原电池形成的可能性，使金属材料具有均匀的单相组织，并尽可能提高金属材料的电极电位；

2）尽可能减小两极之间的电极电位差，并尽可能提高阳极的电极电位；

3）减小甚至阻断腐蚀电流，是金属“钝化”，及在表面形成致密的，稳定的保护膜，将介质与金属材料隔离。

14、Cr17，Cr25属于哪种不锈钢

铁素体不锈钢

15、奥氏体不锈钢中为什么规定碳含量≤％

碳：

在不锈耐酸钢中是有害的，尤其是在奥氏体不锈钢中，碳将以Cr23C6的形式在奥氏体晶界析出，造成奥氏体钢的晶间腐蚀。

所以在奥氏体不锈钢中规定碳含量≤％。

16、铬不锈钢的含铬量应是多少

不锈钢中一般含铬量都在％以上，铬含量愈高并符合“n／8”定律，耐蚀性愈好，但不超过30％，否则会降低钢的韧性。

17、镍在不锈钢中的主要作用

答：

①化学性质不活泼，不易氧化，与硫、氯离子不易结合，具有高的化学稳定性．

②提高固溶体的电极电位，从而减轻电化学腐蚀.

③扩大Fe-C相图的奥氏体相区

18、不锈耐蚀钢有几种类型

铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体一铁素体双相不锈钢、沉淀硬化不锈钢

19、电弧炉氧化法炼钢工艺

答：

补炉，装料，熔化期，氧化期，还原期，出钢。

20、钢中与碳的亲合力最强的合金元素

答：

钛，锆，铌，钒

21、铸造碳钢进行热处理目的

答：

细化晶粒，消除魏氏（或网状）组织和消除铸造应力

22、ZG270-500

ZG：

铸钢270：

屈服强度为270Mpa500：

抗拉强度为500Mpa

名词解释：

1、铸铁碳当量：

将铸铁中硅、磷等元素含量折算成碳量以估计铸铁成分对共晶成分接近程度的指标。

碳当量（CE）等于硅、磷等元素的折算碳量与实际的总碳量之和。

2、铸铁共晶度：

铁液实际含碳量和共晶点的实际碳量的比值为共晶度，以sc表示。

3、灰铸铁随流孕育：

把20~40目粒状的孕育剂随铁水浇注流加入%~%的孕育剂，使铁水得到充分的孕育的方法。

4、蠕墨铸铁：

金相组织中石墨形态主要为蠕虫状的铸铁。

5、高磷铸铁:

含磷（质量分数）％～％的灰铸铁。

6、锡汗：

锡青铜有很强的枝晶偏析和反偏析现象，常在铸件表面渗出许多灰白色颗粒（富锡分泌物人在加工表面也常见到一些灰白色小点，俗称“锡汗”。

7、铸铜锌当量：

多元黄铜中由含锌量和其他仅改变铜锌合金中各相相对数量而不产生新相的合金元素含量折算得到的当量锌含量。

8、铝合金通用变质剂：

在有的钠盐变质剂中加入一定量的冰晶石，对铝液有除气，去夹杂和变质等多重作用，一般称为“通用变质剂”。

9、锌合金的“老化”：

因合金中杂质元素Pb、Cd、Sn超过标准，集中于晶界，促使晶间化学腐蚀，致使铸件变脆，变形、膨胀，甚至发生开裂的现象。

10、铝青铜缓冷脆性：

缓冷塑性是铝青铜特有的缺陷，在缓慢冷却的条件下，共析分界式的产物γ2相呈网状在α相晶上析出，形成隔离晶体联结的脆性硬壳，使合金发脆，这就是“缓冷脆性”，也称为“自动退火脆性”。

11、铸造铝合金时效：

将经过淬火的铝合金铸件加热到某个温度，保温一定时间出炉空冷到室温，使过饱和的固溶体分解，让合金基体组织稳定。

12、铸钢魏氏体组织：

先共析铁素体以针状或片状的方式插入奥氏体之中，称魏氏组织。

13、高锰钢水韧处理：

沿奥氏体晶界析出的碳化物降低钢的韧性，为消除碳化物，将钢加热至奥氏体区温度，并保温一段时间，使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进行淬火，称为水韧处理。

14、高温材料：

在550°C以上温度条件下能承受一定应力并具有抗氧化和抗热腐蚀能力的材料。

铸铁

1、根据碳在铸铁中存在的形态不同，将铸铁分为几类

答：

白口铸铁、麻口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁

2、灰铸铁是断面呈灰色、碳主要以片状石墨方式出现的铸铁

3、灰铸铁中石墨的六种类型及形成过程

答：

六种石墨分布分类

1、A型石墨是在石墨的成核能力较强，冷却速度较慢的情况下，共晶转变在很小的过冷度下进行的。

2、D型石墨是在石墨的成核条件差，冷却速度较大，造成较大的过冷情况下形成的。

3、B型石墨成花朵状，它的形核条件要较A型石墨差些，故共晶转变时过冷度也比出现A型石墨大些，由于成核条件较差，常常在共晶团的中心部分形成过冷（D型）石墨，当共晶结晶开始后，由于放出结晶潜热，能够把未结晶的铁水加热使其温度有所上升，因而其外围部分在稍高的温度下进行结晶。

4、E型石墨是亚共晶程度较大的铸铁在慢冷条件下形成的。

5、C型石墨是在过共晶铸铁，冷却速度很慢的情况下出现的。

6、F型石墨实质上亦是过共晶石墨，是高碳铁水在较大过冷条件下生长的。

4、碳在铸铁中的三种存在形式

答：

（1）固溶于金属基体

（2）在快速凝固的条件下，大部分碳将与铁结合成化合物Fe3C。

（3）在缓慢冷却的条件下，碳有足够的时间聚集为石墨。

5、硅在铸铁中的作用，以及它对铸铁性能的影响

答：

（1）增加硅量可提高铁水的过热度和流动性，改善铁水的铸造性能。

（2）硅促进石墨形核，可在更高的温度下析出，已析出的石墨和液态铁水有更长的共存时间，使石墨生长的更粗大。

（3）硅降低了奥氏体的稳定性，使其转变更加容易。

（4）提高基体铁素体化的能力（5）促进液态石墨化和固态石墨化。

6、HT200、QT700-2、KTH330—08

答：

HT200是指抗拉强度不低于200Mpa的灰口铸铁

QT700-2是指抗拉强度不小于7，伸长率不小于2的球墨铸铁。

KTH330-08最低抗拉强度为330（MPa）和伸长率为8（%）的黑心可锻铸铁。

7、灰铸铁孕育剂种类

答：

（1）石墨化孕育剂：

具有促进石墨化和改善石墨形态的特性，不宜用于重要铸件的孕育处理。

（2）稳定化孕育剂：

主要作用是强化基体，提高强度，硬度，用于白口铁的孕育处理，提高硬度的同时改善材料的韧性。

8、亚共晶灰铸铁共晶转变过程

答：

在共晶转变开始阶段，初生奥氏体枝晶间的熔体开始形成细小的共晶团。

而后各个共晶团在熔体中生长，在熔体凝固完毕之前，多数共晶团均被残留的少数熔体所隔离。

9、灰铸铁的金相组织及性能的特点

答：

1、组织：

金属基体+片状石墨+某些夹杂物（主要金属基体形式：

珠光体、铁素体、珠光体+铁素体）。

2、性能特点：

1）强度性能较差

2）硬度的特点：

同一硬度时，抗拉强度有一范围，同一强度时，硬度也有一范围。

3）较低的缺口敏感性

4）良好的减震性5）良好的摩擦性

10、球墨铸铁共晶转变过程

答：

球墨铸铁的共晶结晶是从液相中形成的首批石墨球开始的，这些石墨球单独在液相中一直长大到相当尺寸。

由于石墨球的生长，其周围的铁液发生贫碳，铸件形成一个环绕石墨球的环形液态贫碳区，在一定冷却条件下，当石墨球生长到一定尺寸时，环形液态贫碳区就会形成奥氏体晶核，并成长为奥氏体壳，从而组成石墨-奥氏体共晶团。

11、球墨铸铁的凝固特点

（1）球墨铸铁有较宽的共晶凝固温度范围。

（2）球墨铸铁具有较强的糊状凝固特性。

（3）球墨铸铁具有较大的共晶膨胀。

12、球墨铸铁共晶结晶特点

答：

（1）球状石墨共晶团的结晶先是石墨的形核和长大，然后才是奥氏体壳的成核和长大。

（2）球墨铸铁的共晶结晶不但时间较长，而且其终了温度也比灰铸铁低的多。

（3）球墨铸铁的共晶团晶粒比灰铸铁细的多。

13、冲入法生产球墨铸铁

答：

将球化剂置于浇包内，并覆盖1%~2%的铁屑或钢板，设计的铁水包的高度与直径比达到（2~3）：

1，提高镁吸收率。

14、球墨铸铁生产中球化不良和球化衰退形成原因及防止措施

答：

A球化不良的形成原因及防止措施:

1）原铁液含硫高、严重氧化的炉料中含有过量反球化元素；处理后铁液残留镁和稀土量过低。

铁液中溶解氧量偏高是球化不良的重要原因。

2）选用低硫焦炭、低硫金属炉料，必要时进行脱硫处理，废钢除锈·控制冲天炉鼓风强度和料位·检验控制炉料及球化元素成分，必要时增加球化剂中稀土元素用量．严格控制球化工艺，防止球化处理失败。

B球化衰退的形成原因及防止措施:

1）高硫、低温、氧化严重的铁液经球化处理后形成的硫化物、氧化物夹渣未充分上浮，扒渣不充分，铁液覆盖不好，空气中的氧通过渣层或直接进入铁液使有效的球化元素氧化并使活性氧增加是球化衰退的主要原因。

造成球化不良的因素也加快球化衰退。

2）尽量降低原铁液含硫、含氧量，适当控制温度。

可添加稀渣剂，加包盖或采用密封式浇注包。

加快浇注，尽量减少倒包、运输及停留时间。

15、对冲天炉熔炼的要求

答：

优质（铁液），低耗，长寿，操作便利。

16、冲天炉熔炼过程主要包括

答：

燃烧过程，热交换过程，冶金反应过程。

17、冲天炉内炉气的分布与温度的分布规律

答：

炉壁附近气流大，流速高，而炉子中心流量小，流速低。

CO2含量最大处温度最高，在此区域以上CO2还原吸热而温度下降，区域以下温度由低逐渐达到最高。

18、脱硫热力学条件

答：

热力学条件：

①高碱度渣有利于脱硫；②氧化铁较高对脱硫有利；

③较高的熔池温度有利于脱硫；④增大渣量有利于脱硫.

19熔炼炉的炉衬

20根据物理、化学反应的不同，冲天炉以燃烧区为核心，自上而下分几个部分

答：

预热区，熔化区，过热区，炉缸区。

21、冲天炉内焦炭分为几种

答：

在冲天炉内，焦炭由两大部分组成：

一部分是底焦，即炉底以上1~2m厚的焦炭层：

另一部分为层焦，它与金属炉料及熔剂分批分层加人炉内。

22、冲天炉网络图

冲天炉网形图理解：

焦耗一定时，随着送风强度的提高，冲天炉的熔化率增加，而铁液的温度先是提高，达到某一最大值后开始下降，风量一定时，随着焦炭消耗率的增加，铁液温度提高，但炉子的熔化率降低，为达到一定的铁液温度，可以用不同的焦耗量与风量的配合。

有色合金

1、人工时效分为

答：

不完全人工时效、完全人工时效、过时效。

2、过共晶Al-Si合金金相

答：

Si量大于13%称为过共晶Al-Si合金，过共晶Al-Si合金组织中的初生硅呈多角形块状。

3、铝硅合金的变质

答:

包括初晶α—Al固溶体，共晶Si，初晶Si三个部分变质或细化。

原因：

硅相在自发非控制生长条件下会长成片状，这种形态的脆相严重地割裂基体，大大降低了合金的强度和塑性

4、铸造铝硅合金四元钠盐变质细化共晶硅存在的问题

答：

（1）衰退严重，钠变质有效时间只有30~60min，超过此时间，变质效果会自行消失，温度越高，失效越快，重熔时，须重新变质，

（2）钠易与铸型中的水汽发生反应，产生皮下气孔，并且加钠使合金黏度增高，阻滞气泡和夹渣的排出，容易形成针孔等缺陷。

（3）钠盐变质时对坩埚壁和工具腐蚀严重。

5、生产上常用的P变质剂种类以及P细化Al-Si合金的初生Si的机理

答：

1）种类：

一类是赤磷或含赤磷的混合变质剂，另一类是含磷的中间合金。

2）机理：

磷在合金中易于与铝形成AlP化合物，根据晶体结构相似理论和晶格常数对应原理，AlP可起Si相的异质晶核的作用，使晶核数目增加，初生硅细化。

6、Al-Cu合金耐热性高为什么

答：

（1）有高的共晶温度（548℃）

（2）α固溶体在350℃以下溶解度变化较小

（3）Cu原子在α中的扩散速度小

（4）第二相θ（Al2Cu）、TMn（AlCuMn3）等成分复杂，热硬性高。

7、Al-4%Cu合金时效过程的四个阶段

答：

（1）形成溶质原子富集区（即GP区或GPⅠ区）。

（2）GP区有细化（即GPⅡ区或θ’’）。

（3）形成过渡相θ’。

（4）形成稳定相θ。

8、有色合金熔炼设备应满足什么要求，才能获得好质量的有色合金液

答：

（1）熔炼平稳，金属液无搅动或少搅动。

（2）熔炼时间短。

（3）能耗少，炉龄长，且使用方便。

（4）生产成本低，价格便宜。

9、铸造铝合金的热处理强化原理与铁碳合金强化原理

答:

铁碳合金的强化是以基体组织的共析转变和同素异性转变为基础获得的，而铸造铝合金的热处理则以合金元素或金属间化合物在α铝固溶体中溶解度的变化为基础来实现。

10、熔炼有色合金的设备

答：

一类为燃料炉，包括使用固体（如焦炭）、液体（如柴油）、气体（天然气）等燃料坩埚炉或火焰炉。

另一类为电炉（包括电弧炉，电阻炉，感应炉等）。

11、无芯工频感应电炉熔鋁的优点及熔炼铝合金的主要问题和补救措施

答：

1）优点：

熔化速度快，生产率高，金属液成分、温度均匀，且易于控制。

结构简单，维修方便，设备寿命长。

2）主要问题：

电磁搅拌作用使铝液翻腾，大量表面氧化膜被卷入铝液中，使夹杂物及含气量增加，变质效果也不易稳定。

3）补救措施：

（1）采用工颇炉-电阻炉双联，铝首先在工颇炉中熔化，然后转入电阻炉保温、精炼和变质。

（2）熔炼时满装料，使铝液面高于感应圈上缘一定距离，电磁搅拌只在铝液内部进行，减少氧化膜破损。

12、铸造铜合金的脱氧原理

答：

溶于铜液中的Cu2O不能用机械方法去除，但它的稳定性较差，分解压大，可用其他与氧亲和力更大的物质去夺取Cu2O中的氧，还原出铜，而生成的新氧化物又不溶于铜液，再设法使它从铜液中排除。

13、Mg-Al-Zn合金为什么控制Al含量在%%和Zn含量小于1%

答：

当铝含量大于8%时，合金的铸造性能随铝含量的增加不断提高，但当铝含量大于9%，时，由于γ相（Mg17Al12）溶入δ-Mg固溶体的溶解速度大大下降，在热处理保温时间内，未溶脆性γ相分布于δ相晶界，使力学性能降低，所以铝含量在8%~%之间。

加入Zn可增加合金的固溶强化效果，除提高抗拉强度和屈服强度外，还可以提高合金的抗蚀性，但增大结晶温度间隔，降低铸造性能，因此加锌量一般应小于1%。

14、镁合金牌号中字母与数字代表的含义

AZ91D表示主要合金元素为Al和Zn，其名义含量分别为9％和1％，D表示AZ91D是含9％Al和1％Zn合金系列的第四位。