金屬工藝學複習題 大題 山東理工

2023-02-10 05:36:02 字數 5080 閱讀 2772

澆注溫度過高、過低常出現哪些鑄造缺陷?說明解決辦法。

(1)澆注溫度過高:易產生氧化、氣孔、縮孔、晶粒粗大等缺陷。

(2)澆注溫度過低:易產生冷隔、澆不足等缺陷。

解決辦法:高溫出爐,低溫澆注。

1、既然提高澆注溫度可以提高液態金屬的充型能力,但為何要防止澆注溫度過高?p34

澆注溫度過高時,一方面鑄件易產生縮孔、縮松、氣孔,鑄件粘砂嚴重;另一方面鑄件的冷卻速度下降,導致晶粒粗大,使鑄件機械效能下降。

2.合金的流動性與充型能力有何關係?為什麼共晶成分的金屬流動性比較好?

合金的流動性好,則充型能力就高。

共晶成分合金的是恆溫結晶,結晶是從表層向中心逐層凝固,凝固層表面較光滑,對

尚未凝固的金屬的流動阻力小,故流動性好;

共晶成分時,熔點低,因而流動性好。

3、簡述鑄造生產中改善合金充型能力的主要措施。

(1)適當提高澆注溫度。(2)保證適當的充型壓力。(3)使用蓄熱能力弱的造型材料。如砂型。(4)預熱鑄型。(5)使鑄型具有良好的透氣性。

4、簡述縮孔產生的原因及防止措施。

凝固溫度區間小的合金充滿型腔後,由於逐層凝固,鑄件表層迅速凝固成一硬殼層,而內部液體溫度較高。隨溫度下降,凝固層加厚,內部剩餘液體由於液態收縮和補充凝固層的凝固收縮,體積減小,液面下降,鑄件內部產生空隙,形成縮孔。

措施:(1)使鑄件實現「定向凝固」,按放冒口。(2)合理使用冷鐵。

5、簡述縮松產生的原因及防止措施。

出現在呈糊狀凝固方式的合金中或斷面較大的鑄件中,被樹枝狀晶體分隔開的液體區難以得到補縮所致。

措施:(1)、盡量選用凝固區域小的合金或共晶合金。

(2)、增大鑄件的冷卻速度,使鑄件以逐層凝固方式進行凝固。

(3)、加大結晶壓力。

6.縮孔與縮松對鑄件質量有何影響?為何縮孔比縮松較容易防止?

縮孔和縮松使鑄件的有效承載面積減少,且在孔洞部位易產生應力集中,使鑄件力學效能下降;縮孔和縮松使鑄件的氣密性、物理效能和化學效能下降。

縮孔可以採用順序凝固通過安放冒口,將縮孔轉移到冒口之中,最後將冒口切除,就可以獲得緻密的鑄件。而鑄件產生縮松時,由於發達的樹枝晶布滿了整個截面而使冒口的補縮通道受阻,因此即使採用順序凝固安放冒口也很無法消除。

7.什麼是定向凝固原則?什麼是同時凝固原則?各需採用什麼措施來實現?上述兩種凝固原則各適用於哪種場合?

定向凝固就是在鑄件上可能出現縮孔的厚大部位安放冒口,使鑄件上遠離冒口的部位先凝固然後是靠近冒口的部位凝固,最後才是冒口本身的凝固。

同時凝固,就是採取必要的工藝措施,使鑄件各部分冷卻速度盡量一致。

實現定向凝固的措施是:設定冒口;合理使用冷鐵。它廣泛應用於收縮大或壁厚差較大的易產生縮孔的鑄件,如鑄鋼、高強度鑄鐵和可鍛鑄鐵等。

實現同時凝固的措施是:將澆口開在鑄件的薄壁處,在厚壁處可放置冷鐵以加快其冷卻速度。它應用於收縮較小的合金(如碳矽質量分數高的灰鑄鐵)和結晶溫度範圍寬,傾向於糊狀凝固的合金(如錫青銅),同時也適用於氣密性要求不高的鑄件和壁厚均勻的薄壁

8.鑄造應力有哪幾種?形成的原因是什麼?

鑄造應力有熱應力和機械應力兩種。

熱應力是鑄件在凝固和冷卻過程中,由於鑄件的壁厚不均勻、各部分冷卻速度不同,以至在同一時期內鑄件各部分收縮不一致而引起的。

機械應力是鑄件在冷卻過程中因固態收縮受到鑄型或型芯的機械阻礙而形成的應力。

9、鑄件熱應力分布規律是什麼?如何防止鑄件變形?

鑄件薄壁處受壓應力,厚壁處受拉應力。

(1)減小鑄造應力。

合理設計鑄件的結構,鑄件盡量形狀簡單、對稱、壁厚均勻。

採用同時凝固的工藝。鑄件時效處理。(2)反變形法。

10.試從鑄造效能、機械效能、使用效能等方面分析形狀複雜的車床床身採用普通灰口鑄鐵的原因。

普通灰口鑄鐵鑄造效能好,流動性好,適宜鑄造形狀複雜的鑄件。

車床床身使用時只承受壓應力,不承受衝擊,普通灰口鑄鐵可以滿足要求。

普通灰口鑄鐵具有較好的減震性、耐磨性,缺口敏感性小,切削加工性好。

11、簡述影響石墨化的主要因素。

(1)化學成分:碳形成石墨,又促進石墨化。

si強烈促進石墨化,s阻礙石墨化,p、mn影響不顯著。

(2)冷卻速度:緩冷時,石墨可順利析出。反之,則易產生白口。

12.何謂鑄件的澆注位置?其選擇原則是什麼?

澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置。

原則:(1)鑄件的重要加工面應朝下或位於側面。

(2)鑄件大平面應朝下。

(3)面積較大的薄壁部分應置於鑄型下部或垂直、傾斜位置。

4)易縮孔件,應將截面較厚的部分置於上部或側面,便於安放冒口。

13.何為鑄型的分型面?其選擇原則是什麼?

分型面是指鑄型組元之間的結合面。

應使造型工藝簡化。應盡量使鑄件的全部或大部置於同一砂箱中,以保證的鑄件精度。應盡量使型腔和主要芯處於下型,以便於造型、下芯、合箱及檢驗鑄件的壁厚。

14.普通壓鑄件能否熱處理?為什麼?

普通壓鑄件不能熱處理

由於充型速度快,型腔中的氣體難以排出,壓鑄件易產生皮下氣孔。若鑄件進行熱處理,則氣孔中氣體產生熱膨脹壓力,可能使鑄件表面起泡或變形。

15.為什麼用金屬型生產灰鑄鐵件常出現白口組織?生產中如何預防和消除白口組織?

金屬型澆注鑄鐵件出現白口組織的原因是金屬型導熱能力強,鑄件冷卻速度快。

預防:鑄件壁厚不宜過薄(一般應大於15mm);金屬型應保持合理的工作溫度(預熱鑄型);採用碳、矽的質量分數高的鐵水(兩者之和不小於6%);對鐵液進行孕育處理。

消除:利用出型時鑄件的自身餘熱及時進行退火。

18.為什麼要規定鑄件的最小壁厚?灰鑄鐵件的壁厚過大或區域性過薄會出現哪些問題?

鑄件壁太薄,金屬液注入鑄型時冷卻過快,很容易產生冷隔、澆不足、變形和裂紋等缺陷。為此,對鑄件的最小壁厚必須有乙個限制。

灰鑄鐵件壁厚過大,容易引起石墨粗大,使鑄件的力學效能下降;還會造成金屬的浪費。灰鑄鐵件的壁厚區域性過薄,除產生冷隔、澆不足、變形和裂紋等缺陷外,還會形成白口組織。

19、鑄件壁間轉角處為何要設計結構圓角?

直角連線處形成金屬積聚,而內側散熱條件差,較易產生縮松和縮孔;

在載荷作用下,直角處的內側易產生應力集中;

直角連線時,因結晶的方向性,在轉角的分角線上形成整齊的分介面,分界面上集中了許多雜質,使轉角處成為鑄件的薄弱環節。

圓角連線可美化鑄件外形,避免劃傷人體;

內圓角可防止金屬液流將型腔尖角沖毀。

1.分析圖示軌道鑄件熱應力的分布,並用虛線表示出鑄件的變形方向。工藝上如何解決?

軌道上部較下部厚,上部冷卻速度慢,而下部冷卻速度快。因此,上部產生拉應力,下部產生壓應力。變形方向如圖。反變形法

5.如圖一底座鑄鐵零件,有兩種澆注位置和分型面方案,請你選擇一最佳方案,並說明理由。

方案(ⅱ)最佳.。

理由:方案(ⅰ)是分模造型,上下鑄件易錯邊,鑄件尺寸精度差。

方案(ⅱ)是整模造型,鑄件尺寸精度高。內腔無需砂芯成型,它是靠

上、下型自帶砂芯來成形。

6.下圖為支架零件簡圖。材料ht200,單件小批量生產。

(1)選擇鑄型種類

(2)按模型分類應採用何種造型方法?

(3)在圖中標出分型面、澆注位置、加工餘量

(1)砂型鑄造,(2)整模造型

(3)分型面、澆注位置、加工餘量:見圖

9.如圖,支架兩種結構設計。

(1)從鑄件結構工藝性方面分析,何種結構較合理?簡要說明理由。

(2)在你認為合理的結構圖中標出鑄造分型面和澆注位置。

(1)(b)結構較為合理。因為它可省去懸臂砂芯。

(2)見圖。分型面。澆注位置(說明:澆注位置上下可對調)

`12.如圖所示鑄件結構是否合理?如不合理,請改正並說明理由。

鑄件上部太厚,易形成縮孔,壁厚不均勻易造成熱應力。可減小上部壁厚,同時設加強筋。無結構圓角,拐彎處易應力、開裂。設圓角。

3.某廠鑄造乙個φ1500mm的鑄鐵頂蓋,有圖示兩個設計方案,分析哪個方案的結構工藝性好,簡述理由。

(a)圖合理

(b)圖結構為大的水平面,不利於金屬液體的充填,易造成澆不足、冷隔等缺陷;不利於金屬夾雜物和氣體的排除,易造成氣孔、夾渣缺陷;大平面型腔的上表面,因受高溫金屬液的長時間烘烤,易開裂使鑄件產生夾砂結疤缺陷。

7.圖示鑄件的兩種結構設計,應選擇哪一種較為合理?為什麼?

零件一:(b)合理。它的分型面是一平面,可減少造型工作量,降低模板製造費用。

零件二:(a)合理。凸台便於起模,而a圖所示的凸台需用活塊或增加外部芯子才能起模。

8.改正下列砂型鑄造件結構的不合理之處。並說明理由

(a)圖:鑄件外形應力求簡單,盡量不用活塊和型芯。圖a上凸台妨礙起模,需採用活塊或型芯或三箱造型。將外凸改為內凸,有利於外形起模,且不影響內腔成形。

(b)圖:凸台結構應便於起模。圖示的凸台需用活塊或增加外部芯子才能起模。將凸台延長到分型面,省去了活塊或芯。

9.改正下列砂型鑄造件結構的不合理之處。並說明理由

(a)圖:減少鑄件分型面的數量,可以降低造型工時,減少錯箱、偏芯等缺陷,提高鑄件的尺寸精度。

(b)圖:設計時應盡量分散和減少熱節,避免多條筋互相交叉,防止產生熱應力和縮孔與縮松。

10.改正下列砂型鑄造件結構的不合理之處。並說明理由

(a)圖:凸台結構應便於起模。圖示的凸台需用活塊或增加外部芯子才能起模。將凸台

延長到分型面,省去了活塊或芯。

(b)圖:鑄件壁不宜過厚,否則易引起晶粒粗大,還會出現縮孔、縮松、偏析等缺陷,使鑄件的力學效能下降;過厚的鑄件壁,還會造成金屬的浪費。

3、解釋鑄錠鍛造後力學效能提高的原因。

由於塑性變形及再結晶,改變了粗大、不均勻的鑄態組織,獲得細化了的再結晶組織;

將鑄錠中的氣孔、縮松等壓合在一起,使金屬更加緻密。

4、簡述化學成分和金相組織對金屬可鍛性的影響。

純金屬的可鍛性比合金好;碳鋼的含碳量越低,可鍛性好;鋼中有形成碳化物的元素時,可鍛性顯著下降。

純金屬及固溶體的可鍛性好,碳化物的可鍛性差;鑄態鑄狀組織和粗晶結構的可鍛性不如晶粒細小而均勻的組織。

1.什麼是金屬的可鍛性?可鍛性以什麼來衡量?簡要敘述影響可鍛性的因素。

金屬的鍛造性是衡量材料經受壓力加工時的難易程度的一種工藝效能。鍛造性的好壞,常用金屬的塑性和變形抗力兩個指標來衡量。塑性高,變形抗力低,則鍛造性好;反之,則鍛造性差。

金屬的鍛造性取決於金屬的本質和變形條件。

2.簡述變形速度對塑性和變形抗力的影響。

金屬工藝學複習題 大題 山東理工

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