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材料成型（本站推荐）

第一篇：材料成型（本站推荐）1.固态金属加热膨胀，液态金属的粘度，表面张力的本质是什么？从一个晶格常数变成另一个晶格常数，晶体尺寸增大，即膨胀；粘度是原子间结合力；表面张力是质点间作用力不平衡引起的质点间作用力。2.金属的熔化过程是一熵值增大的过程，为什么？金属的熔化过程是金属原子由规则排列变成不规则排列的过程，熵值变化是系统结构紊乱性变化的量度，原子规则排列熵值小，不规则排列熵值大。3.液态金属的结构是什么（理想和实际）理想：原子集团、游离原子、空穴；实际：原子集团、游离原子、空穴、夹杂物及气泡等4.液态金属的结构瞬息万变，存在的三个相起伏是什么？温度（能量）起伏、结构（相）起伏、成分（浓度）起伏。5.粘度，表面张力的影响因素和在材料成型中的意义；一、粘度：影响因素是化学成分（难溶化合物的液体粘度较高，熔点低的共晶成分合金的粘度低）、温度（液体金属的粘度随温度的升高而降低）和夹杂物（液态金属中呈固态的非金属夹杂物使液态金属的粘度增加）。意义：1）、对液态金属净化的影响，液态金属中存在各种夹杂物及气泡等，必须尽量除去。2）、对液态合金流动阻力的影响，粘度对层流影响大。3）、对凝固过程中液态合金对流的影响，粘度越大，对流强度越小。二、表面张力：影响因素是熔点（表面张力的实质是质点间作用力，故原子间结合力大的物质，其熔点、沸点高，则表面张力往往越大）、温度（大多数合金和金属，其表面张力随着温度升高而降低）和溶质元素（溶质元素对液态金属表面张力影响有两大类，是表面张力降低的溶质元素叫表面活性元素；使表面张力增大的溶质元素叫非表面活性元素）。意义：在材料加工工艺中经常遇到的毛细现象，主要是受表面张力所控制。表面张力对铸件的凝固过程的补缩状况对是否出现热裂缺陷有重大影响，界面现象影响到液态成型加工的整个过程，晶体成核及生长、缩松、热裂、夹杂及气泡等铸件缺陷都与表面张力关系密切。6.界面润湿角越小，则界面张力越小，界面越稳定，界面结合力越大，请说明本质原因润湿角是衡量界面张力的标志，界面张力达到平衡时，存在以下关系σLS=σCS+σCLCOSθ,即界面原子配位度大，晶格畸变小，界面张力小，界面结合力越大。7.影响充型能力的因素有哪些？怎样影响？第一类因素：金属性方面的因素①金属密度ρ②金属的比热容C③金属的热导率λ④金属的粘度η⑤金属的结晶潜热L⑥金属的表面张力σ⑦金属的结晶特点。第二类因素：铸型方面的因素①铸型的蓄热系数②铸型的密度ρ③铸型的比热容C④铸型的导热率λ⑤铸型的温度⑥铸型的涂料层⑦铸型的发气性和透气性。浇注条件方面的因素：①液态金属的浇注温度②液态金属的静压头H③浇注系统中压头损失总和④外立场。第四类因素：铸件结构方面的因素①铸件折算厚度②由铸件结构所规定的型腔的复杂程度引起的压头损失。8.为什么说过冷度是液态金属凝固的驱动力？固相自由能为Gs，液相自由能为GL，当T=Tm时，GL=Gs，固液相为热力学平衡状态；当T>Tm时，GLGs，结晶才能自发进行。这时两相自由能之差∆Gv就构成两相变（结晶）的驱动力。∆Gv=GL-Gs=(HL-Hs)-T(SL-Ss)又HL-Hs=L,SL-Ss=∆S，其中L为结晶潜热，∆S为融化熵。当T=Tm时，∆Gv=T-Tm∆S=0所以有∆S=L/Tm，因此可得∆Gv=L(Tm-T)/Tm=∆TL/Tm,(∆T=Tm-T)式中∆T为过冷度，对于给定金属，L与Tm均为定值，故∆Gv仅与∆T有关。因此，液态金属凝固的驱动力是由过冷度提供，过冷度越大，∆Gv越大，自由能变化越大，现象越易发生，即凝固驱动力越大。9.根据凝固中的溶质再分配的程度或凝固速度的快慢，将金属的凝固分为哪三种？与凝固速度有何关系？分为以下三种：①平衡凝固：溶质在固相和液相中都充分均匀扩散，凝固速度十分缓慢。②近平衡凝固：1、固相无扩散，液相均匀混合的溶质再分配；2、固相无扩散，液相无对流而只有有限扩散的溶质再分配；3、固相无扩散，液相有对流的溶质再分配。凝固速度较快。③非平衡凝固，凝固速度很快。10.为什么金属的凝固不能瞬时完成？金属要凝固必须要克服哪两个能障？金属凝固必须克服动力学能障和热力学能障，它们都与界面状态密切相关。凝固过程中产生固液界面使体系的自由能增加，导致凝固过程不能瞬时完成，也不可能在很大范围内进行，只能逐渐形核生长，依靠三个相起伏的作用克服这两个能障，才能完成液体到固体的转变。11.什么叫形核率？过冷度越大，形核率越大，这句话对么？异质形核的形核率与金属的温度及在该温度的保持时间有何关系？（1）形核率：为单位时间、单位体积生成固相核心的数目。（2）这句话不对。随过冷度增加，形核率增加，达到最大值后，则不但不增加，反而下降，在实际生产条件下，过冷度不是很大，故形核率随过冷度的增加而上升。