材料成型原理復(fù)習(xí)題

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1、材料成型原理復(fù)習(xí)題1第一章1.液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：存在能量起伏、結(jié)構(gòu)（或相）起伏或者成分（或濃度）起伏。p112.液態(tài)合金的粘度的有意義：可視為作用于液體表面的應(yīng)力τ大小與垂直于該平面方向上的速度梯度dνx/dνy的比例系數(shù)。3.影響表面張力的因素：熔點(diǎn)、溫度、溶質(zhì)元素。4.表面和界面的概念區(qū)別。液體或固體同空氣或真空接觸的界面叫表面。任意兩相的交界面叫界面。5.液態(tài)成形鑄造：熔融金屬在重力或外力的作用下充型、冷凝獲得鑄件的一種成形方法，包括熔煉、澆注和凝固等過(guò)程，該工藝具有其他金屬成形方法無(wú)可比擬的適應(yīng)性。6.液態(tài)成形的基本問(wèn)題有哪些？1.凝固組織的形成與控制，2

2、.鑄造缺陷的防止與控制，3.鑄件尺寸精度及表面質(zhì)量的控制。7.流變鑄造的概念。對(duì)于流體，當(dāng)施加的切應(yīng)力小于屈服切應(yīng)力時(shí)，它如同固體一樣不能流動(dòng)，但可以像固體一樣搬動(dòng)，但當(dāng)施加的切應(yīng)力大于屈服切應(yīng)力時(shí)，即使固相體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%~70%，合金仍具有液態(tài)的性質(zhì)，能很好地流動(dòng)，把這種半固態(tài)金屬漿料直接鑄成錠或在壓力下制成鑄件，稱為流變鑄造。8.鑄鍛焊技術(shù)的流程和相互關(guān)聯(lián)性？第二章1.流動(dòng)性與充型能力概念。流動(dòng)性：熔融合金本身的流動(dòng)能力。充型能力：在實(shí)際生產(chǎn)條件下的熔融金屬是否能夠順利充滿型腔從而得到輪廓清晰形狀完整的鑄件，這種能力被稱為合金的充型能力2.鑄件凝固時(shí)間計(jì)算公式

3、：平方根公式、折算厚度R=V/S。利用平方根定律計(jì)算出得鑄件凝固時(shí)間比實(shí)際凝固時(shí)間要長(zhǎng)，因?yàn)槠椒礁蓻](méi)有考慮鑄件厚度沿四周板厚方向的散熱。平方根定律對(duì)大平板、球體和長(zhǎng)圓柱體鑄件比較準(zhǔn)確。第三章1.金屬必須要有一定過(guò)冷度才能發(fā)生液-固相變的原因。由熱力學(xué)可以知道，物質(zhì)的穩(wěn)定狀態(tài)一定時(shí)是自由能最低的狀態(tài)。當(dāng)T=Tm時(shí)，兩相處于平衡狀態(tài)。當(dāng)T<Tm時(shí)，固相自由能低于液相自由能，結(jié)晶才能自發(fā)進(jìn)行。而促使這種轉(zhuǎn)變發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力，就是這兩種狀態(tài)的自由能之差值。沒(méi)有過(guò)冷度，驅(qū)動(dòng)力就不復(fù)存在。故液態(tài)金屬只有在有過(guò)冷度的條件下才能發(fā)生凝固。2.金屬凝固時(shí)的自由能變化有兩部分組成：

4、相變驅(qū)動(dòng)力為體積自由能的降低，相變阻力為表面能的升高。3.液態(tài)金屬的凝固需克服熱力學(xué)能障和動(dòng)力學(xué)能障才能不斷進(jìn)行。4.均質(zhì)形核、異質(zhì)形核的概念。會(huì)推導(dǎo)均質(zhì)形核的臨界形核功的公式，及理解其物理意義。均質(zhì)形核：在沒(méi)有任何外來(lái)界面的均勻熔體中的形核過(guò)程；異質(zhì)形核：在不均勻的熔體中依靠外來(lái)雜質(zhì)或型壁界面提供的襯底進(jìn)行形核的過(guò)程5.對(duì)于“過(guò)冷度越大，形核率越大”的說(shuō)法，對(duì)嗎？為什么錯(cuò)誤。因?yàn)楫?dāng)過(guò)冷度達(dá)到某一值，即溫度降到某一溫度時(shí)，由于原子擴(kuò)散能力的減小而致使形核率降低的程度大于因過(guò)冷度增加帶來(lái)的形核率的增加程度，將使形核率減小。6.金屬凝固過(guò)程的宏觀長(zhǎng)大方式（兩種），長(zhǎng)大方式

5、主要取決于什么。P45（界面前方液體中的溫度分布，即溫度梯度）平面方式長(zhǎng)大，樹(shù)枝晶方式生長(zhǎng)，取決于界面前方液體的溫度分布7.固液界面的微觀結(jié)構(gòu)有哪幾種，形成這樣的界面是由什么決定的。粗糙界面，平整界面。由杰克遜因子決定的8.粗糙界面與光滑界面的概念。1粗糙界面：界面固相一側(cè)的點(diǎn)陣位置只有約50%被固相原子所占據(jù)，形成坑坑洼洼、凹凸不平的界面結(jié)構(gòu)。光滑界面：界面固相一側(cè)的點(diǎn)陣位置幾乎全部為固相原子所占滿，只留下少數(shù)空位或臺(tái)階，從而形成整體上平整光滑的界面結(jié)構(gòu)。粗糙界面與光滑界面的概念。9.Jakson因子a可以作為固-液界面微觀結(jié)構(gòu)的判據(jù)，凡a≤2的晶體，其生長(zhǎng)界面為粗

6、糙，凡a＞5的晶體，其生長(zhǎng)界面為光滑。10.熔化熵值與金屬與非金屬、固液界面微觀結(jié)構(gòu)間的關(guān)系如何？杰克遜模型認(rèn)為當(dāng)α≤2時(shí)，：固液界面上有一半點(diǎn)陣位置被原子占據(jù)，另一半位置則空著，微觀上是粗糙的稱為粗糙界面；當(dāng)α＞2時(shí)，界面上的位置幾乎被原子占據(jù)，微觀上是光滑的，稱為光滑界面。α由兩項(xiàng)因子構(gòu)成，一項(xiàng)為熔化熵值，一項(xiàng)為取向因子。絕大部分金屬的熔化熵均小于2，其α值也小于2。故在其結(jié)晶過(guò)程中，固液界面是粗糙界面。11.金屬凝固過(guò)程的微觀長(zhǎng)大方式（三種）p49~50連續(xù)生長(zhǎng)，二維生長(zhǎng)，螺旋生長(zhǎng)第四章1.溶質(zhì)再分配的概念。P52從形核開(kāi)始到凝固結(jié)束，在整個(gè)結(jié)晶過(guò)程中固液兩相的

7、內(nèi)部將不斷進(jìn)行著溶質(zhì)的重新分布過(guò)程稱為合金結(jié)晶過(guò)程的溶質(zhì)再分配2.根據(jù)溶質(zhì)再分配程度，合金的凝固可分為平衡凝固、近平衡凝固、非平衡凝固。P533.金屬（合金）凝固過(guò)程中由熱擴(kuò)散控制的過(guò)冷稱為熱過(guò)冷。P594.成分過(guò)冷的判據(jù)，成分過(guò)冷的大小受哪些因素的影響？凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配引起固－液界面前沿的溶質(zhì)富積，導(dǎo)致界面前沿熔體液相線的改變而可能產(chǎn)生所謂的“成分過(guò)冷”。GLmLC0(1-K0)<RDLK0其判據(jù)為：不難看出，下列條件有助于形成“成分過(guò)冷”：(1)液相中溫度梯度GL小，即溫度場(chǎng)不陡。(2)晶體生長(zhǎng)速度快（R大）。(3)液相線斜率mL大。(