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《《材料成形原理》(上)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、《材料成形原理》(上)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)一振動(dòng)條件下結(jié)晶與鑄件宏觀組織的觀察—、實(shí)驗(yàn)原理在鑄件的凝固過(guò)程屮,對(duì)其進(jìn)行振動(dòng),可以通過(guò)以下的機(jī)制細(xì)化鑄件的晶粒組織及增加等軸晶數(shù)量,首先,對(duì)正在凝固中的鑄件進(jìn)行振動(dòng),可以強(qiáng)化液態(tài)金屬的對(duì)流,對(duì)正在生長(zhǎng)著的晶體的沖刷作用,形成液相與固相間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致枝晶的破碎,并游離到鑄件的中心位置,從而增加液相中的晶核數(shù)量,因而細(xì)化晶粒,有利于獲得更多的等軸晶;具次,由于振動(dòng)力的作用,也促進(jìn)鑄件頂部形成的晶體卜?落,即促近結(jié)品雨的形成,并游離到鑄件的中心位置,從而增加液相中的品核數(shù)量,因而細(xì)化品粒;另外,振動(dòng)還可以引起局部的溫度起
2、伏,冇利于枝晶的熔斷和增殖,從而增加液相中的晶核數(shù)雖,因而細(xì)化晶粒。通過(guò)對(duì)靜止條件下和振動(dòng)條件下結(jié)品的鑄件凝固宏觀組織的觀察比較,就能夠說(shuō)明在其它條件相同的悄況下,在凝固過(guò)程中施加振動(dòng)対鑄件凝固組織形態(tài)的影響.二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)鑄件宏觀組織中內(nèi)部等軸晶的形成機(jī)理;2.掌握凝固條件對(duì)鑄件宏觀組織的彩響規(guī)律,并了解控制鑄件宏觀組織的方法和途徑。三、實(shí)驗(yàn)用儀器設(shè)備和工具1.井式堀壩爐及控溫儀表2.澆注工具3.插入式熱電偶5.工頻振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)HG-50F7.臺(tái)釬、砂輪、鋸子8.預(yù)磨機(jī)、拋光機(jī)9.爐料:ZL102合金10.化學(xué)藥品:氫氟酸、灑精四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟
3、1.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)在電組織式圮堀爐中熔化工業(yè)純?cè)囦X,并使Z過(guò)熱至720°C;(2)準(zhǔn)備一個(gè)圓柱形的樹(shù)酯砂樣杯,將其固定在振動(dòng)臺(tái)上(如圖所示),振動(dòng)臺(tái)的振幅可在0~2mm內(nèi)調(diào)整;(3)將熔化好的鋁液澆入樹(shù)酯砂樣杯中,同時(shí)打開(kāi)振動(dòng)臺(tái)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行振動(dòng)直至凝固結(jié)束;同時(shí)在靜止的條件下用和同的樣杯澆注一個(gè)試樣,使其在靜止的條件下凝固;(4)取出凝固的樣品投水中使其冷卻,然后將圓柱形的樣品沿軸線方向從中間鋸開(kāi);(4)將從鋸開(kāi)半個(gè)樣品在預(yù)磨機(jī)上僭平,并拋光;(5)在樣品的拋光后表面上涂擦質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%濃度的氫緘酸,即可觀察樣品的宏觀晶粒纟R織形態(tài)。2.實(shí)驗(yàn)記錄:分別繪制動(dòng)
4、態(tài)條件下和靜止條件下澆注樣品的宏觀組織屮從表面到中心的晶體形態(tài)。五、分析討論1.正常澆注鑄件宏觀組織的組成是怎樣的,各部分的形成機(jī)理有哪些?2.振動(dòng)條件下澆注鑄件宏觀組織與靜態(tài)澆注鑄件宏觀組織有何區(qū)別?振動(dòng)對(duì)鑄件宏觀組織的影響機(jī)理是什么?實(shí)驗(yàn)二鑄件動(dòng)態(tài)凝固曲線的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)原理和目的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模唬?)熟悉鑄件長(zhǎng)圓柱形鑄件凝固溫度場(chǎng)的測(cè)量方法;(2)掌握鑄件動(dòng)態(tài)凝固曲線的概念及其測(cè)量原理和方法;(3)加深對(duì)鑄件不同凝固方式概念的理解,了解合金成分對(duì)凝固方式的彩響;實(shí)驗(yàn)原理:鑄件的凝固方式根據(jù)其止在凝固區(qū)域的大小可以分為逐層凝固、體積凝固利中間凝固三種凝固方式。如
5、圖下所示,在鑄型中由表面到中心部位按一定間距測(cè)量澆注后鑄件上不同部位的溫度-時(shí)間Illi線,即凝固溫度場(chǎng)(圖a),再在測(cè)量距離-時(shí)間坐標(biāo)上分別做出各測(cè)量點(diǎn)處開(kāi)始凝固時(shí)間點(diǎn)和凝固結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的聯(lián)線即為動(dòng)態(tài)凝固曲線(圖c),前者為液相線邊界,示者為固相線邊界,同一時(shí)刻,液相線邊界與固相線邊界間的距離即為此時(shí)鑄件正在凝固區(qū)域的寬度,根據(jù)測(cè)雖的不同合金的凝固區(qū)域?qū)挾榷ㄐ缘乇容^其凝固方式。ooooO272171265544P書(shū).086420???ooOH-X三、實(shí)驗(yàn)用儀器設(shè)備和工具1.井式垃堪爐及控溫儀表2.澆注工具3.長(zhǎng)圓柱形砂型并由表面到屮心安放5只測(cè)溫?zé)犭娕?.多
6、路溫度記錄儀7.臺(tái)式電腦顯示并記錄溫度-時(shí)間1111線8.預(yù)磨機(jī)、拋光機(jī)9.爐料:ZL105合金和工業(yè)純鋁四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟1.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)準(zhǔn)備一個(gè)內(nèi)徑為<1)80mm的圓柱型樹(shù)酯砂型,在同一水平面位置,上從內(nèi)表面到屮心部位按等距離安放5只測(cè)溫?zé)犭娕迹?1)將每只熱電偶連接到多路溫度記錄儀上,并將多路溫度記錄儀與電腦連接;(2)在井式堆垠爐內(nèi)熔化ZL105合金和工業(yè)純鋁,并過(guò)熱至7()()°C和720°C(3)打開(kāi)溫度記錄儀和電腦準(zhǔn)備記錄,將熔化的ZL105介金和工業(yè)純鋁分別澆入鬪柱型樹(shù)酯砂型內(nèi),記錄下5個(gè)不同位置上的溫度■時(shí)間曲線。1.實(shí)驗(yàn)記錄:記錄每
7、次實(shí)驗(yàn)的條件,包括:合金成分、澆注溫度、樣杯尺寸、由外到內(nèi),每個(gè)測(cè)量熱電偶的的安放位置;每次實(shí)驗(yàn)示,將計(jì)算機(jī)屮存儲(chǔ)的5條溫度■時(shí)間曲線在打印機(jī)上打印下來(lái)。五、分析討論1.由測(cè)量的溫度■時(shí)間曲線和熱電偶的相對(duì)位置,繪制每種合金澆注試樣的動(dòng)態(tài)凝固曲線,從動(dòng)態(tài)凝固曲線上的液相邊界和固相邊界分析合金的凝固特性。2.結(jié)合所測(cè)雖的不同成分合金的動(dòng)態(tài)凝固曲線,說(shuō)明介金的成分對(duì)凝固特性的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)三合金流動(dòng)性的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)原理和目的通過(guò)測(cè)定在特定的澆注條件(澆注速度、澆注溫度及澆注合金的壓頭)和特定的鑄型條件下液態(tài)合金充型螺旋試樣的長(zhǎng)度來(lái)衡量流動(dòng)性的好壞,若澆出的螺旋線
8、越長(zhǎng),表示合金的流動(dòng)性越好。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1)驗(yàn)證合金