材料工程基础总复习题(含答案)

材料工程基础总复习题(含答案)内容摘要：

含量，使之符合钢的成分要求； 生成的 CO气体排出时能够搅动熔池，促进化渣和传热，均匀温度和成分； 加速金属和炉渣之间的物化反应，并能带走钢中的有害气体和非金属夹杂物，如氮、氢。 [C]+[O]=CO↑ +Q1 2[C]+O2=2CO ↑ +Q2 [C]+(FeO)=[Fe]+CO ↑ Q3 试说明碱性氧化法电弧炉炼钢的基本过程以及电弧炉钢的质量特点。 补炉期 装料期 熔化期 氧化期 还原期 出钢 电弧炉钢的质量特点： a)电弧炉钢能夹杂物很少 b)电弧炉炼钢 c)电弧炉冶炼成分易控制最大限度地去除磷和硫 试说明顶吹氧气转炉炼钢的基本过程以及顶吹氧气转炉钢的质量特点。 装料 吹炼 造渣 脱氧和出钢 ①钢中气体含量少②有害杂质元素磷、硫的含量较低；脱磷率为 90~95%，脱硫率 70~80%。 ③残余元素和非金属夹杂物含量低④机械性能好：冷加工性、抗时效性、锻造和焊接性能都较好 1磷和硫对钢有哪些危害。 写出脱磷和脱硫的反应式。 硫主要由炼钢原料、燃料中带入钢中，它是在冶炼时不能除尽的有害杂质，其影响 主要有： a）恶化钢的热加工性能 —— 热脆 b）使钢的铸造性能和焊接性能变坏 c）降低钢的使用性能 ①炉渣脱硫 [FeS]+(CaO)→ (FeO)+(CaS)Q (FeS)+(CaO)→ (FeO)+(CaS)Q ②气化脱硫 [S]+2[O] → SO2气 [S]+O2 → SO2气 [S]+2(FeO) → SO2气 +2[Fe] 磷也是钢过程中不能除尽的元素，它在大多数钢中是有害的，主要表现在： a）磷使钢的偏析严重 b）磷含量高时钢会发生冷脆 c）磷促进钢的回火脆性，还使钢的焊接性能变坏 . 反应： 2[P]+5(FeO)=P2O5+5[Fe] P2O5+4(CaO)=(4CaO P2O5) 或 P2O5+3(CaO)=(3CaO P2O5) 总式： 2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO P2O5)+5[Fe] 或 2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO P2O5)+5[Fe] 1试分析炼钢过程中脱磷和脱硫的基本条件。 在何种条件下出现回磷现象。 应如何防止。 炼钢过程中某一时期（特列是炉内预脱氧到出钢期间，甚至在盛钢桶中），当脱磷的基本条件得不到满足时，被脱除的磷重新返回到钢液中的现象。 防止回磷的方法 ：在炼钢后期控制钢液温度不过高；减少钢液在钢包中的停留时间；提高钢包中的渣层碱度；用碱性炉衬钢包。 脱硫的条件 :高的炉温；高的炉渣碱度。 还原渣 脱磷的温度：较低的炉温；较高的炉渣碱度（ 3~4）；形成较高氧化铁浓度（ 15%~30%）的氧化性炉渣和造成氧化性炉内气氛。 增大渣量或多次换渣操作。 1铝合金熔炼的特征有哪些。 1）熔化时间长：铝的熔化潜热大，比热大，消耗热量，熔速小。 2）易吸氧：与氧生成 Al2O3。 该膜一旦破坏，进入的氧气很难去除。 且 Al2O3会随熔体进入铝锭。 减少氧化是铝及其合金熔炼的重要问题。 3）易吸氢：吸入的氢，在固相及液相两者中的溶解度相差很大。 结晶时，形成气孔和疏松的氢化物，减少吸氢又是熔炼的另一种重要问题。 4）易吸收金属杂质：铝是高活性的合金元素，易吸收铁质坩锅和工具中溶解的铁，或从炉衬中的氧化物及熔剂的氯盐中置换出铁、硅、锌等金属杂质。 杂质进入铝熔体中很难去除。 并随熔炼次数增多而增多，防杂质污染是铝熔炼的第三个重要问题。 1简述火法冶金和湿法冶金的基本工艺过程。 火法冶金基本工艺过程：矿石准备、冶炼、精炼。 湿法冶金基本工艺过程：浸出、固液分离、溶液净化、金属或化合物提取。 1在生产中提高液态金属的充型能力的措施有那些。 正确选择合金成分和采用合理的熔炼工艺 调整铸型的性质 改善浇注 条件 1影响液态金属冲型能力的因素有哪些。 液态合金的流动性：（ 1）合金的种类和化学成分。 （ 2）合金的结晶方式。 （ 3）合金的物理性质 （ 4）结晶特点 浇注条件：（ 1）浇注温度（ 2）充型压力 3）浇注系统的结构 铸型的性质：（ 1）铸型的蓄热系数 （ 2）铸型温度 （ 3）铸型的表面状态和铸型中的气体 铸件结构：（ 1）折算厚度 （ 2）铸件复杂程度 1试述铸件产生热裂和冷裂的原因、裂纹的形态及其防止措施。 热裂的产生原因：铸件在凝固过程中，在固相线温度附近形成的。 此时结晶骨架已经 完成，但晶粒间还有少量液体，强度很低，其收缩时受到铸型、型芯等阻碍，则产生热裂纹。 热裂的形状特征是：沿晶界萌生和扩展、缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。 热裂的防止： ① 应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。 ② 应提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力。 ③ 合理。