金属工艺学第五版课后答案

金属工艺学第五版课后答案内容摘要：

铸件热应力和机械应力。 它们对铸件质量将产生什么影响。 如何防止铸件变形。 铸件的固态收缩受到阻碍而引起的应力，称为铸造应力。 热应力：由于铸件各部分冷却速度不同，以致在同一时期内收缩不一致，而且 各部分之间 存在约束作用，从而产生的内应力，称为热应力。 铸件冷却至室温后，这种热 应力依然存在 ，故又称为残余应力。 机械应力：是由于铸件的收缩受到机械阻碍而产生的，是 暂时性的，只要机械阻碍一消除，应力也随之消失。 铸造应力的存在会带来一系列不良影响，诸如使铸件产生变形、裂纹 ，降低承载能力，影响加工精度等。 防止铸件变形的途径 ①工艺方面 “同时凝固”原则进行凝固。 为此，应将内浇道开设在薄壁处，在厚壁部位安放冷铁，使铸件各部分温差很小，同时进行凝固，由此热应力 可减小到最低限度。 应该注意的是，此时铸件中心区域往往出现缩松，组织不够致密。 ，及早落砂、打箱以消除机械阻碍，将铸件放入保温坑中缓冷，都可减小铸造应力。 ②结构设计方面 应尽量做到结构简单，壁厚均匀，薄、厚壁之间逐渐过渡，以减小各部分的温差，并使各部分能比较自由地进行收缩。 ③铸件产生热应力后，可用自然时效、人工时效等方法消除。 灰口铸铁和白口铸铁在组织和性能上有何区别。 （ 1）组织区别：白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（ Fe3c）形式存在，断口呈亮白色。 灰口铸铁碳大部或全部以自由状态片状石墨存在，断口呈灰色。 （ 2）性能区别：白口铸铁由于有大量硬而脆的 Fe3c，故其硬度高、脆性大、韧性差，很难加工。 灰口铸铁因石墨存 在，具有良好铸造性能、切削加工性好，减震性、减磨性好。 灰铸铁最适宜制造什么类型和用途的零件毛坯。 根据牌号的不同可分别制造：（ 1）低负荷和不重要的零件，如防护罩、小手柄、盖板和重锤等；（ 2）承受中等负荷的零件，如机座、支架、箱体、带轮、轴承座、法兰、泵体、阀体、管路、飞轮和电动机座等；（ 3）承受较大负荷的重要零件，如机座、床身、齿轮、汽缸、飞轮、齿轮箱、中等压力阀体、汽缸体和汽缸套等；（ 4）承受高负荷、要求耐磨和高气密性的重要零件，如重型机床床身、压力机床身、高压液压件、活塞环、齿轮和凸轮等。 孕育铸铁将如何生产。 孕育铸铁有何组织和性能特点。 孕育铸铁生产：在浇注前向铁液中加入少量孕育剂（如硅铁和硅钙合金），形成大量的、高度弥散的难熔质点，成为石墨的结晶核心，促进石墨的形核，得到细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨。 这种方法称为孕育处理，孕育处理后得到的铸铁叫做孕育铸铁。 孕育铸铁组织和性能特点：组织是细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨；性能特点：强度和韧性都优于普通灰铸铁，而且孕育处理使得不同壁厚铸件的组织比较均匀，性能基本一致。 故孕育铸铁常用来制造力学性能要求较高而 截面尺寸变化较大的大型铸件。 铸铁石墨化的意义是什么。 影响铸铁石墨化的因素有哪些。 （ 1）铸铁石墨化的意义：石墨化可将高硬度、性脆的白口铸铁转化为具有较高强度及其他性能的灰铸铁、球铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁。 （ 2）影响铸铁石墨化的因素： 铸铁的组织取决于石墨化进行的程度，为了获得所需要的组织，关键在于控制石墨化进行的程度。 实践证明，铸铁化学成分、铸铁结晶的冷却速度及铁水的过热和静置等诸多因素都影响石墨化和铸铁的显微组织。 （ 1）球墨铸铁是如何获得的。 通过在浇注之前，往铁 液中加入少量球化剂（通常为镁、稀土镁合金或含铈的稀土合金）和孕育剂（通常为硅铁），使铁水凝固后形成球状石墨而获得的。 （ 2）球墨铸铁有何组织和性能特点。 组织：珠光体 +球状石墨或铁素体 +球状石墨；即 P + F 少 +G 球 或 F + P 少 +G 球 性能：具有优良机械性能，球铁的强度和韧性比其他铸铁高。 （ 3）说明球墨铸铁在汽车制造中的应用 东风汽车公司采用铸态珠光体球铁制造曲轴，东风汽车公司与南京汽车厂分别用铸态铁素体球铁大量制造汽车底盘零件。 对比分析铸钢和球墨铸铁在力学性能、铸 造性能、生产成本以及应用上的区别。 铸钢的综合机械性能好于球铁，尤其是抗拉强度和抗冲击性能。 但球墨铸铁具有更高的屈服强度和较好的疲劳强度，其屈服强度最低为 40k，而铸钢的屈服强度只有 36k。 球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。 由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱振动能力方面，球墨铸铁优于铸钢；球墨铸铁铸造性能好于铸钢；球墨铸铁比铸钢生产成本低。 球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢，在机械制造工业中得到广泛应用，甚至能代替锻钢做成曲轴 ,齿轮等重要零件，抗蚀性能也优于普通铸钢，通 常做阀门、减压阀。 但在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等，建议使用铸钢。 简述铸造非铁合金的种类、性能和应用上的区别。 （ 1）铸造铜合金 用于生产铸件的铜合金。 例如铸造铍青铜和铸造锡青铜，这类合金塑性极差，不能进行压力加工，有较高的力学性能和耐蚀性 ,耐磨性较好，可切削性能良好。 铸造铍青铜主要用作防爆工具、模具、海底电缆中继器的结构件、焊接电极等。 铸造锡青铜，铸造铝青铜，铸造黄铜主要用作轴瓦、轴套、衬 套、轴承、齿轮、管件等。 （ 2）铸造铝合金 据主要合金元素差异有四类铸造铝合金。 ①铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。 有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在 10％～ 25％。 有时添加 ％～ ％镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。 有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。 此类合金广泛用于制造活塞等部件。 ②铝铜合金，含铜 ％～ ％合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度 和铸造性能。 主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。 ③铝镁合金，密度最小 ()，强度最高 (355MPa 左右 )的铸造铝合金，含镁 12％，强化效果最佳。 合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。 ④铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。 在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。 不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。 经稳定化 处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。 举例列表说明各种铸造合金牌号、组织 、主要力学性能及其应用。 从教材或课件上的找几种铸造合金（灰铸铁、球铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸钢、铸造铜合金、铸造铝合金）列表。 1．砂型铸造的关键技术包含哪些内容。 合金的熔炼、造型（制芯）方法的选择、型（芯）砂的制备、分型面的选择、工艺参数的确定、浇注位置的确定、浇注系统设计、铸造工艺图的绘制等。 2. 举例说明铸件浇注位置和分型面的选择原则及应用。 浇注 位置的选择： 定义 浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。 一般原则： （ 1） . 质量要求高的重要加工面、受力面应该朝下 （ 2） . 厚大部分放在上面或侧面 （ 3） . 大而薄的平面朝下，或侧立、倾斜 （ 4） . 应充分考虑型芯的定位、稳固和检验方便 应用举例参见教材或课件 分型面的选择原则 定义 分型面是指铸型之间的结合面； 一。