金屬熔煉與鑄造總結(jié)

1、一 金屬熔化特性熔煉四性及判定依據(jù)： a氧化性：由金屬與氧的親和力決定，金屬與1mol氧反應(yīng)生成的金屬氧化物的自由焓變量為氧化物標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓變量G，其越小，還有氧化物的分解壓Po2和氧化反應(yīng)生成熱H越小，代表金屬與氧親和力越大，金屬氧化趨勢(shì)越大，程度越高，金屬氧化物越穩(wěn)定 b吸氣性：由金屬與氣體的親和力決定，即溶解度，它與金屬和氣體性質(zhì)、氣體分壓、溫度、合金元素有關(guān)。C=KP平方根定律，雙原子氣體在金屬中溶解度與其分壓的平方根成正比；氣體分壓一定時(shí)，C=Ke(-E2RT) 溶解熱為正時(shí)。溶解度隨溫度升高而增大，與氣體有較大親和力的合金元素會(huì)增大氣體溶解度。各種因素得到C=-AT+B+0.5P

2、c揮發(fā)性：平衡時(shí)，氣相中金屬的蒸氣分壓為該溫度的飽和蒸氣壓，蒸氣壓越高，越易揮發(fā)。外壓一定，純金屬的蒸氣壓隨溫度的升高的增大，揮發(fā)趨勢(shì)增強(qiáng)；爐膛壓力越小，金屬揮發(fā)速率增大，這是因?yàn)檎婵斩雀?，質(zhì)點(diǎn)碰撞概率少，回凝速率減少，揮發(fā)加速；蒸氣壓大、蒸發(fā)熱小、沸點(diǎn)低的金屬和合金易揮發(fā)損失。d吸雜性：金屬氧化熱力學(xué)及判據(jù)：熔煉溫度范圍，氧化反應(yīng)在熱力學(xué)上為自動(dòng)過(guò)程。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，金屬的氧化趨勢(shì)、氧化順序和可能的氧化程度，一般可用氧化物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓變量G，分解壓 pO2 或氧化物的生成熱H 作為判據(jù)。通常G、H 或 pO2 越小，金屬氧化趨勢(shì)越大、越先被氧化、可能的氧化程度越高，氧化物越穩(wěn)定。金屬氧化動(dòng)

3、力學(xué)機(jī)理：氧化環(huán)節(jié)及過(guò)程：氧由氣相通過(guò)邊界層向氧/氧化膜界面擴(kuò)散(外擴(kuò)散)氧通過(guò)固體氧化膜向氧化膜/金屬界面擴(kuò)散（內(nèi)擴(kuò)散）在氧化膜/金屬界面上發(fā)生界面化學(xué)反應(yīng)。P-B比即氧化膜致密性系數(shù)（），即氧化物的分子體積與形成該氧化物的金屬原子體積之比來(lái)衡量氧化膜性質(zhì)，當(dāng)>1氧化膜致密，連續(xù)，有保護(hù)性，擴(kuò)散阻力增大，內(nèi)擴(kuò)散成為控制性環(huán)節(jié)（鋁、Be），<1氧化膜疏松多孔，無(wú)保護(hù)性，結(jié)晶化學(xué)反應(yīng)為控制性環(huán)節(jié)（堿金屬)>>1氧化膜十分致密。內(nèi)應(yīng)力很大，會(huì)周期性破裂，非保護(hù)性。反應(yīng)溫度，低溫氧化過(guò)程受化學(xué)反應(yīng)控制，高溫受擴(kuò)散控制，反應(yīng)面積越大，氧化速率越大熔體中氣體存在形態(tài)及來(lái)源，吸氣的

4、過(guò)程及影響因素。形態(tài)：固溶體、化合物、氣孔來(lái)源：金屬原料自帶和與熔體接觸的爐氣、溶劑、工具帶入的水分你和碳?xì)浠衔镞^(guò)程：氣體分子碰撞到金屬表面；在金屬表面上氣體分子離解為原子；以氣體原子狀態(tài)吸附在金屬表面上；氣體原子擴(kuò)散進(jìn)入金屬內(nèi)部，前三個(gè)是吸附階段 隨溫度升高，物理吸附減弱，化學(xué)吸附加快，但一定溫度后達(dá)最大，最后一個(gè)是擴(kuò)散階段，即氣體從濃度高的表面向濃度低的內(nèi)部過(guò)程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，濃度差越大，溫度越高，擴(kuò)散速度越快。影響因素：金屬吸氣速度主要決定于氣體的擴(kuò)散速度。由菲克第一擴(kuò)散定律和平方根定律可知，氣體分壓越大，溫度越高，擴(kuò)散系數(shù)越大，金屬吸氣速度就越快。氣體分壓越大，氣體在金屬表面的濃度就越高

5、，故氣體在金屬中的濃度梯度越大，致使擴(kuò)散速度加快。金屬中氣體的擴(kuò)散系數(shù)與合金元素有關(guān)。例如：鎂和鈦都顯著降低氫在鋁液中的擴(kuò)散系數(shù)。 在熔煉一定成分的合金時(shí)，熔體的實(shí)際含氣量主要取決于熔煉工藝和操作流程。首先是盡可能減少金屬吸氣，嚴(yán)防水分和氫的載體接觸爐料或熔體；然后配合以有效的脫氣措施，盡可能降低金屬熔體的含氣量。應(yīng)對(duì)措施： 在熔煉一定成分的合金時(shí)，熔體的實(shí)際含氣量主要取決于熔煉工藝和操作。首先是盡可能減少金屬吸氣，嚴(yán)防水分和氫的載體接觸爐料或熔體；然后配合以有效的脫氣措施，盡可能降低金屬熔體的含氣量。氣體的溶解度及影響因素： 金屬和氣體的性質(zhì)： 金屬吸氣的能力是由氣體與金屬的親和力決定的。在

6、一定溫度和壓力下，氣體在金屬中的溶 解度是金屬與氣體親和力大小的標(biāo)志。金屬與氣體的親和力不同，氣體在金屬中的溶解度也 不同。在熔點(diǎn)溫度，無(wú)論是固態(tài)或是液態(tài)，氫在鐵、鎳、鎂、鈦、鋯等金屬中的溶解度都比 在鋁和銅中的高。同時(shí)，金屬在相變溫度時(shí)，氫的溶解度變化較大。因此，在金屬凝固時(shí)， 過(guò)飽和的氫就會(huì)析出，此時(shí)最易在鑄錠中形成氣孔。在凝固溫度范圍的金屬中，固液態(tài)含氣 量相對(duì)變化值越大，則金屬鑄錠中越易形成氣孔缺陷。蒸汽壓高的金屬，由于具有揮發(fā)去吸 附作用，會(huì)顯著降低其他在金屬中的溶解度。 氣體的分壓： 雙原子氣體在金屬中的溶解度與其分壓的平方根成正比。在含有水蒸氣的爐氣中，即使水蒸 氣的含量甚微，也

7、足以使鋁、鎂中的氫含量增加。 溫度： 溫度對(duì)溶解度的影響取決于溶解熱。當(dāng)溶解熱為正值吸熱時(shí)，溶解度隨溫度升高而增大，以 原子狀態(tài)溶解于金屬熔體的氣體都如此。當(dāng)氣體能與金屬形成化合物且熔解熱為負(fù)（即放熱 反應(yīng)）時(shí)，其溶解度隨溫度升高而降低。 合金元素： 在實(shí)際的多元系合金熔體中，氣體的溶解度除受制于氣體的溫度和分壓外，還在一定程度上 受到合金成分的影響。與氣體有較大親和力的合金元素，通常會(huì)使合金中的氣體溶解度增大； 與氣體親和力較小的合金元素則相反。影響金屬揮發(fā)的因素和降低揮發(fā)損失的方法。因素：熔體溫度：外壓一定，純金屬的蒸氣壓隨溫度的升高的增大，揮發(fā)趨勢(shì)增強(qiáng)；爐膛壓力：一般爐膛壓力越小，金屬揮

8、發(fā)速率增大；金屬及合金元素：同一溫度下純金屬蒸氣壓大，蒸發(fā)熱小，沸點(diǎn)低的金屬易揮發(fā)損失；該組元在合金中的含量，其他元素對(duì)其活度系數(shù)影響，增大活度系數(shù)的合金元素，增大損失。.其他因素：與金屬處于高溫液態(tài)的時(shí)間、金屬的比表面積和氧化膜的性質(zhì)有關(guān)。金屬處于高溫液態(tài)的時(shí)間越長(zhǎng)，比表面積越大，攪拌及扒渣次數(shù)越多，其揮發(fā)損失也越大。熔體表面有致密氧化膜或溶劑及爐渣覆蓋時(shí)，可降低揮發(fā)損失。反之，在還原性爐氣中熔煉時(shí)，由于熔體表面無(wú)保護(hù)性氧化膜，揮發(fā)損失會(huì)加大。方法：和降低氧化燒損一樣，還有易揮發(fā)元素在脫氧或熔煉后期加入，在真空熔煉時(shí)，用較高真空度來(lái)提高精煉效果和降低氧化燒損。充入惰性氣體來(lái)減少揮發(fā)損失和準(zhǔn)確

9、控制合金成分。金屬熔體中夾雜來(lái)源和減少雜質(zhì)污染途徑 來(lái)源：金屬中的雜質(zhì)除來(lái)自金屬爐料外，在熔煉過(guò)程中還可能從爐襯、爐渣或爐氣中吸收。舊料的多次重熔，其吸收的雜質(zhì)可能積累起來(lái)。減少雜質(zhì)污染途徑1.選用化學(xué)穩(wěn)定性高的耐火材料；2.在可能的條件下才用純度較高的新金屬料以保證某些合金的純度要求；3.火焰爐應(yīng)選用低硫燃料；4.所有與金屬爐料接觸的工具，盡可能采用不會(huì)帶入 雜質(zhì)的材料制作，或用適當(dāng)?shù)耐苛媳Ｗo(hù)好；5.變料或轉(zhuǎn)換合金時(shí)，應(yīng)根據(jù)前后兩種合金的純度和性能要求，對(duì)熔爐進(jìn)行必要的清洗處理；6.注意輔助材料的選用；7.將強(qiáng)爐料管理，杜絕混料現(xiàn)象。金屬在熔煉過(guò)程中會(huì)發(fā)生高溫氧化熔損，敘述影響金屬氧化的因素

10、及降低氧化的方法。因素：金屬及氧化物的性質(zhì) 純金屬氧化燒損的大小主要取決于金屬的親和力和表面氧化膜的性質(zhì)。熔煉溫度 熔煉溫度越高，氧化燒損就越大。爐氣性質(zhì) 爐氣的氧化性強(qiáng)，一般氧化燒損程度也大。其他因素 使用不同的爐型，其熔池形狀、面積和加熱方式不同，氧化燒損程度也不同；在其他條件一定時(shí)，熔煉時(shí)間越長(zhǎng)，氧化燒損也越大。方法：選擇合理爐型，采用合理的加料順序和爐料處理工藝，采用覆蓋劑，正確控制爐溫，正確控制爐氣性質(zhì)，合理的操作方法，加入少量1的表面活性元素。金屬熔煉時(shí)的熔損有哪幾種，怎么減少熔損？ 金屬熔損是指熔煉過(guò)程中，金屬的揮發(fā)、氧化燒損、與爐襯作用的消耗等全部損耗的總 和。 除揮發(fā)、氧化燒

11、損外，還有：熔融金屬或金屬氧化物與爐襯材料之間的化學(xué)作用， 造成的損耗，金屬在熔煉時(shí)，熔融金屬因靜壓力作用可能滲入爐襯縫隙，而導(dǎo)致高溫區(qū)局 部熔化，造成的損耗，機(jī)械混入渣中的金屬，以及扒渣、飛濺等造成的損耗。 減少熔損：選擇合理爐型，制定合理的規(guī)程、工藝和順序，正確選擇覆蓋劑或熔 劑， 正確控制爐溫， 正確控制爐氣性質(zhì)，一般以控制微氧化性氣氛較好，碎屑散料氧化過(guò)程的幾個(gè)環(huán)節(jié)： 1.外擴(kuò)散；2.內(nèi)擴(kuò)散；3.界面化學(xué)反應(yīng) 控制性環(huán)節(jié)：內(nèi)擴(kuò)散和界面化學(xué)反應(yīng)兩個(gè)環(huán)節(jié)哪一個(gè)是控制環(huán)節(jié)，取決于氧化膜的性質(zhì)。而 氧化膜的性質(zhì)主要是其致密度，它可以用 Pilling-Bedworth 比（P-B 比），即氧化

12、膜致密性 系數(shù)來(lái)衡量。定義為氧化物的分子體積 VM與形成該氧化物的金屬原子體積 VA之比，及 =VM/VA 各種金屬由于其氧化膜結(jié)構(gòu)不同，對(duì)氧擴(kuò)散的阻力不一樣，因而氧化反應(yīng)的控制性環(huán)節(jié)及氧 化速率隨著時(shí)間變化的規(guī)律也各不相同。當(dāng)>1 時(shí)，生成的氧化膜一般致密，連續(xù)，有保 護(hù)性作用。當(dāng)<1 時(shí)，氧化膜疏松多孔，無(wú)保護(hù)性。二熔體凈化技術(shù)(除渣+氧化+脫氧+脫氣)減少鑄錠中非金屬夾渣的主要方法防止或減少非金屬夾渣物的有效措施，是盡可能徹底的精煉去渣，適當(dāng)提高澆注溫度和降低澆注速度，供流平穩(wěn)均勻，工模具保持干燥等。靜置澄清法（此法適用于金屬熔體與非金屬夾雜物密度差較大，而夾雜物顆粒尺寸適中

13、的合金），浮選法（利用通入熔體的惰性氣體或加入的熔劑所產(chǎn)生的氣泡在上浮過(guò)程中與懸浮的夾雜相遇時(shí)，夾雜被吸附到氣泡表面的熔劑中去），熔劑法（通過(guò)熔劑與夾雜之間的吸附，溶解和化合作用而實(shí)現(xiàn)除雜），過(guò)濾法（網(wǎng)狀過(guò)濾法、填充床過(guò)濾法、剛性微孔過(guò)濾法）。請(qǐng)敘述夾渣種類和來(lái)源和除渣精煉原理及應(yīng)用。種類：按夾渣的化學(xué)成分不同可分為氧化物、復(fù)雜氧化物、氮化物、硫化物、氯化物、氟化物、硅酸鹽、碳化物、氫化物及磷化物等。按夾渣的形狀可分為薄膜狀和不同大小的團(tuán)塊狀或粒狀?yuàn)A渣。來(lái)源：外來(lái)夾渣，由原材料帶入的或在熔煉過(guò)程中進(jìn)入熔體的耐火材料、溶劑、銹蝕產(chǎn)物、爐氣中的灰塵以及工具上的污物等。內(nèi)生夾渣，在金屬加熱及熔煉過(guò)程

14、中，金屬與爐氣和其他物質(zhì)相互作用生成的化合物。原理：A比重差作用，當(dāng)金屬熔體在高溫靜置時(shí)，非金屬夾雜物與金屬熔體比重不同，因而產(chǎn)生上浮或下沉。比重差作用原理主要適用于Cu及Cu合金中。B吸附作用，向金屬熔體中導(dǎo)入惰性氣體或加入溶劑產(chǎn)生的中性氣體，在氣泡上浮過(guò)程中，與懸浮狀態(tài)的夾渣相遇時(shí)，夾渣便可能被吸附在氣泡表面而被帶出熔體。通常適用于Al及Al合金中。C溶解作用，非金屬夾雜物溶解于液態(tài)溶劑中后，可隨溶劑的浮沉而脫離金屬熔體。適用于Al及Al合金中。D化合作用，化合作用是以?shī)A渣和溶劑之間有一定親和力并能形成化合物或絡(luò)合物為基礎(chǔ)的。適用于熔煉溫度較高的銅、鎳等合金。E機(jī)械過(guò)濾作用，當(dāng)金屬熔體通過(guò)

15、過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，對(duì)非金屬夾雜物的機(jī)械阻擋作用。過(guò)濾介質(zhì)間的空隙越小，厚度越大，金屬熔體流速越低，機(jī)械過(guò)濾效果越好。適用于含有與熔體密度相差不大、粒度甚小而分散度極高的非金屬夾雜物的金屬。什么樣的金屬可以采用氧化精煉？1.基體金屬的氧化物能溶解于自身金屬液中，并能氧化雜質(zhì)元素2.雜質(zhì)元素氧化物不溶于金屬液體中，并易與后者分離3.基體金屬氧化物可用其他元素還原。氧化精煉的熱力學(xué)條件？雜質(zhì)元素對(duì)氧的親和力大于基體對(duì)氧的親和力。氧化精煉的基本思想?氧化精煉是利用氧將金屬中的雜質(zhì)氧化成渣或生成氣體而將渣排除的過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是利用化合作用除渣。氧化精煉過(guò)程是把含有雜質(zhì)的金屬熔體在氧化氣氛下熔化，或?qū)⒓冄酢⒖諝饣?/p>

16、富氧空氣導(dǎo)入金屬熔池或熔池表面，有時(shí)也可加入固體氧化劑（如基體金屬氧化物）。此時(shí)雜質(zhì)元素Me氧化生成MeO，或以獨(dú)立固相析出，或溶入爐渣中，或以氣體形式揮發(fā)而與基體金屬液分離。脫氧劑的選擇1.脫氧劑與氧的親和力應(yīng)明顯地大于基體金屬與氧的親和力；2.脫氧劑在金屬中的殘留量應(yīng)不損害金屬性能；3.脫氧劑要有適當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)和密度，通常多用基體金屬與脫氧元素組成中間合金作為脫氧 劑；4.脫氧產(chǎn)物應(yīng)不溶于金屬熔體中，易于凝固、上浮而被去除；5.脫氧劑來(lái)源廣、無(wú)毒，與環(huán)境的相容性好。脫氧方法 沉淀脫氧：將脫氧劑M加入到金屬熔體中，使它直接與金屬中的氧進(jìn)行反應(yīng)，脫氧產(chǎn)物以沉淀形式排除，故名沉淀脫氧。擴(kuò)散

17、脫氧：將脫氧劑加在金屬熔體表面或爐渣中，脫氧反應(yīng)僅在爐渣/金屬熔體界面上進(jìn)行。 溶于金屬中的氧會(huì)不斷地根據(jù)分配定律向界面擴(kuò)散而脫氧，故稱擴(kuò)散脫氧。真空脫氧：在低壓下，凡伴隨有氣相形成的反應(yīng)過(guò)程都進(jìn)行的迅速、完全，如形成CO和H2O等氣體或鎂、錳等金屬蒸氣的各種反應(yīng)都能順利進(jìn)行。脫氣精煉的原理分壓差脫氣：利用氣體分壓對(duì)熔體中氣體溶解度影響的原理，將溶解氣體的熔體置于氫分壓很小的真空中，或?qū)攵栊詺怏w，使實(shí)際氣體的氫分壓小于平衡分壓，進(jìn)而產(chǎn)生脫氫驅(qū)動(dòng)力，使氫盡快排除。分為氣體脫氣（活性，惰性，混合氣體）、熔劑脫氣（固態(tài)溶劑熱分解或與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生揮發(fā)氣泡，鋁合金鋁青銅用含氯鹽溶劑）、沸

18、騰脫氣（高鋅黃銅，金屬本身在熔煉中產(chǎn)生氣泡內(nèi)外氣體分壓差）、真空脫氣化合脫氣：利用熔體中加入某些能與氣體形成氫化物和氮化物的物質(zhì)，進(jìn)而將金屬熔體氣體脫除電解脫氣：電場(chǎng)作用下，金屬中氫離子趨向陰極，取得電荷后聚合成氫分子逸出，其他負(fù)離子在陽(yáng)極釋放電荷，留在熔劑中化合成渣被除去預(yù)凝固脫氣：大多數(shù)情況下，氣體在金屬的溶解度隨溫度降低而減少，將金屬液緩慢冷卻到固相點(diǎn)附近，讓氣體按平衡溶解度曲線變化，使氣體自行擴(kuò)散析出振蕩脫氣：金屬液受到高速定向反復(fù)振動(dòng)時(shí)，彈性波在熔體引起空化現(xiàn)象，產(chǎn)生無(wú)數(shù)顯微空穴，金屬中的氣體原子可以空穴為氣泡核心，進(jìn)入空穴復(fù)合為氣體分子并長(zhǎng)大成氣泡而逸出熔體典型的在線精煉方法及其過(guò)

19、程方法：FILD 法、SNIF 法、MINT 法、Alcoa469脫氣法、Air-liquid法金屬熔體除渣精煉的基本原理?1. 密度差作用：當(dāng)金屬熔體在高溫靜置時(shí)，非金屬雜物與金屬熔體因密度不同而產(chǎn)生分離，發(fā)生上浮或下沉。2.吸附作用：向金屬熔體中導(dǎo)入惰性氣體或采取加入溶劑產(chǎn)生中性氣體，在氣泡上浮過(guò)程中，與懸浮狀態(tài)的夾渣相遇時(shí)，夾渣便可能被吸附在氣泡表面而被帶出熔體。3.溶解作用：非金屬夾雜物溶解于液態(tài)溶劑后，可隨溶劑的浮沉而脫離金屬熔體。4.化合作用：堿性氧化物和酸性溶劑，或酸性氧化物與堿性溶劑在一定溫度條件下可相互作用形成體積更大，熔點(diǎn)更低，且易于與金屬分離得復(fù)鹽式爐渣。根據(jù)其密度大小，

20、在熔體中可上浮或下沉而去除。5.機(jī)械過(guò)濾作用：當(dāng)金屬熔體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)對(duì)非金屬夾雜物的機(jī)械阻擋作用。如何實(shí)現(xiàn)脫氣精煉（途徑）?一是氣體原子擴(kuò)散至金屬表面，然后脫離吸附狀態(tài)而逸出；二是以氣泡形式從金屬熔體中排除;三是與加入金屬中的元素形成化合物，以非金屬夾雜物形式排除;這些化合物除極少數(shù)（如Mg3N2等）易分解外，大多數(shù)不致在金屬錠中產(chǎn)生氣孔。脫氣精煉的主要目的就是脫除溶解于金屬中的氣體。根據(jù)脫氣機(jī)理的不同，脫氣精煉有分壓差脫氣、化合脫氣如何防止：合理控制合金成分，選擇合適的工藝，變質(zhì)處理。如何防止或減少鑄錠中出現(xiàn)各種缺陷?縮孔和縮松1、調(diào)整合金液的化學(xué)成分或選用細(xì)化晶粒效果好的元素對(duì)合金液作變

21、質(zhì)處理或孕育處理減少枝晶組織，細(xì)化晶粒，改善其結(jié)晶狀態(tài)，降低合金液的收縮性； 2、先用效果好的精煉劑和精煉去氣方法，對(duì)合金液進(jìn)行充分的去氣除渣處理、降低其含氣量和氧化夾雜物含量；3、適當(dāng)降低合金液的澆注溫度，并減慢其澆注速度，提高鑄錠的冷卻速度； 4、使用矮的結(jié)晶器，提高水壓，降低水溫，加大鑄錠的結(jié)晶凝固速度裂紋1、嚴(yán)格按工藝規(guī)程進(jìn)行爐前分析和熔煉鑄造等操作，定期檢驗(yàn)爐前分析儀器是否有故障，爐前分析報(bào)告是否準(zhǔn)確，以控制準(zhǔn)合金液的化學(xué)成分。2、適當(dāng)降低合金液的澆注溫度和澆注速度； 3、選用合適的精煉方法精煉劑，對(duì)合金液進(jìn)行充分的精煉，降低氣體和氧化夾雜物的含量；4、均勻分配液流，防止漏斗傾斜 5

22、、保持結(jié)晶器內(nèi)表面光滑清潔及位置的水平放置氣孔 1、嚴(yán)禁把帶有水氣的爐料裝入爐中，裝爐前要在400度左右溫度下烘烤2H； 2、嚴(yán)格按工藝對(duì)大修、中修后的爐子進(jìn)行烘烤； 3、熔化前按工藝要求對(duì)熔爐、澆注工具、熔劑等進(jìn)行烘燒，然后才可使用； 4、選用合適的精煉方法和效果好的精煉劑充分精煉合金液，精煉后加覆蓋劑保護(hù)。如果精煉后靜置時(shí)間超過(guò)6H，則要進(jìn)行二次精煉方可澆注或使用； 5、控制澆注時(shí)液流連續(xù)均勻地澆注，未注完錠模不要中斷；6、使用含水量符合要求的煤或煤氣、油等燃料熔化合金液。偏析 增大冷卻強(qiáng)度，攪拌，變質(zhì)處理，采用短結(jié)晶器，降低澆注溫度，加強(qiáng)二次水冷，使液穴淺平等非金屬夾雜物 盡可能徹底地精

23、煉去渣，適當(dāng)提高澆注溫度和降低澆注速度，供流平穩(wěn)均勻，工模具保持干燥等。鑄錠熱裂與冷裂的區(qū)別特點(diǎn)?在凝固過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，凝固后冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋稱為冷裂紋。兩種裂紋各有其特征。熱裂紋多沿晶界擴(kuò)展，曲折而不規(guī)則，常出現(xiàn)分枝，表面略呈氧化色。冷裂紋常為穿晶裂紋，多呈直線擴(kuò)展且比較有規(guī)則，裂紋表面較光潔。為什么圓錠形成中心裂紋的傾向大？澆注速度一定的情況下，鑄錠拉出結(jié)晶器后，外層受二次水冷而強(qiáng)烈收縮，但此時(shí)內(nèi)層溫度高收縮量小，阻礙外層收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)層受壓應(yīng)力。一段時(shí)間后，外部溫度低冷卻速度小，中部溫度高冷卻速度大，收縮量大，內(nèi)部受拉應(yīng)力而易產(chǎn)生中心裂紋。S和P在鋼中的再分布系數(shù)K1

24、試問(wèn)這樣的濃度不均勻分布是如何形成的？屬何種偏析？根據(jù)圖中顯示，S和P的再分布系數(shù)都1，所以是因?yàn)檫^(guò)度區(qū)凝固處處于非穩(wěn)定態(tài)，凝固即將結(jié)束時(shí)僅殘留極少液體，界面上溶質(zhì)向液體中的擴(kuò)散受到限制，致使界面上的液相成分顯著提高，而在最后凝固的固相中產(chǎn)生嚴(yán)重的偏析。屬于帶狀偏析，帶狀偏析出現(xiàn)在定向凝固的鑄錠中，其特征是偏析帶平行與固液界面，沿著凝固方向周期性地出現(xiàn)。帶狀偏析的形成與固液界面溶質(zhì)偏析引起的成分過(guò)冷有關(guān)。最后一章黃銅的熔鑄技術(shù)特點(diǎn)？（1）鋅易揮發(fā)熔損，特別是高鋅黃銅，有脫氧和去氣作用，故易于熔煉且不需用特殊精煉措施。（2）在鑄造過(guò)程中易氧化生渣，造成表面夾渣，復(fù)雜黃銅則易生裂紋，要特別注意保護(hù)

25、熔體。立模鑄造技術(shù)特點(diǎn)1.結(jié)晶組織以徑向?yàn)橹髑也痪鶆?.澆注過(guò)程中流柱長(zhǎng)沖力大，容易裹入氣體和夾渣，易于二次氧化，流柱越高，越易產(chǎn)生氣孔和夾渣；直徑小而長(zhǎng)的鑄錠，容易產(chǎn)生縮孔甚至中心縮管，必須補(bǔ)縮。3.由于模壁阻礙收縮，對(duì)于某些金屬扁錠常出現(xiàn)表面晶間裂紋，或表面夾渣。4.勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，成品率低，不適用于鑄造易于氧化造渣的合金。連鑄法特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)；1澆速和冷卻強(qiáng)度可控，致密度較高，氣孔，夾雜，縮孔等缺陷較少，鑄錠結(jié)晶組織較勻細(xì)，收得率和成品率高。2機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度較小，能多根錠坯同時(shí)鑄造，生產(chǎn)效率高，占地面積少。缺點(diǎn)：技術(shù)條件要求嚴(yán)格，工藝較復(fù)雜，對(duì)于某些合金的大錠，產(chǎn)生某些缺陷的

26、敏感性增大簡(jiǎn)述Al-Si、Al-Cu、Al-Mg和Al-Zn系鑄造合金的主要特點(diǎn)及其用途。答：鑄造用的鋁合金主要是由Al-Si、Al-Cu、Al-Mg和Al-Zn四個(gè)二元基本合金系以及在此基礎(chǔ)上，再添加少量其他元素形成的多元合金系組成的。Al-Si合金系（5%Si）該系合金具有良好的鑄造性能，鋁中添加硅后，能明顯提高鋁液的流動(dòng)性和鑄造充填性能；減少收縮和熱裂傾向。含有較多硅的合金熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能優(yōu)良。含有少量的Mg、Cu等合金元素組成的多元Al-Si合金通過(guò)熱處理有明顯析出強(qiáng)化的效果，適用于多種鑄造方法?，F(xiàn)在鑄造鋁鑄件大多數(shù)都是采用該系合金，它是鑄造鋁合金中牌號(hào)最多，應(yīng)用最廣泛的一類合金

27、。Al-Cu合金系（4%Cu）該系合金添加的Cu起固溶強(qiáng)化的作用，所以合金具有較高的強(qiáng)度和耐熱性能；但密度大，耐蝕性能和鑄造會(huì)出現(xiàn)條紋。 3.預(yù)防：降低結(jié)晶器內(nèi)的液穴深度，供流勻穩(wěn)，保持錠模內(nèi)壁光潔，涂料勻薄。 4.補(bǔ)救：通過(guò)銑面予以消除。 懸浮晶：夾在正常柱狀晶區(qū)或等軸晶區(qū)中的粗大晶粒 1.原因：優(yōu)先形核生長(zhǎng)的基體金屬固溶體初晶，在固/液界面前沿溫度梯度較小的過(guò)冷液體 中自由長(zhǎng)大，然后進(jìn)入凝固區(qū)內(nèi)。2.四種形成路徑：液體中溫度梯度較小，凝固區(qū)較寬時(shí)，脫離模壁的少數(shù)晶粒在凝固區(qū)內(nèi)自 由長(zhǎng)大；大型鑄錠冷卻緩慢時(shí)，液穴表面形成的晶粒沉積于

28、凝固區(qū)內(nèi)，充分長(zhǎng)大；位于氣隙 較大處的凝殼，由于溫度回升被重熔成半凝固狀態(tài)，在對(duì)流作用下凝殼邊緣塌落下來(lái)的碎塊；尚未完全融化的基體金屬晶體碎塊。3.危害：保留在鑄錠表層的懸浮晶，使板材表面產(chǎn)生條痕，降低板材表面質(zhì)量并使合金的性 能不均勻。4.預(yù)防：增大冷卻強(qiáng)度，提高鑄錠斷面的溫度梯度，縮小凝固區(qū)，可防止產(chǎn)生懸浮晶。粗大金屬間化合物1.原因：與懸浮晶基本相同。2.危害：一般硬脆，降低鑄錠的塑性，加工時(shí)不易變形，使加工制品分層或開(kāi)裂，并降低材料的橫向性能，疲勞極限和耐蝕性。分布不勻的粗大金屬化合物危害甚大。3.預(yù)防：適當(dāng)提高澆溫，加大冷卻強(qiáng)度，可減少游離化合物初晶的數(shù)目，有利于

29、防止粗大化 合物初晶的形成。嚴(yán)格控制合金成分或變質(zhì)處理，也是防止粗大化合物形成的有效方法。羽毛狀晶：一種由許多羽毛狀片晶組成的晶粒，互相交錯(cuò)。1.原因：激冷區(qū)內(nèi)晶粒競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)的結(jié)果。2.危害：羽毛狀晶組織具有較強(qiáng)的各向異性，降低鑄錠的力學(xué)性能和加工性能。其還有較強(qiáng)的遺傳性，經(jīng)退火后仍存在（表現(xiàn)為沿孿晶面易于發(fā)生偏析）。3.預(yù)防：采用較低澆溫，均勻供流，防止液穴局部過(guò)熱，加入Ti或Ti+B使晶粒細(xì)化均可  鑄錠正常晶粒組織（宏觀組織）表面細(xì)等軸晶區(qū) 條件：液體金屬的對(duì)流動(dòng)量對(duì)流、自由對(duì)流及（對(duì)流引起的）溫度起伏，均使模壁上形成晶粒脫落和游離增加凝固區(qū)內(nèi)晶核數(shù)目形成表面細(xì)等軸晶區(qū)

30、。激冷無(wú)對(duì)流，模壁上形成穩(wěn)定凝殼，晶粒難于脫離模壁，無(wú)晶核增殖作用，不形成表面細(xì)等軸晶區(qū)?？刂品椒?.澆溫高，模溫高，晶核穩(wěn)定數(shù)少，脫離模壁晶粒少，易重熔，窄。2.激冷強(qiáng)，窄。3.合金元素含量高，晶?；蛑Ц靠s頸，寬。柱狀晶區(qū)的形成 條件：?jiǎn)蜗驅(qū)峒绊樞蚰蹋▎蜗驅(qū)?，較小凝固速率，較大溫度梯度）表面細(xì)等軸晶區(qū)內(nèi)，生長(zhǎng)方向與散熱方向平行的晶粒優(yōu)先長(zhǎng)大，不平行的被抑制越往鑄錠 內(nèi)部晶粒數(shù)目越少，優(yōu)先生長(zhǎng)的晶粒單向生長(zhǎng)并相互接觸形成柱狀晶區(qū)?？刂品椒?阻止晶體脫離模壁和固液界面形核，寬。1.模壁導(dǎo)熱性好，激冷作用強(qiáng)，易形成穩(wěn)定的凝殼，則柱狀晶發(fā)達(dá)。2.合金化程度低，溶質(zhì)偏析系數(shù)小，成分過(guò)冷弱，晶

31、粒或枝晶根部不易形成縮頸而被熔斷也易獲得柱狀晶。3.對(duì)流的沖刷作用及溫度起伏，利于等軸晶，所以抑制對(duì)流流于柱狀晶。 中心等軸晶區(qū)的形成主要原因：溶質(zhì)偏析產(chǎn)生的成分過(guò)冷 原因：表面細(xì)晶的游離，枝晶的熔斷及游離，液面或凝殼上晶核的上浮或沉積?？刂品椒?1.純金屬鑄錠比合金鑄錠易于柱狀晶，連續(xù)鑄錠比鐵模鑄錠比砂模鑄錠易于柱狀晶（冷卻能力小，模壁形核少，凝殼時(shí)間長(zhǎng)，晶粒脫離模壁不會(huì)很快結(jié)束，卷入中部晶粒多，粗大等軸晶）柱狀晶對(duì)鑄錠性能的影響柱狀晶組織對(duì)鑄錠性能影響很大，在柱狀晶區(qū)交接處，往往存在低熔點(diǎn)共晶組織和夾雜物，氣孔和縮孔，還可能出現(xiàn)晶間裂紋，是鑄錠脆弱的地方。鑄錠承受冷熱加工時(shí)，易于沿此處開(kāi)裂

32、；柱狀晶本身的方向性也降低鑄錠的力學(xué)性能和加工性能七鑄錠中常見(jiàn)缺陷分析（偏析+缺陷）造成鑄錠枝晶偏析的原因?在生產(chǎn)條件下，由于鑄錠冷凝較快，固液兩相溶質(zhì)來(lái)不及擴(kuò)散均勻，枝晶內(nèi)部先后結(jié)晶部分的成分不同，這就是枝晶偏析。敘述偏析的種類。答：顯微偏析：枝晶偏析、胞狀偏析、晶界偏析。宏觀偏析：正偏析、反偏析、帶狀偏析、重力偏析、V形偏析。枝晶偏析和晶界偏析及其成因。防止偏析的主要途徑。比較連鑄、鐵模鑄錠和砂模鑄錠這三種工藝的組織偏析狀況。答：在生產(chǎn)條件下，由于鑄錠冷凝較快，固液兩相中溶質(zhì)來(lái)不及擴(kuò)散均勻，枝晶內(nèi)部先后結(jié)晶部分的成分不同，這就是枝晶偏析。K1的合金凝固時(shí)，溶質(zhì)會(huì)不斷自固相向液相排出，導(dǎo)致最

33、后凝固的晶界含有較多的溶質(zhì)和雜質(zhì)，即形成晶界偏析。防止偏析的主要途徑：增大冷卻強(qiáng)度，攪拌，變質(zhì)處理，采用短結(jié)晶器，降低澆溫，加強(qiáng)二次水冷，使液穴淺平等。連鑄的偏析很低，鐵模鑄錠的偏析也較低，而砂模鑄錠的偏析較高。試分析鑄錠中熱裂與冷裂形成的原因，如何防止？熱裂：液膜理論認(rèn)為，鑄錠收縮受阻，液膜在拉應(yīng)力作用下被拉伸，當(dāng)拉應(yīng)力或拉伸量足夠大時(shí)，液膜破裂，形成晶間熱裂紋。強(qiáng)度理論認(rèn)為：合金在線收縮開(kāi)始溫度至非平衡固相點(diǎn)的有效結(jié)晶溫度范圍，強(qiáng)度和塑性極低，故在鑄造應(yīng)力作用下易于熱裂，裂紋形成功理論認(rèn)為：裂紋形成功小，裂紋易形核，鑄錠熱裂傾向大。冷裂：鑄錠冷卻到溫度極低的彈性狀態(tài)時(shí)，因鑄錠內(nèi)外溫差大、鑄

34、造應(yīng)力超過(guò)合金的強(qiáng)度極限而產(chǎn)生。什么是成分過(guò)冷？如何判斷是否出現(xiàn)成分過(guò)冷？在固溶體合金凝固時(shí)，在正的溫度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分有所差別，導(dǎo)致固液界面前沿的熔體的溫度低于實(shí)際液相線溫度，從而產(chǎn)生的過(guò)冷稱為成分過(guò)冷。在固相無(wú)擴(kuò)散，液相有限擴(kuò)散條件下的定向凝固過(guò)程中，保持平界面凝固（即無(wú)成分過(guò)冷）的成分過(guò)冷判據(jù)為：GL/R-mL(1-k)C0/kDL.其中GL為凝固界面前沿溫度梯度，R為凝固速率，mL為液相線斜率，k為溶質(zhì)平衡分配系數(shù)，C0為溶質(zhì)濃度，DL為溶質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)。Gl/R(Tl-Ts)/Dl,合金凝固溫度范圍成分過(guò)冷及其導(dǎo)致的凝固組織特點(diǎn)在固溶體合金凝固時(shí)，在正的溫度梯度下，由

35、于固液界面前沿液相中的成分有所差別，導(dǎo)致固液界面前沿的熔體的溫度低于實(shí)際液相線溫度，從而產(chǎn)生的過(guò)冷稱為成分過(guò)冷。隨著成分過(guò)冷由弱到強(qiáng)，單相合金的固/液界面生長(zhǎng)方式依次成為平面狀、胞狀、胞狀-樹(shù)枝狀和樹(shù)枝狀四種形式，得到的晶體相應(yīng)為平面柱狀晶、胞狀晶、胞狀枝晶以及柱狀枝晶和自由枝晶。六凝固晶粒組織及其細(xì)化（三區(qū)+變質(zhì)+異常晶粒）什么鑄錠組織被稱為具備正常的晶粒組織？鑄錠由外向內(nèi)依次為表面細(xì)等軸晶區(qū)，柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)。柱狀晶的特點(diǎn)及如何獲得在表面細(xì)等軸晶區(qū)內(nèi)，生長(zhǎng)方向與散熱方向平行的晶粒優(yōu)先長(zhǎng)大、而與散熱方向不平行的晶粒則被壓抑。這種競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)的結(jié)果，使越往鑄錠內(nèi)部晶粒數(shù)目越少，優(yōu)先生長(zhǎng)的晶粒

36、最后單向生長(zhǎng)并相互接觸而形成柱狀晶區(qū)。 凡能阻止晶體脫離模壁和在固液界面前沿形核的因素，均有利于擴(kuò)大柱狀晶區(qū)。如模壁導(dǎo)熱性好，激冷作用強(qiáng)，易形成穩(wěn)定的凝殼，則柱狀晶發(fā)達(dá)。合金化程度低，溶質(zhì)偏析系數(shù)小，成分過(guò)冷弱，晶粒或枝晶根部不易形成縮頸而被熔斷也易獲得柱狀晶。簡(jiǎn)述鋁合金晶粒細(xì)化技術(shù)。1.增大冷卻強(qiáng)度：采用水冷模和降低澆溫。2.加強(qiáng)金屬流動(dòng)：改變澆注方式、使錠模周期性振動(dòng)、攪拌。3.變質(zhì)處理：向金屬液內(nèi)添加少量物質(zhì)，促進(jìn)金屬液生核或改變晶體生長(zhǎng)過(guò)程的一種方法。鋁合金變質(zhì)處理的目的及其機(jī)理目的是為了獲得細(xì)小的晶粒尺寸，改善合金的鑄造性能和加工性能，提高合金的強(qiáng)度和塑性。機(jī)理：一是以不溶性質(zhì)點(diǎn)存在

37、于金屬液中的非均質(zhì)晶核作用；二是以溶質(zhì)的偏析及吸附作用。為什么提高澆注溫度有可能形成較大的等軸晶、較長(zhǎng)的柱狀晶？答：提高澆注溫度，游離晶重熔的可能性增大，故有利于擴(kuò)大柱狀晶區(qū)，但澆注溫度提高延長(zhǎng)了形成穩(wěn)定凝殼的時(shí)間，溫度起伏大，故也有利于等軸晶的形成。所以，隨著澆注溫度的提高，柱狀晶區(qū)變寬，等軸晶變粗。三種晶粒細(xì)化技術(shù)及其原理和方法1，增大冷卻強(qiáng)度，采用水冷模（穩(wěn)定凝殼，定向散熱，細(xì)長(zhǎng)柱狀晶，中心少等軸晶）和降低澆注溫度（高澆溫非均質(zhì)晶核少甚至無(wú)增值）2，加強(qiáng)金屬液流動(dòng)，隨著流動(dòng)的加強(qiáng)，金屬液能更好的與模壁接觸，有效的發(fā)揮模壁的激冷效果，溫度起伏和對(duì)流的沖刷作用，增加游離晶數(shù)目，改變澆注方式（

38、對(duì)流、枝晶脫落）、使鑄錠模作周期性振動(dòng)（加速晶體游離，加強(qiáng)金屬液充填枝晶間隙，致密性）、攪拌3，變質(zhì)處理，向金屬液內(nèi)添加少量物質(zhì)，促進(jìn)金屬液生核或改變晶體生長(zhǎng)過(guò)程，變質(zhì)機(jī)理有:1.變質(zhì)劑的非均質(zhì)晶核作用2.變質(zhì)劑的偏析和吸附作用。相同條件下，為什么不銹鋼模比砂模更容易獲得柱狀晶?因?yàn)殇撃１壬澳＠鋮s能力強(qiáng)，凝固開(kāi)始時(shí)模壁上會(huì)迅速生長(zhǎng)大量晶核，且晶粒相互連接而形成穩(wěn)定凝殼所需要的時(shí)間較短，晶粒脫離模壁的過(guò)程較快結(jié)束，故卷入到鑄錠中部的晶體數(shù)目較少，因而柱狀晶較發(fā)達(dá)。鋁合金中常用晶粒變質(zhì)劑的種類? 鈦，磷，納澆注溫度是怎樣影響鑄錠的組織的？澆注溫度高，將促進(jìn)枝晶粗化； 澆注溫度高會(huì)使表面等軸晶區(qū)變窄

39、；隨著澆注溫度提高，柱狀晶區(qū)變寬，等軸晶變粗；適當(dāng)提高澆注溫度，充分預(yù)熱注管，有助于光亮晶的減少； 適當(dāng)提高澆注溫度，可減少游離化合物初晶的數(shù)目，有利于防止粗大化合物初晶的形成； 澆注溫度高有利于形成羽毛狀晶，反之則抑制羽毛狀晶形成； 適當(dāng)降低澆注溫度，一定程度上能使晶粒細(xì)化；澆注溫度澆注速度過(guò)高、冷卻速度過(guò)大，會(huì)增大鑄錠的熱裂傾向；澆注溫度會(huì)影響金屬流動(dòng)性、二次氧化、吸氣、縮松、表面質(zhì)量等。異常粗大晶粒 表層粗晶粒 1.原因：金屬液與結(jié)晶器壁接觸不良，激冷作用不均勻，在緩冷處不能立即大量形核，形成 穩(wěn)定凝殼的時(shí)間延遲，只有少量晶核長(zhǎng)大成粗大晶粒；氣隙形成后，鑄錠

40、表層溫度升高，位 于表層的低熔點(diǎn)偏析物可能重熔，然后結(jié)晶長(zhǎng)大成粗晶粒。鐵模內(nèi)壁若涂料不勻，在涂料厚及揮發(fā)物多的地方，也會(huì)慢冷凝固成粗晶粒。 2.危害：使加工制品表層組織不均勻，深沖時(shí)會(huì)出現(xiàn)制耳；鋁合金作陽(yáng)極化處理時(shí)，制品表面電解脫氣和預(yù)凝固脫氣等方法。向金屬熔體中吹入惰性氣體，有什么精煉作用？為什么？如何提高其精煉效果？充入惰性氣體會(huì)產(chǎn)生吸附作用。向金屬熔體中導(dǎo)入惰性氣體或加入的熔劑能產(chǎn)生中性氣體，在氣泡上浮過(guò)程中，與懸浮狀態(tài)的的夾渣相遇時(shí)，夾渣便可能被吸附在氣泡表面而被帶出熔體。惰性氣體在導(dǎo)入熔體前必須進(jìn)行脫水處理和凈化處理。減少金屬熔體中氣體含量主要有哪些方法？分壓差脫

41、氣，化合脫氣，電解脫氣，預(yù)凝固脫氣除渣精煉的溫度是不是越高越好，為什么？在溶劑一定時(shí)，影響溶劑吸附、溶解和化合造渣作用的主要因素是溫度。因?yàn)樵谡麄€(gè)造渣過(guò)程，尤其是化和和溶解過(guò)程，是由擴(kuò)散傳質(zhì)速度所控制的。但過(guò)高的精煉溫度對(duì)脫氣不利，并且可能粗化鑄錠晶粒?？刂凭珶挏囟纫骖櫝?、脫氣兩個(gè)方面。為什么黃銅的夾雜含量要好于紫銅。黃銅含大量易揮發(fā)和氧化的鋅，在熔煉溫度下的蒸氣壓相當(dāng)高。含鋅量越高，越易氧化和揮發(fā)熔損。在960時(shí)，鋅蒸氣會(huì)把黃銅內(nèi)的氫、水、氣體以及雜質(zhì)帶出。因此黃銅的夾雜含量很低。紫銅中銅的純度達(dá)到99.95%，雜質(zhì)只能通過(guò)靜置法和擴(kuò)散除去，夾雜量比較高。因此黃銅的夾雜含量要好于紫銅。銅

42、合金常用木炭和米糠作覆蓋劑。含氣量的測(cè)定方法有哪些1，減壓凝固法2第一氣泡法3惰性氣體攜帶-熱導(dǎo)測(cè)定法4真空固體加熱抽氣法5真空熔融抽氣法 三成分調(diào)控配料過(guò)程（四步驟）：首先計(jì)算包括熔損在內(nèi)的各成分需要量 其次計(jì)算由廢料帶人的各成分量；再計(jì)算所需中間合金和新金屬 料量；最后核算熔體成分控制過(guò)程及其注意事項(xiàng)：過(guò)程：備料、配料、熔爐準(zhǔn)備、成分調(diào)整、熔體質(zhì)量檢驗(yàn)。怎樣計(jì)算補(bǔ)料和沖淡當(dāng)爐前分析發(fā)現(xiàn)個(gè)別元素的含量低于標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分范圍下限時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)料當(dāng)爐前分析發(fā)現(xiàn)個(gè)別元素的含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分范圍上限時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行沖淡配料和加料的基本原則？成分原則 質(zhì)量原則 工藝原則 經(jīng)濟(jì)原則 物料平衡原則如何進(jìn)行熔體

43、質(zhì)量爐前檢查？主要評(píng)價(jià)熔體的精煉效果（減壓凝固法 第一氣泡法）和非金屬夾雜物的檢驗(yàn)（化學(xué)分析）。爐料包括哪幾種 備料包括哪幾步爐料包括新金屬料、廢料及中間合金，備料包括選擇爐料，處理廢料，配置中間合金及溶劑。什么是中間合金 使用它的目的及要求 它的制備方法冶煉時(shí)為了加入某些熔點(diǎn)較高且不易溶解或易氧化揮發(fā)的金屬元素而將它們與母體金屬制成合金，以便更準(zhǔn)確地控制成分，而冶煉時(shí)加入此合金作為中間合金。要求：1，熔點(diǎn)應(yīng)低于或接近合金熔煉溫度2，含有盡可能高的合金元素且成分均勻一致3，氣體、雜質(zhì)及非金屬夾雜物含量低、4，具有足夠的脆性，易破碎，便于配料5，不易被腐蝕，在大氣下保存時(shí)不應(yīng)破裂成粉末。制備方法

44、：1，溶合法2，熱還原法3，熔鹽電解法4，粉末法分析鑄錠對(duì)金屬熔體質(zhì)量的要求熔鑄是金屬材料生產(chǎn)過(guò)程中的第一道工序，為后續(xù)的加工工序提供質(zhì)量合格的錠坯。熔鑄質(zhì)量的基本要求有：1，化學(xué)成分合格2，形狀、尺寸公差及表面質(zhì)量合格3，結(jié)晶組織細(xì)勻且無(wú)明顯缺陷分析鑄錠對(duì)金屬熔體質(zhì)量的要求？1.金屬熔體中金屬晶粒的細(xì)化度，防止出現(xiàn)異常粗大晶粒與羽毛狀晶。出現(xiàn)表層粗晶粒會(huì)讓鑄錠表面產(chǎn)生條紋，出現(xiàn)懸浮晶會(huì)降低板材表面質(zhì)量，出現(xiàn)粗大金屬間化合物會(huì)降低鑄錠的塑性，出現(xiàn)羽毛狀晶會(huì)影響加工制品組織和性能的均勻性。 2. 金屬熔體中是否脫除溶解于金屬熔體中的氣體。對(duì)于提高金屬熔體質(zhì)量和保證獲得合格鑄錠溶解于合金中的氫是使

45、鑄錠產(chǎn)生氣孔、疏松、板帶材起泡及分層的主要原因，甚至使材料發(fā)生氫脆。熔劑在熔煉中的作用，鋁合金常用熔劑配方及銅合金常用熔劑配方。熔劑與金屬熔體直接接觸，參與其間的物理化學(xué)反應(yīng)和傳熱過(guò)程。通過(guò)對(duì)所使用的熔劑成分、性能和加入量的調(diào)整，可以提高除渣脫氣精煉效果，減少金屬氧化、吸氣、揮發(fā)和與爐襯的相互作用，提高金屬質(zhì)量和收得率以及延長(zhǎng)爐襯壽命。同時(shí)還可借熔劑來(lái)加入合金微量元素和作變質(zhì)劑，以抑制一些微量雜質(zhì)的有害作用，改善合金的工藝性能。此外，電渣爐中的熔劑作為電阻發(fā)熱體，起著重要的精煉意義。鋁合金覆蓋劑50%NaCl+50%KCl 精煉劑細(xì)化劑45%NaCl+40%NaF+15%Na3AlF6熔劑應(yīng)該

46、滿足的特性？吸附溶解造渣好，密度和熔體遠(yuǎn)不同。與熔體表面張力大，畢竟之后要分離；具有較高穩(wěn)定性，不會(huì)腐蝕且環(huán)保；低熔點(diǎn)恰粘度，吸濕性小自然妙。蒸氣壓可不能高，制造方便價(jià)低好。對(duì)熔鑄質(zhì)量的基本要求1.化學(xué)成分合格:合金元素、微量雜質(zhì)、雜質(zhì)總量符合要求，鑄錠的成分應(yīng)盡可能均勻。2形成、尺寸公差及表面質(zhì)量合格。3.結(jié)晶組織細(xì)勻且無(wú)明顯缺陷。鋁合金返回料通常只能降級(jí)使用，講講其中的原因。鋁合金返回料由于在熔煉過(guò)程中對(duì)爐襯的沖刷作用，會(huì)帶入新的雜質(zhì)元素，以及隨著熔煉次數(shù)的增加，雜質(zhì)含量會(huì)逐步地累積，使原本的雜質(zhì)含量超標(biāo)，因此鋁合金返回料通常只能降級(jí)使用。溶劑的制備和保管： 制備：熔劑的制備方法一般有混合

47、法和熔化法兩種。 混合法是先將各種制備熔劑用原料在高溫下焙燒，除去結(jié)晶水。破碎過(guò)篩，再按比例混合均 勻即可使用。 熔化法是按一定加料順序?qū)⒏鞣N原料加入爐內(nèi)并加熱至熔化，經(jīng)充分?jǐn)嚢璩ニ趾?，出爐 澆入經(jīng)加熱干燥的鐵模中，然后裝入密封箱內(nèi)，使用前再破碎。 保管：熔化法制備的熔劑質(zhì)量高，能充分去除水分，且成分均勻?；旌戏ㄉa(chǎn)的熔劑常因烘 焙不夠而降低精煉效果。增大合金吸氣和氧化損失，熔劑應(yīng)妥善保管，嚴(yán)防受潮吸水。當(dāng)熔 劑中的水分超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)重新焙燒脫水后才能使用。四凝固過(guò)程的液體金屬流動(dòng)和傳熱（對(duì)流+凝固）液體金屬的流動(dòng)包括幾種1液體金屬的對(duì)流（動(dòng)量傳輸，包括以下三種）2枝晶間液體金屬的流動(dòng)

48、液態(tài)金屬中的三種對(duì)流方式及其影響動(dòng)量對(duì)流：澆注時(shí)流體沖擊產(chǎn)生。會(huì)連續(xù)不斷地影響凝固過(guò)程，過(guò)熱金屬液沖入液穴下部，易卷入大量氣體，增加金屬二次氧化和吸氣，不利夾渣的上浮，使雜質(zhì)含量增加，其會(huì)造成較強(qiáng)溫度起伏且沖刷作用可促使枝晶熔斷脫落，枝晶游離利于金屬液內(nèi)部晶核的增殖，因而利于晶粒的細(xì)化和等軸晶的形成。自然對(duì)流：金屬液內(nèi)溫度和濃度的不均引起。水平溫差引起的自然對(duì)流會(huì)造成溫度起伏，導(dǎo)致枝晶的脫落與游離，促進(jìn)成分均勻化合傳熱。強(qiáng)制對(duì)流：電磁場(chǎng)或機(jī)械攪拌及振動(dòng)引起。會(huì)加強(qiáng)或減弱金屬液內(nèi)已有的對(duì)流，因此會(huì)增強(qiáng)溫度起伏或抑制溫度起伏，強(qiáng)度和方向穩(wěn)定的強(qiáng)制對(duì)流，會(huì)抑制對(duì)流和溫度起伏，進(jìn)而抑制晶核增殖，鑄錠無(wú)

49、中心等軸晶而柱狀晶發(fā)達(dá)，常利用其來(lái)得等軸晶和細(xì)化晶粒。對(duì)流對(duì)結(jié)晶過(guò)程的影響鑄錠自下而上凝固時(shí)，對(duì)流不發(fā)生。鑄錠自上而下或水平定向凝固時(shí)，對(duì)流強(qiáng)烈，溫度起伏大，枝晶易于脫落和游離，促進(jìn)成分均勻化與傳熱；此外，強(qiáng)制對(duì)流可能增強(qiáng)或抑制溫度起伏。強(qiáng)度和方向都穩(wěn)定的對(duì)流可以抑制金屬液內(nèi)部的對(duì)流與溫度起伏，進(jìn)而抑制晶核的增殖作用。對(duì)流對(duì)金屬凝固組織的影響。金屬的對(duì)流能引起金屬液沖刷模壁和固液界面，造成溫度起伏，導(dǎo)致枝晶脫落和游離，促進(jìn)成分均勻化和傳熱。對(duì)流造成的溫度起伏，可以促使枝晶熔斷。在對(duì)流的作用下熔斷的枝晶將脫離模壁或凝殼，并被卷進(jìn)鑄錠中部的液體內(nèi)，如它們來(lái)不及完全重熔，則殘留部分可作為晶核長(zhǎng)大成等

50、軸晶。對(duì)流的沖刷作用也可促使枝晶脫落。因?yàn)殍T錠在凝固過(guò)程中，由于溶質(zhì)的偏析，枝晶根部產(chǎn)生縮頸，此處在對(duì)流的沖刷作用下易于斷開(kāi)，從而出現(xiàn)枝晶的游離過(guò)程。晶體的游離有利于金屬液內(nèi)部晶核的增殖，因而有利于等軸晶的形成。如果能抑制金屬液內(nèi)的對(duì)流，則可促進(jìn)柱狀晶的形成。施加穩(wěn)定磁場(chǎng)，可消弱或抑制金屬液內(nèi)部的對(duì)流，阻止晶體的游離，有利于得到柱狀晶。影響凝固傳熱的因素金屬性質(zhì)：a金屬的導(dǎo)熱系數(shù)代表其導(dǎo)熱能力的大小，大，鑄錠內(nèi)部溫度 易于均勻，溫度分布曲線比較平坦，溫度梯度小。b金屬的結(jié)晶潛熱大，向凝殼傳輸?shù)臒崃慷?，模壁溫度高，使冷卻速度和斷面溫度梯度降低。c金屬的凝固溫度高，鑄錠表里溫度差大，溫度梯度大。錠

51、模涂料性質(zhì)：耐火涂料，導(dǎo)熱性差，增大模壁/鑄錠界面熱阻，降低凝固速度，延長(zhǎng)凝固時(shí)間，揮發(fā)性涂料可減小界面熱阻，傳熱性能改善澆注工藝：澆注溫度對(duì)金屬流動(dòng)性、二次氧化、吸氣及縮松等缺陷的形成和金屬表面質(zhì)量有影響。澆注速度水冷模鑄錠時(shí)，提高澆注溫度，帶入模的熱量多，斷面溫度梯度大，同時(shí)凝固速度增大，無(wú)水冷模鑄錠時(shí)，提高澆注溫度，溫度梯度和凝固速度降低。冷卻速度大，鑄錠斷面溫度梯度大，凝固速度大。三種凝固方式的特征順序凝固:鑄錠在凝固中，隨溫度的降低，平滑的固/液界面逐步向鑄錠中心推進(jìn)，熱裂傾向小且易于得到柱狀晶和集中縮孔。同時(shí)凝固：在凝固區(qū)靠近固相區(qū)前沿的液體中，先形成一批小晶體，同時(shí)在其周圍液體中

52、由于出現(xiàn)溶質(zhì)偏析，使液體凝固點(diǎn)降低，晶體生長(zhǎng)受抑制，在溶質(zhì)偏析區(qū)的過(guò)冷液會(huì)立即形成另一批小晶體，很快被溶質(zhì)偏析的液體包圍，長(zhǎng)大受阻，再形成第三批小晶體，如此繼續(xù)，小晶體很快布滿整個(gè)凝固區(qū)，整個(gè)過(guò)程幾乎是同時(shí)進(jìn)行。溫度梯度小、結(jié)晶潛熱散失慢和溶質(zhì)偏析使長(zhǎng)大易得等軸晶和分散性縮孔，流動(dòng)性差使之熱裂傾向大。中間凝固：介于二者之間，既有柱狀晶又有等軸晶，流動(dòng)性優(yōu)于結(jié)晶溫度范圍寬的合金，但差于結(jié)晶溫度范圍窄的合金，有熱裂和縮孔傾向。凝固方式有幾種 分別說(shuō)明其適用條件順序凝固，適用于純金屬和共晶合金。同時(shí)凝固，適用于結(jié)晶溫度范圍寬或鑄錠斷面的溫度梯度小的合金。中間凝固，適用于結(jié)晶溫度范圍較窄或鑄錠斷面的溫

53、度梯度較大的合金。合金凝固有別于純金屬的特征是什么純金屬和共晶合金凝固只有固相區(qū)和液相區(qū)，除此之外的合金均存在固相區(qū)，凝固區(qū)和液相區(qū)。影響液注穿透深度的因素有哪些與澆注速度，澆注溫度，流注下落高度，結(jié)晶器尺寸及注管直徑等有關(guān)五凝固的傳質(zhì)過(guò)程（成分過(guò)冷）簡(jiǎn)述成分過(guò)冷對(duì)晶體生長(zhǎng)方式的影響?與晶體形貌的關(guān)系？當(dāng)稍有成分過(guò)冷時(shí)為胞狀生長(zhǎng)，隨著成分過(guò)冷的增大，晶體由胞狀晶變?yōu)橹鶢罹?，柱狀?shù)枝晶和自由樹(shù)枝晶，無(wú)成分過(guò)冷時(shí)，以平面方式或樹(shù)枝晶方式生長(zhǎng)。本281頁(yè)錫基軸承合金熔煉工藝三和282頁(yè)鉛基軸承合金熔煉工藝二?；鹧娣瓷錉t熔煉：高溫火焰經(jīng)爐頂輻射及火焰直接輻射。電阻反射爐熔煉：爐頂型磚內(nèi)的電阻產(chǎn)生熱量，

54、輻射傳熱。電渣熔煉：電流通過(guò)導(dǎo)電熔渣時(shí)使帶電粒子相互碰撞，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，以熔渣電阻產(chǎn)生的熱量將爐料熔化。坩堝式無(wú)鐵芯感應(yīng)爐熔煉：電磁感應(yīng)和電流熱效應(yīng)。電磁感應(yīng)使金屬爐料內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在爐料中產(chǎn)生熱量，使?fàn)t料升溫加熱直至融化。熔溝式鐵芯感應(yīng)爐熔煉：與坩堝式基本相同。不同的是用工頻點(diǎn)，熱電效率高。電子束熔煉爐熔煉：為難熔金屬熔鑄提供高真空度和高效熱源。將高速電子束的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⒂盟鼇?lái)加熱熔化爐料。等離子爐熔煉：直流電加熱非自耗電極或中空陰極以產(chǎn)生電子束，將通過(guò)陰極附近的惰性氣體離解，再以高度穩(wěn)定的等離子弧從槍口噴到陽(yáng)極爐料上使之熔化。為什么鑄造銅合金熔煉時(shí)一般都需要脫氧？常用哪幾

55、種脫氧方法？答:銅合金熔化后，在高溫下容易被爐氣所氧化生成Cu2O。因此，熔煉純銅、錫青銅、鋁青銅等必須徹夜脫氧，清除Cu2O后再加入合金元素。脫氧方法：1）沉淀脫氧（加P-Cu脫氧，應(yīng)用廣泛）；2）擴(kuò)散脫氧（加脫氧溶劑）；3）沸騰脫氧（又稱青木脫氧）。錫青銅熔煉的原則是什么？和鋁青銅、黃銅有什么區(qū)別？基本原則：1）準(zhǔn)確配料，嚴(yán)格控制化學(xué)成分；2）凈化合金液，防止銅液氧化、吸氣；3）高溫熔煉，快速熔化，低溫澆鑄。錫青銅需要脫氧除氣而鋁青銅中含鋁、硅，黃銅中含鋅；它們本身是強(qiáng)脫氧劑，因此都不必脫氧。如何對(duì)銅合金熔煉質(zhì)量進(jìn)行控制？氣體含量的檢查、彎角及斷口檢查、成分分析、溫度檢測(cè)與控制。用燃燒爐熔

56、煉銅合金一般將爐氣控制為何氣氛（還原性、氧化性或其他）？為什么？答:氧化性或弱氧化性氣氛。鋁合金鑄件主要熱處理工藝的特點(diǎn)及其熱處理常見(jiàn)缺陷和防止方法。熱處理工藝：退火、固溶處理、時(shí)效處理和循環(huán)處理四類。主要是固溶處理與人工時(shí)效。固溶處理：將鑄件加熱到接近固相線溫度（530左右），并保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間后快速冷卻，以獲得成分均一的過(guò)飽和（Al）固溶體，致使合金力學(xué)性能（特別是塑性）提高，耐蝕性能改善。人工時(shí)效：經(jīng)固溶處理得到的過(guò)飽和固溶體，加熱到某一較低的溫度并保持一定時(shí)間。熱處理常見(jiàn)缺陷：1）力學(xué)性能不合格；2）過(guò)燒；3）變形和裂紋；4）表面腐蝕。防止措施：制訂合理的熱處理工藝并嚴(yán)格執(zhí)行。鑄造鎂合

57、金主要有哪幾類合金?各有何特點(diǎn)?答:1）Mg-Al-Zn合金：為工業(yè)常用合金，特點(diǎn)為強(qiáng)度高，塑性好，鑄造性能好；2）Mg-Zn-Zr合金；特點(diǎn)為強(qiáng)度高，致密性好，壁厚效應(yīng)小，工藝性較差；3）Mg-RE-Zr合金：為耐熱Mg合金，添加RE可提高固溶體和 RE 化合物的穩(wěn)定性，提高耐熱性，可在 250-300下長(zhǎng)期工作。為防止鎂合金熔煉燃燒和氧化主要采取哪些措施?1）用熔劑熔煉；2）無(wú)熔劑熔煉；3）硫磺保護(hù)劑或SF6與N2或干燥空氣混合氣體保護(hù)熔煉。鎂合金鑄件生產(chǎn)時(shí)如何確保生產(chǎn)安全?1)加料前爐料必須預(yù)熱，至少達(dá)到150以上，以防止帶入水分，發(fā)生事故；2)熔煉工具使用前必須充分預(yù)熱干燥，使用后應(yīng)放置在密閉空氣中，或放入專用熔劑爐中，以防殘留金屬燃燒；3)應(yīng)定期檢查熱電偶，以有效控制熔體