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金属工艺学复习题

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（1）铸件凝固过程中，其断面上一般存在三个区域，即固相区、凝固区和液

相区。（2）铸件的“凝固方式”是依据凝固区的宽窄来划分

的。

4.铸件的凝固方式有哪几种？哪一种凝固方式的充型能力最好？

为什么？其代表性合金是什么？

（1）凝固方式：逐层凝固；糊状凝固；中间凝固

（2）逐层凝固的充型能力最好。因为纯金属或共晶成分合金在凝固过程中

不存在液、固并存的凝固区，故断面上外层的固体和内层的液体有一条界限（凝

固前沿）清楚地分开。随着温度的下降，固体层不断加厚，液体层不断减少，

直达铸件的中心，所以这样的凝固方式充型能力最好。代表合金：铝硅合金。

5.铸件的收缩经历哪几个阶段？“缩孔”和“缩松”在那个阶段

产生？如何防止？“变形”和“裂纹”在哪个阶段产生？如何防止？

（1）收缩三个阶段：液态收缩——凝固收缩——固态收缩

（2）“缩孔”和“缩松”产生于液态收缩和凝固收缩两个阶段。为了防止“缩

孔”和“缩松”，可使铸件实现顺序凝固，所谓顺序凝固就是在铸件上可能出现

缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，然

后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。按照这样的凝固顺序，使

铸件各个部位的收缩均能得到补充，而将缩孔转移到冒口之中，冒口是多余部

分，可切除。

（3）“变形”和“裂纹”产生于固态收缩阶段。为防止铸件产生变形，设计时

尽可能使铸件的壁厚均匀、形状对称，铸造工艺上采用同时凝固原则，以便冷

却均匀；对于长而易变性的铸件，还可采用“反变形”工艺，即在模样上预先

作出相当于铸件变形量的“反变形”以抵消铸件的变形；对于不允许发生变形

的重要件必须进行时效处理，从而消除内应力，防止变形。裂纹分热裂和冷裂

两种，为防止热裂可采用结晶温度范围窄的合金，减小液、固两相区的绝对收

缩量，降低钢铁中硫的含量，采用退让性较好的铸型等方法；为防止冷裂，可

使用塑性较好的合金。

6.灰口铸铁可分为哪几种？灰铸铁具有什么特点？影响石墨化的

主要因素是什么？

（1）灰口铸铁：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁

（2）灰铸铁的抗拉强度低，塑形、韧性差，不能锻造和冲压，焊接性能很差，

裂纹倾向较大，但具有优良的减振性，耐磨性好，缺口敏感度小，铸造性能优

良，切削加工性好。

（3）影响石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。

7.可锻铸铁生产具有什么特点？应用场合是什么？为什么？

可锻铸铁具有相当高的塑形和韧性，但并不能真的用于锻造；可锻铸铁的生产

过程复杂，退火周期长，能源耗费打，铸体的成本较高。通常用于制造形状复

杂、承受冲击载荷的薄壁小件。因为这些小件若用一般铸钢制造困难较大；若

改用球墨铸铁，质量又难保证。

8.球墨铸铁生产具有什么特点？

（1）制造球墨铸铁所用的铁液含碳、硅要高，但硫磷含量要低，出炉的铁液温

度须高达1450℃以上

（2）要进行严格的球化处理和孕育处理。球化剂是稀土镁合金，作用是使石墨

呈球状析出；孕育剂是硅含量75%的硅铁，作用是促进石墨化，防止球化元素所

造成的白口倾向。

（3）铸型工艺上，由于球墨铸铁较灰铸铁易产生缩孔，缩松，皮下气孔和夹渣，

因此采用顺序凝固；增加铸型刚度；降低铁液的含硫量和残余镁量以防止皮下

气孔；加强挡渣措施以防产生缺陷。

（4）多数球铁件铸后要进行热处理，保证力学性能，常用热处理方法是退火和

正火。

9.铸造工艺图上包括哪些内容？

浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，

收缩率浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。

10.铸型分型面的选择原则是什么？

（1）应尽量使分型面平直、数量少。

（2）应避免不必要的型芯和活块，以简化造型工艺。

（3）应尽量使铸件全部或大部分置于下箱。

对于具体铸件来说，上述诸原则难以全面满足，有时甚至互相矛盾。因此，必

须抓住主要矛盾、全面考虑，至于次要矛盾，则应从工艺措施上设法解决。

11.铸件工艺参数选择时应注意哪些？

为了绘制铸造工艺图，在铸造工艺图方案初步却确定之后，还必须选定铸件的

机械加工余量、起模斜度、收缩率、型芯头尺寸等工艺参数。

（1）要求的机械加工余量和最小铸孔。余量过大，机械加工费工且浪费金属；

余量过小，铸件将达不到加工面的表面特征与