成都理工大学2013－2014学年
第一学期《铸造合金及其熔炼》试卷答案(A)
一、名词解释
1）HT200 是指抗拉强度不低于200Mpa的灰口铸铁；
2）QT500-7是指抗拉强度不小于500MPa，伸长率不小于7的球墨铸铁。

3）ZL201：铸造铝铜合金ZAlCu5Mn，是重要的耐热高强度铸铝合金，成份Cu 4.5~5.3%，Mn 0.6%~1.0%，Ti
0.15~0.35%，其余为Al。

4）孕育处理：铸铁铁液在浇注前，在一定的温度和成分下，加入一定量的孕育剂如硅铁等，改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高铸件性能为目的的处理方法，谓之孕育处理。

5）球化处理：向铁水中加入稀土镁合金（球化剂）。

（其中镁是具有很强球化能力的元素）。

球化剂的作用是使石墨呈球状析出。

我国应用最广的球化剂是稀土镁合金。

6）铝合金的吸附精炼：是指在铝合金熔炼时通入不溶气体或加入精炼剂产生不溶于铝液的气体，在上浮的过程中吸附氧化夹杂，同时清除氧化夹杂及其表面依附的H2，达到净化铝液的方法。

（3分）
7）水韧处理：高锰钢的含碳量一般在0.9~1.4%，属于高碳钢，铸态组织为奥氏体和碳化物以及少量的珠光体组成，为了消除碳化物，铸件加热至奥氏体化温度，保温至组织全部奥氏体化后，淬火得到单一的奥氏体组织，从而提高铸件的韧性，这一处理成为水韧处理。

8）时效强化（沉淀强化）：时效处理，又称低温回火。

时效强化是指在网溶度随温庋降低而减少的合金系中，当合金元素含量超过一定限量后，淬火可获得过饱和固溶体。

在较低的温度加热（时效），过饱和固溶体将发生分解并析出弥散相，引起合金强度、硬度升高而塑性下降的过程。

它也被称为沉淀强化。

9）T4 固溶处理：将铸件加热至固相线附近，使强化相溶入α（Al）中，在淬入冷却介质中获得过饱和的α（Al）固溶体，提高铸件的强度和塑性的一种热处理工艺。

10）吹氩精炼：利用氩是惰性气体，既不溶于钢液中，又不合钢液中的元素反应，因此向钢包内的钢液中吹氩，氩气泡在缓慢上升过程中吸附非金属夹杂和溶解在钢液中的气体，达到净化作用；同时由于氩气泡内CO的分压力为0，因此[C]和[O]在氩气泡和钢液界面上发生反应形成CO进入氩气泡，从而达到脱氧的目的。

二、填空（20分）
1、石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。

2、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。

3、不锈钢中铬的主要作用，其作用包括：（1）在铸件表面形成致密的氧化膜；（2）提高铁素体的电极电位。

4、铸钢件断面典型的晶粒分布如图所示，包括三个区域：1—表面细晶区；2—柱状晶区；3—中间等轴晶区。

5、碳钢铸件热处理的目的是细化晶粒，消除魏氏体（或网状组织）和消除铸造应力。

热处理方法有退火、正火或正火加回火。

6、铝合金的变质处理包括三类：（1）α（Al）的晶粒细化处理；（2）初晶Si的细化处理；
（3）共晶硅的变质处理。

（3分）
7、铸造黄铜是以Zn为主加元素的铜合金，铸造性能好表现在：（1）结晶温度范围小，充型能力强；（2）锌的沸点低，有自发除气作用。

8、木炭是熔炼铜合金时应用的覆盖剂，主要作用是防氧化、脱氧和保温。

三、简答（40）
1、影响铸铁石墨化程度的主要因索？
答：(1)、化学成分
1)碳和硅：碳是形成石墨的元素，也是促进石墨化的元素。

含碳愈高，析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。

硅是强烈促进石墨化的元素，随着含硅量的增加，石墨显著增多。

2)硫。

硫是强烈阻碍石墨化元素。

3)锰。

锰是弱阻碍石墨化元素，具有稳定珠光体，提高铸铁强度和硬度的作用。

4)磷。

磷对铸铁的石墨化影响不显著。

含磷过高将增加铸铁的冷脆性。

（2)．冷却速度
渗碳体的成分（碳含量）更接近于液态铸铁，与G相比，结构亦更近于A，在快冷时易得到渗碳体：而G是一种更稳定的相，在缓冷时易得到G。

2、球墨铸铁常见缺陷及防止：
缩孔缩松：防止措施：加大铸型刚度、增加石墨化膨胀的体积提高自补缩能力、采用适宜浇注温度减少液态收缩、结合生产条件合理选用冒口或冒口加冷铁
夹渣：防治措施：降低原铁液含硫量、保证石墨化条件下降低铁液残留镁量和稀土量、提高浇注温度、浇注前熔渣清理干净
石墨漂浮：措施：控制碳当量、降低原铁液含硅量
皮下气孔：措施：严格控制铁液残留镁量及型砂含水量
球化衰退：措施：足够的球化元素含量、降低原铁液含硫量、缩短球化后停留时间、球化扒渣后用覆盖剂防止镁及稀土元素逃逸。

3、铸钢件热裂的原因？
答：（1）含碳量：含碳量很低的钢比较容易形成热裂。

（2）含硫量：硫促使钢形成热裂，由于硫化物在钢凝固过程终了时才凝固在钢的晶粒周围位置，显著降低钢的高温强度，促使热裂形成。

（3）含锰量：锰在一定程度上能抵消硫的有害作用，有助于防止热裂形成。

（4）含氧量：钢液中的氧以FeO形式存在，在钢凝固时析出在晶界上，降低钢的高温强度，促使热裂形成。

4、高锰钢的加工硬化机理？
1)位错堆积论这种理论认为，高锰钢在经受强力挤压或冲击作用下，晶粒内部产生最大切应力的许多互相平行的平面之间产生相对滑移，结果在滑移界面的两方造成高密度的位错，而位错阻碍滑移的进一步运动，即起到位错强化的作用。

其结果是增强了钢抵抗变形的能力和提高了钢的硬度。

2)形变诱导相变论认为高锰钢中奥氏体处于相对稳定的状态，在受力而发生变形时，由于应变诱导的作用，发生奥氏体向马氏体的转变，在钢的表面层中产生马氏体，因而具有高硬度。

5、铝合金熔炼时三要素“防”“排”“溶”具体含义？
“防”就是覆盖剂、变质剂烘焙除潮；工具烘干后喷刷涂料再烘干；炉料加入前除去水锈和油污，严防水气和各种含气脏物混入铝液中，产生Al2O3夹杂和H2等；
“排”是指通过精炼，清除氧化夹杂和气体，除杂是除气的基础；
“溶”是指通过快速凝固或加大凝固时的结晶压力，使铝液中的[H]全部溶于铝铸件中，不致形成气孔。

6、细化铸造铝合金的组织的方法？。