合肥工业大学2005至2006学年第一学期材料成形原理期末考试试题A.doc
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1、合肥工业大学2005至2006学年第一学期材料成形原理期末考试试题A一、名词解释及简答题(共18分)1. 粗糙界面与光滑界面及其判据(6分)固液界面固相一侧的点阵位置有一半左右被固相原子所占据,形成凸凹不平的界面结构,称为粗糙界面;(2分)固液界面固相一侧的点阵位置几乎全被固相原子所占据,只留下少数空位或台阶,称为光滑界面。(2分)根据 Jackson 因子( )大小可以判断:(2分) 2的物质,凝固时固-液界面为粗糙面, 5的物质,凝固时界面为光滑面, 2. 集中缩孔的形成机理(4分)纯金属、共晶和结晶温度范围窄的合金,一般按由表及里的逐层凝固方式凝固,当液态收缩和凝固收缩大于固态收缩时,便
2、会在最后凝固部位形成尺寸较大的集中缩孔。3. 沉淀脱氧及其优、缺点(4分)沉淀脱氧是指溶解于液态金属中的脱氧元素直接和熔池中的FeO反应,使其转化为不溶于液态金属的氧化物,并转入熔渣中的脱氧方式。(2分)优点:脱氧速度快,脱氧彻底。(1分)缺点:脱氧产物不能清除时易形成夹杂。(1分)4. 焊接熔渣的长渣与短渣(4分)药皮焊条电弧焊时,根据熔渣粘度随温度变化的速率,可将熔渣分为“长渣”和“短渣”两类。(2分)随温度增高粘度急剧下降的渣称为短渣,而随温度增高粘度下降缓慢的渣称为长渣。(2分)二、填空(每空1分,共32分)1、实际液态金属内部存在 结构 起伏、 能量 起伏和相 起伏 。2、物质表面张
3、力的大小与其内部质点间结合力大小成 正 比,界面张力的大小与界面两侧质点间结合力大小成 反 比。衡量界面张力大小的标志是润湿角的大小,润湿角越小,说明界面能越 小 。3、通常,合金的凝固温度区间越大,液态合金充型过程中流动性越 差 ,铸件越容易呈 体积(或糊状) 凝固方式。4、焊接热输入功率一定时,焊接速度越快,相同温度等温线椭圆的长、短轴相差越 大 ,焊缝凝固时晶体以对向生长的倾向越 大 ,焊缝中心低熔点物质偏析程度越 严重 ,焊缝的凝固裂纹形成倾向越 大 。5、非均质形核过程,晶体与杂质基底的润湿角越小,非均质形核功G越 小 ,形核率越 大 ;非均质形核临界半径与均质形核的关系为 相等 。
4、6、细化铸件宏观凝固组织的措施有 合理地控制浇注工艺和冷却条件 、 孕育处理 、 动力学细化 等三个方面。7、共晶组织生长中,共晶两相通过原子的 横 向扩散不断排走界面前沿积累的溶质,且又互相提供生长所需的组元,彼此合作,并排地快速向前生长,这种共晶生长方式称为 共生 生长。8、对于气体在金属中溶解为吸热反应的,气体的溶解度随该气体分压的增高而 增大 ,随温度 下降 而降低。氢在合金液中溶解度随焊接气氛氧化性的 增强 而降低。9、在熔渣中含FeO相同的情况下,碱性渣比酸性渣对钢液的氧化性 更强 。实际焊接钢时,碱性焊条的焊缝含氧量比酸性焊条的 低 。10、微观偏析的两种主要类型为 晶内偏析与晶
5、界偏析 ,宏观偏析按由凝固断面表面到内部的成分分布,有 正常偏析与逆偏析 两类。 =mkTam11、影响钢材产生焊接冷裂纹的三大主要因素是 氢的含量与分布 、 钢材的淬硬倾向 以及 拘束应力状态 。12、熔炼钢时,根据脱磷反应原理,提高脱磷效率的原则是希望较 低 的温度、高碱度、 强 氧化性(FeO)熔渣、熔渣的粘度低及足够的渣量。三、解答、问答题(共50分)5. 1、某二元合金相图如下图所示。合金液成分为C0=40%,置于长瓷舟中并从左端开始凝固。温度梯度大到足以使固-液界面保持平面生长。假设固相无扩散,液相均匀混合。试求:6. 相与液相之间的溶质平衡分配系数K0;凝固后共晶体数量占试棒长度
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