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1 什么叫铸件的温度场,何谓凝固方式?铸件有哪三种凝固方式?特点如何?
答:铸件的温度场:在凝固和冷却某瞬间,铸件横断面上的温度分布线。
铸件的凝固方式:逐层凝固方式,糊状凝固方式,中间凝固。
逐层凝固:没有凝固区,固相区由表面向中心层层发展的凝固方式。
糊状凝固:凝固区很宽,甚至贯穿整个铸件断面,而表面温度似高于固相点TS以后表层低于TS,才开始结壳形成固相区。
中间凝固:凝固区域较宽,并迅速扩展至铸件工心。
2 何谓合金的充型能力及流动性?二者之间有何联系与区别?怎样提高合金的充型能力?
答:液态合金充满型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力称为充型能力。
合金的流动性是指合金本身的流动能力。
合金的流动性影响合金能力的内在因素,它主要与合金本身的性质有关。充型能力可以认为是考虑铸型及其他工艺因素影响的液态合金的流动性。
为提高合金的充型能力应尽量选用共晶成分合金或结晶温度范围小的合金,应尽量提高金属液的凝固质量,金属液愈纯净所含气体杂质愈少,充型能力愈好。
3 什么是顺序凝固原则和同时凝固原则?各适用于什么合金及铸件结构条件?
答:顺序凝固原则是采用各种工艺措施,使铸件各部分按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固。该原则适用于收缩大或壁厚差别较大,易产生缩孔的合金铸件如铸钢高强度灰铸铁等。
同时凝固原则是采用相应工艺措施使铸铁各部分温度均匀,在同一时间内凝固。该原则适用于收缩小的灰铸铁。
4 何谓热应力,机械应力?热应力和机械应力在铸铁中的分布规律各如何?何谓残留应力及临时应力?
答:热应力是由于铸件上壁厚不均匀的各部分冷却速度和线收缩量不均匀,相互阻碍收缩而引起的应力。
铸件的固态收缩受到铸型,型芯,浇口,冒口等外因的机械阻碍而产生的应力,称机械应力。
热应力分布规律一般对厚壁或冷却慢的部分产生拉应力,薄或冷却快的部分形成压应力。
机械应力一般都是拉应力。
热应力在铸件冷却至室温后仍残留在铸件内的不同部位,是一种残留应力。
5 何谓铸件的结构工艺性?从简化铸造工艺角度应对铸件结构有哪些要求?
答:铸件的工艺性即在保证铸件质量的前提下铸造的难易程度。
铸件的结构在满足使用要求的前提下应使铸造工艺流程中各工序操作简便,效率提高,成本降低,质量易于保证,具体如下:
1 铸件的外形:
(1)尽量避免外表面有侧凹;
(2)尽量使分裂面为平面;
(3)尽量减少分型面的数目;
(4)凸台,肋等结构应便于起模;
(5)顺着起模方向的非加工表面应有结构斜度,以便于起模;
2 铸件的内腔:
(1)尽量少用和不用型芯;
(2)应利于型芯的固定和排气;
(3)应利于型芯的清除。
6 从合金的铸造性能方面考虑,为避免有关铸造缺陷,对铸件结构有哪些要求?
答:铸件结构还应考虑合金的充型能力,收缩特性,吸气性等,铸造性能对铸件质量的影响,避免各类缺陷的产生,具体如下:
一铸件的壁厚:
1 铸件应有合适的壁厚,避免浇不到缺陷;
2 铸件壁厚,力求均匀,避免形成缩孔,缩松和裂纹等缺陷
3 铸件内壁的厚度应略小于外壁厚度使整个铸件均匀冷却
4 壁厚分布应符合顺序凝固原则。
二壁的连接
1 壁的连接处应有结构圆角,圆角大小应与壁厚相适应,避免造成热节
2 两壁斜向相交时,应避免在锐角接头,而用直角接头
3 尽量采用交错接头(中心件)和环形接头(大件)避免交叉接头
4 厚度不同的壁连接时应逐渐过渡避免突变,突变处易形成应力集中和裂纹
三避免变形和裂纹的结构
1 细长易挠曲的铸件应设计为对称截面,由于对称截面的相互抵消作用,使变形大大减少
2 合理设置加强肋,以提高平板铸件的刚度,防止翘曲变形
3 较大的带轮,飞轮,齿轮的轮幅可做成弯曲的奇数的或带孔腹板,以借轮辐(腹板)或轮缘的微量变形自行减缓铸造应力,防止开裂。
7 灰铸铁的力学性能,铸造性能和其他性能有何特点?灰铸铁最适宜做哪些铸件?
答:强度性能较差,抗拉强度很低,塑性近于零,硬度极低,抗拉强度比碳钢低很多,几乎无韧性,但石墨对基件承受压应力的有害影响较小,故灰铸铁的抗压强度和硬度与基件相近
铸造性能和切削性能良好,灰铸铁的收缩率较小,灰铸铁的化学成分在共晶点附近,其流动性很好
减摩性好,减震性好,缺口敏感性好
灰铸铁广泛应用于制造工作在磨擦条件下,要求吸收振动的形状复杂的支座类铸件,如机床床身,导轨,机座及缸盖等
8 为什么球墨铸铁的强度和塑性比灰铸铁高,而铸造性能比灰铸铁差?球墨铸铁是怎样制成的?
答:球墨铸铁的正常组织是细小圆整的石墨球加金属基件,由于石墨的利用率可达70%-90%,因此球墨铸铁的力学性能