《材料成型工藝基礎（第三版）》部分課後習題答案

　　第一章

　　⑵.合金流動性決定於那些因素？合金流動性不好對鑄件品質有何影響？

　　答：①合金的流動性是指合金本身在液態下的流動能力。決定於合金的化學成分、結晶特性、粘度、凝固溫度範圍、澆注溫度、澆注壓力、金屬型導熱能力。

　　②合金流動性不好鑄件易產生澆不到、冷隔等缺陷，也是引起鑄件氣孔、夾渣、縮孔缺陷的間接原因。

　　⑷.何謂合金的收縮？影響合金收縮的因素有哪些？

　　答：①合金在澆注、凝固直至冷卻至室溫的過程中體積和尺寸縮減的現象，稱為收縮。②影響合金收縮的因素：化學成分、澆注溫度、鑄件結構和鑄型條件。

　　⑹.何謂同時凝固原則和定向凝固原則？試對下圖所示鑄件設計澆注系統和冒口及冷鐵，使其實現定向凝固。

　　答：①同時凝固原則：將內澆道開在薄壁處，在遠離澆道的厚壁處出放置冷鐵，薄壁處因被高溫金屬液加熱而凝固緩慢，厚壁出則因被冷鐵激冷而凝固加快，從而達到同時凝固。

　　②定向凝固原則：在鑄件可能出現縮孔的厚大部位安放冒口，使鑄件遠離冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位後凝固，冒口本身最後凝固。

　　第二章

　　⑴.試從石墨的存在和影響分析灰鑄鐵的力學效能和其他效能特徵。

　　答：石墨在灰鑄鐵中以片狀形式存在，易引起應力集中。石墨數量越多，形態愈粗大、分佈愈不均勻，對金屬基體的割裂就愈嚴重。灰鑄鐵的抗拉強度低、塑性差，但有良好的吸震性、減摩性和低的缺口敏感性，且易於鑄造和切削加工。石墨化不充分易產生白口，鑄鐵硬、脆，難以切削加工；石墨化過分，則形成粗大的石墨，鑄鐵的力學效能降低。

　　⑵.影響鑄鐵中石墨化過程的主要因素是什麼？相同化學成分的鑄鐵件的力學效能是否相同？

　　答：①主要因素：化學成分和冷卻速度。

　　②鑄鐵件的化學成分相同時鑄鐵的壁厚不同，其組織和效能也不同。在厚壁處冷卻速度較慢，鑄件易獲得鐵素體基體和粗大的石墨片，力學效能較差；而在薄壁處，冷卻速度較快，鑄件易獲得硬而脆的白口組織或麻口組織。

　　⑸.什麼是孕育鑄鐵？它與普通灰鑄鐵有何區別？如何獲得孕育鑄鐵？

　　答：①經孕育處理後的灰鑄鐵稱為孕育鑄鐵。

　　②孕育鑄鐵的強度、硬度顯著提高，冷卻速度對其組織和效能的影響小，因此鑄件上厚大截面的效能較均勻；但鑄鐵塑性、韌性仍然很低。

　　③原理：先熔鍊出相當於白口或麻口組織的低碳、矽含量的高溫鐵液，然後向鐵液中衝入少量細狀或粉末狀的孕育劑，孕育劑在鐵液中形成大量彌散的石墨結晶核心，使石墨化驟然增強，從而得到細化晶粒珠光體和分佈均勻的細片狀石墨組織。

　　⑻.為什麼普通灰鑄鐵熱處理效果不如球墨鑄鐵好？普通灰鑄鐵常用的熱處理方法有哪些？其目的是什麼？

　　答：①普通灰鑄鐵組織中粗大的石墨片對基體的破壞作用不能依靠熱處理來消除或改進；而球墨鑄鐵的熱處理可以改善其金屬基體，以獲得所需的組織和效能，故球墨鑄鐵效能好。

　　②普通灰鑄鐵常用的熱處理方法：時效處理，目的是消除內應力，防止加工後變形；軟化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工效能。

　　第三章

　　⑴．為什麼製造蠟模多采用糊狀蠟料加壓成形，而較少採用蠟液澆鑄成形？為什麼脫蠟時水溫不應達到沸點？

　　答：蠟模材料可用石蠟、硬脂酸等配成，在常用的蠟料中，石蠟和硬脂酸各佔50%，其熔點為50℃~60℃，高熔點蠟料可加入塑膠，制模時，將蠟料熔為糊狀，目的除了使溫度均勻外，對含填充料的蠟料還有防止沉澱的作用。

　　蠟在回收處理時，為除去雜質和水分，必須加熱到蠟的熔點以上，但不能達到水的沸點。⑼．壓力鑄造工藝有何優缺點？它與熔模鑄造工藝的適用範圍有何顯著不同？

　　答：壓力鑄造的優點：①生產率高，便於實現自動化和半自動化；②鑄件的'尺寸精度高，表面粗糙度低，可直接鑄出極薄件或帶有小孔、螺紋的鑄件；③鑄件冷卻快，晶粒細小，表層緊密，強度、硬度高；④便於採用嵌鑄法。

　　缺點：①壓鑄機費用高，壓鑄型製造成本極高，工藝準備時間長，不宜單件、小批次生產；②尚不適用於鑄鋼、鑄鐵等高熔點合金的鑄造；③由於金屬液注入和冷卻速度過快，型腔氣體難以完全排出，厚壁處難以進行補縮，故壓鑄件內部常存在氣孔、縮孔和縮松。適用範圍：壓力鑄造在汽車、拖拉機、航空、儀表、紡織、國防等工業部門中已廣泛應用於低熔點非金屬的小型。薄壁、形狀複雜的大批次生產；而熔模鑄造則適用於航天飛行器、飛機、汽輪機、泵、汽車、拖拉機和機床上的小型精密鑄件的複雜刀具生產。⑽．低壓鑄造的工作原理與壓力鑄造有何不同？為何鋁合金常採用低壓鑄造？答：①低壓鑄造是介於金屬型鑄造和壓力鑄造之間的一種鑄造方法，它是在0.02~0.07MPa的低壓下經金屬液注入型腔，並在壓力下凝固成形而獲得鑄件的方法。

　　②低壓鑄造的澆注壓力和速度便於調節，可適應不同材料的鑄型，同時，充型平穩，對鑄件的衝擊力小，氣體較易排除，尤其能有效克服鋁合金針孔缺陷。

　　⑾．什麼是離心鑄造？它在圓筒形鑄件中有哪些優越性？圓盤狀鑄件及成形鑄件應採用什麼形式的離心鑄造？

　　答：①將液態金屬澆入高速旋轉的鑄型中，使其在離心力作用下充填鑄型和凝固而形成鑄件的工藝稱為離心鑄造。

　　②優點：a.可省去型心，澆注系統和冒口;b.補縮條件好，鑄件組織緻密，力學效能好。③圓盤狀鑄件用立式離心鑄造，成形鑄件採用成形件的離心鑄造。

　　第四章

　　⑶．試述分型面與分模面的概念。分模兩箱造型時，其分型面是否就是其分模面？答：①分型面是指兩半鑄型或多個鑄型相互接觸、配合的表面。分模面是分模時兩箱的接觸面。

　　②分模兩箱造型時，其分型面不一定是分模面。

　　⑷.澆注位置對鑄件的品質有什麼影響？應按什麼原則來選擇？

　　答：①澆注位置不當會造成鑄件產生夾渣、氣孔等缺陷或澆不到、冷隔缺陷。

　　②澆注位置的選擇應以保證鑄件品質為主，兼顧造型、下芯、合箱及清理操作便利等方面，切不可以犧牲鑄件品質來滿足操作便利。

　　第五章

　　⑴．試述結構斜度與起模斜度的異同點。