金属铸造的性能：合金的流动性、凝固性、收缩性、吸气性
1.金属铸造性能包括：合金的流动性、凝固特性、收缩性、吸气性。
2.流动性：液态合金本身的流动能力。
3.流动性不足产生的缺陷：形成的晶粒将充型的通道堵塞，金属液被迫停止流动，于是铸
件将产生浇不到或冷隔等缺陷。
4.提高流动性的措施（简答）：浇注温度浇注温度对合金充型能力有着决定性的影响。浇
注温度越高，合金的粘度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时间长，故充型能力强，反之，充型能力差。充型压力砂型铸造时，提高直浇道高度，使液态合金压力加大，充型能力可改善。压力铸造、低压铸造和离心铸造时，因充型压力提高甚多，股充型能力强。
5.既然提高浇注温度可改善充型能力，为什么又要防止浇注温度过高？
答：浇注温度过高，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不宜过高。
6.合金收缩经历的3个阶段：液态收缩凝固收缩固态收缩。液态收缩和凝固收缩是体
收缩，体积减小，产生孔洞、缩孔、缩松。固态收缩是线收缩，三维方向尺寸减小，产生内应力。
7.缩孔：（1）位置：它是集中在逐渐上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。（2）判断热接
位置：画等温线、画最大内接圆、用计算机凝固模拟法。（3）如何消除缩孔：顺序凝固，顺序凝固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。
8.热应力：（1）热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。铸件的壁厚差别
越大，合金线收缩率越高，弹性模量越大，产生的热应力越大。（2）去除热应力的方法：采用同时凝固原则可减少铸造内应力，防止铸件的变形和裂纹缺陷，又可免设冒口而省工省料。
9.时效处理：对于不允许发生形变的重要件必须进行时效处理。自然时效是将铸件置于露
天场地半年以上使缓慢的发生变形，使内应力消除。人工时效是将铸件加热到550~650摄氏度进行去应力退火。
10.下列铸件宜选用哪类铸造合金？(1)车窗车身（2）摩托车汽缸体（3）火车轮（4）压气
机曲轴（5）汽缸套（6）自来水管道弯头（7）减速器涡轮
（1）灰口铸铁（灰铁300 灰铁350）
（2）铸造铝合金(不能产生溢漏，质量要轻)
（3）铸钢（耐磨性）
（4）球墨铸铁、可锻铸铁、孕育铸铁
（5）孕育铸铁、球墨铸铁
（6）黑心可锻铸铁
（7）铸造锡锌铜
11.型砂必备四个性能：（1）一定的强度（缺陷：冲砂、磨砂、砂眼、塌箱、涨箱）（2）一
定的透气性（气孔）（3）较高的耐火性（粘砂）（4）一定的退让性（内应力、变形、形裂）
12.防治措施：添加锯木屑、草木灰、煤粉。
13.什么是铸造工艺图？它包括哪些内容？他在铸件生产的准备阶段起着哪些重要作用？
答：铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。其中包括：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。铸造工艺图是指导模样设计、生产设备、铸型制造和铸造检验的基本工艺文件。依据铸造工艺图，结合所选定的造型
方法，便可绘制出模样图及合型图。
14.常用手工造型方法：整模造型、分模造型、三箱造型、活块造型、刮砂造型、刮板造型、
假箱造型。
15.分型面选择原则：（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
16.浇注位置选择和分型面选择哪个重要？如若他们的选择方案发生矛盾该如何统一？
答：质量要求很高的铸件（如机床床身、立柱、钳工平板、造纸烘缸等），应在满足浇注位置要求的前提下考虑造型工艺的简化。对于没有特殊质量要求的一般铸件，则以简化工艺、提高经济效益为主要依据，不必过多的考虑铸件的浇注位置。对于机床立柱、曲轴等圆周面质量要求很高又需沿轴线分型的铸件，在批量生产中有时采用“平作立浇”
法，此时，采用专用砂箱，先按轴线分型来造型、下芯，合型之后，将铸型翻转90度，竖立后进行浇注。
17.起模斜度：为了使模样便于从砂型中取出，凡平行起模方向的模样表面上所增加的斜度。
18.收缩率：由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔尺寸略有缩小。模型尺寸=零
件尺寸+余量尺寸+收缩率（量）
19.铸造圆角：防止应力集中过大，产生开裂，相交的力设计适应的R圆。
20.什么是熔模铸造？试用方框图表示其大致工艺过程。
答：熔模铸造是指用易熔材料制成模样，在模样表面包裹若干层耐火涂料纸成型壳，再将模样融化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方法。铸件—压型—压制蜡模—单个蜡模—蜡模组合—制造型壳—脱蜡、浇焙—装箱浇注21.为什么熔模铸造是最有代表性的精密铸造方法？它有哪些优越性？
答：特点：（1）铸件的精度高，表面光洁。（2）可制造难以砂型制造或机械加工的形状很复杂的薄壁铸件（3）适用于各种合金铸件（4）生产批量不受限制（5）生产工艺复杂且周期长，机械加工压型成本高，所用的耐火材料、模料和粘结剂价格较高，逐渐成本高。熔模造型最适用于高熔点合金精密铸件的成批、大量生产，主要用于形状复杂、难以切削加工的小零件。
22.金属型铸造有何优缺点？为什么金属型铸造未能广泛取代砂型铸造？
答：金属型铸造可“一型多铸”，便于实现机械化和自动化生产，从而大大提高生产率。
同时铸件的精度和表面质量比砂型铸造显著提高。由于结晶组织致密，铸件的力学性能得到显著提高，此外，金属型铸造还使铸造车间面貌大为改观，劳动条件得到显著改善。
它的主要缺点是金属型的制造成本高、生产周期长。同时，铸造工艺要求严格，否则容易出现浇不到、冷隔、裂纹等铸造缺陷，而灰铸铁件又难以避免白口缺陷。此外，金属型铸件的形状和尺寸还有着一定的限制。
23.金属塑性加工：一般常用的金属型材、板材、管材和线材等原材料，大都是通过轧制、
挤压、拉拔等方法制成的，机械制造业中的许多毛柸或零件，特别是承受重载荷的机件，如机床主轴、重要齿轮、连杆、炮管和枪管等，通常采用锻造方法成型。冲压广泛用于汽车、电器、仪表零件及日用品工业等方面。
24.热加工冷加工的区分（再结晶温度）：利用金属的冷变形强化可提高金属的强度和硬度，
这是工业生产中强化金属材料的一种重要手段。常采用加热的方法使金属发生再结晶，从而再次获得良好塑性。这种工艺操作称为再结晶退火。当金属在大大高于再结晶温度下受力变形时，冷变形强化和再结晶过程同时存在。
25.纤维组织：铸锭在塑性加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂
质形状发生了变化，他们都将沿着变形方向被拉长，成纤维状。（1）方向性：纤维组织越明显，金属在纵向（平行纤维方向）上的塑性和韧性越高，而在横向（垂直纤维方向）
上的塑性和韧性越低。变形程度越大，纤维组织越明显。（2）稳定性：纤维组织的稳定性很高，不能用热处理方法加以消除，只有经过塑性加工使金属变形，才能改变其方向和形状。（3）设计原则：为了获得具有最佳力学性能的零件，在设计和制造零件时，都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向垂直，并使纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量使纤维组织不被切断。
26.金属的可锻性：可锻性的优劣常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。塑性越好，变形
抗力越小，则金属可锻性越好，反之则越差。（1）如何确定锻造温度：开始温度比AE 线滴150~200摄氏度，温度要高，但不能过高；终止温度，温度要低，但不能过低。（2）缺陷：加热温度过高，必将产生过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷，甚至使锻件报废；
终煅温度过低，金属可锻性急剧变差，使加工难于进行，强行锻造，将导致加工硬化、段培破裂报废。
27.如何提高金属的塑性？常采用的措施是什么？
答：提高变形温度，增加压应力数目。最常用的是提高金属加热的温度。
28.趁热打铁的含义何在？
答：加热过程中随温度升高，金属原子的运动能力增强，容易进行滑移形成奥氏体，在奥氏体组织状态下，塑性好，变形状态好。
29.自由锻基本工序：镦粗（横向性能要求高）—拔长（轴向性能要求高）—冲孔—扭转—
错移—切割
30.终锻模膛应考虑的3个问题：（1）终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量（2）
沿摸镗四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出阻力，促使金属更好的充满模膛，同时容纳多余金属。（3）由于带孔的模锻件在模锻时不能直接获得通孔。
31.什么是胎膜锻?
答：胎膜锻是在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种锻造方法。
32.自由锻件图要考虑哪些参数？模锻呢？
答：自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了机械加工余量、锻造公差、余块等之后绘制的图形。模锻件的锻件图还应考虑分模面的选择、模锻斜度和圆角半径。
33.什么是余块？锻造差的定义？
答：为了简化零件的形状和结构，便于锻造而增加的一部分金属，称为余块。锻造公差是锻件名义尺寸的允许变动量。其数值按锻件形状、尺寸、锻造方法等因素查表确定。
34.分模面：分模面是上、下模或凸凹模的分界面。分模面可以是平面，也可以是曲面。
35.锻造工序的确定：（1）长轴类模锻件常选用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。（2）
短轴类模锻件常选用镦粗、预锻、终端等工步。（3）辅助工序：选定相应的设备（如加热设备、锻造设备等）和确定锻后所必须的辅助工序（如校正、切飞边、冲连皮、清理、热处理等）。
36.冲裁变形过程：弹性变形阶段—塑性变形阶段—断裂分离阶段
37.凸凹模刃口尺寸的确定：（1）设计落料模时，应先按落料件确定凹模刃口尺寸，去凹模
做设计基准件，然后根据间隙确定凸模尺寸，即用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值。设计冲孔模时，先按冲孔件确定凸模刃口尺寸，取凸模作设计基准件，然后根据间隙确定凹模尺寸，即用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值。（2）为了保证冲裁件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命，落料时凹模刃口的尺寸应靠近落料件公差范围内的最小尺寸；冲孔时，选取凸模刃口的尺寸靠近孔的公差范围内的最大尺寸。
38.拉深系数：m越小，表明拉深件直径越小，变形程度越大，配料被拉入凹模越困难，容
易产生拉穿废品。拉深系数过小，不能一次拉伸成型，则可采用多次拉深工艺。但多次拉深过程中，冷变形强化现象严重。为保证柸料具有足够的塑性，在一两次拉深后，
应安排工序间的退货处理。另外，在多次拉深中，拉深系数应一次比一次略大一些，以确保拉深件的质量，使生产顺利。总拉深系数值等于各次拉深系数值的乘积。
39.弯曲：弯曲时还应尽可能使弯曲线与板材纤维垂直。若弯曲线与纤维方向一致，则容易
产生破裂，此时应增大弯曲半径。双向弯曲—弯曲线与纤维成45度角。
40.回弹：外载荷去除后，塑性变形保留下来，弹性变形消失，使板料形状和尺寸发生与加
载时变形方向相反的变化，从而消去一部分弯曲变形效果的现象。
41.材料的回弹现象对冲压生产有何影响？
答：（1）影响：回弹使被弯曲的角度增大。（2）措施：在设计弯曲模时，必须使模具的角度比成品件角度小一个回弹角，以保证成品件的弯曲角度准确。
42.比较落料和拉深多用凸凹模结构及间隙有什么不同？为什么？
答：落料时凹模刃口的尺寸应靠近落料件公差范围内的最小尺寸；冲孔时，选取凸模刃口的尺寸靠近孔的公差范围内的最大尺寸。为了保证冲裁件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命。
43.焊接热影响区：指焊缝两侧金属因焊接热作用（但未熔化）而发生金相组织和力学性能
变化的区域。（1）分类：熔合区过热区正火区部分相变区（2）影响最大的是熔合区和过热区（3）造成不良影响：形成粗晶，造成晶粒不均匀。
44.正确焊接的规范：（1）在保证焊接质量的条件下，增加焊接速度或减少焊接电流都能减
小焊接热影响区。（2）为消除起影响，一般采用焊后正火处理，使焊缝和焊接热影响区的组织转变成为均匀的细晶结构，以改善焊接接头的性能。（3）对焊后不能进行的热处理的金属材料和构件，则只能通过正确的选择焊接材料，焊接方法与焊接工艺上来减少焊接热影响区的范围。
45.焊接变形的原因：由于在这个热循环过程中，焊接各部分的温度不同，随后的冷却速度
也各不相同，因而焊件各部位在热胀冷缩和塑性变形的影响下，必将产生内应力、变形或裂纹。
46.焊接变形减小的措施：（1）选择合理的焊接顺序（2）预热法（3）焊后退火处理（4）
反变形法（5）加余量法（6）刚性加持法（7）机械矫正或火焰矫正
47.焊条药皮的作用：（1）提高电弧燃烧的稳定性（2）防止空气对熔化金属的有害作用（3）
对熔池的脱氧和加入合金元素（4）渗合金，补充烧损量。
48.何为焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区分为哪些区段？各区段对焊接接头的性能
有何影响？减小热影响区的办法？
答:焊接热影响区指焊缝两侧金属因焊接热作用（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。区段：熔合区过热区正火区部分相变区。影响最大的是熔合区和过热区。造成不良影响：形成粗晶，造成晶粒不均匀。减小的办法：增加焊接速度，减小电流后，正火退火。
49.产生焊接应力和变形的原因是什么？焊接应力时候一定要消除？消除焊接应力的办
法？
50.答：由于在这个热循环过程中，焊接各部分的温度不同，随后的冷却速度也各不相同，
因而焊件各部位在热胀冷缩和塑性变形的影响下，必将产生内应力、变形或裂纹。一定要消除。焊接变形减小的措施：（1）选择合理的焊接顺序（2）预热法（3）焊后退火处理（4）反变形法（5）加余量法（6）刚性加持法（7）机械矫正或火焰矫正
51.电阻焊：是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生
的电阻热，把工件加热到塑性或局部熔化状态，在压力作用下形成接头的焊接方法。52.电焊的应用：主要适用于厚度为4mm以下的薄板。冲压结构及线材的焊接，每次焊一
个点火一次焊多个点。目前，电焊已广泛用于制造汽车、车厢、飞机等薄壁结构以及罩
壳和轻工。生活用品等。
53.缝焊的应用：缝焊时焊点相互重叠50%以上，密闭性好。主要用于制造要求密封性的薄
壁结构。如油箱、小型容器与管道等。但焊缝过程分流现象严重，焊接相同厚度工件时，焊接电流约为电焊的1.5~2倍。因此要使用大功率焊机，用精确的电气设备控制间断通电的时间。缝焊只适用于厚度在3mm一下的薄板结构。
54.低碳钢和中高碳钢的优劣比较：低碳钢含碳量小于等于0.25%，其塑性好，一般没有淬
硬倾向，对焊接过程不敏感，焊接性好。焊前不需要预热，焊后不需要热处理。中碳钢含碳量0.25~0.6%，随着含碳量的增加淬硬倾向越加明显，焊接性逐渐变差，实际生产中，主要是焊接各种中碳钢额铸件与锻件。焊前必须进行预热，焊后要进行相应热处理。
高碳钢由于含碳更高，使焊接性能变得更差，进行焊接时，应采用更高的预热温度，更严格的工艺措施。常用于补焊，很少用于构件的焊接。
55.为防止低合金高强钢焊后产生冷裂纹，应采取哪些措施？
答：对于强度级别高的低合金钢件，焊前一般均需预热，焊接时，应调整焊接参数，以控制影响区的冷却速度不宜过快。焊后还应进行热处理，以消除内应力。不能立即热处理，可先进行消氢处理，即焊后立即将工件加热到200~350摄氏度，保温2~6h，以加速氢扩散逸出，防止产生因氢引起的冷裂纹。
56.为什么铜及铜合金的焊接比低碳钢焊接困难得多？
答：（1）铜的导热性很高，焊接时热量极易散失。（2）液态铜易氧化，生成氧化铜与铜可组成低熔点共晶体，分布在晶界上形成薄弱环节。又因为通的膨胀系数大，冷却时收缩率也大，容易产生较大的焊接应力。（3）铜在液态时吸气性强，特别容易吸收氧气。
凝固时，气体将从熔池中析出，来不及逸出就会在工件中形成气孔。（4）铜的电阻极小，不适于电阻焊。（5）某些铜合金比纯铜更容易氧化，使焊接的困难增大。
57.焊缝布置的基本原则？（1）焊缝布置应尽量分散（2）焊缝的位置应尽可能对称布置（3）
焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置。（4）焊缝应尽量避开机械加工表面（5）焊缝位置应便于焊接操作
59刀具材料的基本性能：（1）较高的硬度(2)足够的强度和韧度，以承受切削力、冲击和振动。(3)较好的耐磨性，以抵抗切削过程中的磨损，维持一定的切削时间。（4）较高的耐热性，以便在高温下仍能保持较高硬度（5）较高的工艺性，以便制造各种刀具。
60. 高速钢和硬质合金的区别：高速钢的耐热性、硬度和耐磨性虽低于硬质合金，但强度和
韧度却高于硬质合金，工艺性较硬质合金好，而且价格也比硬质合金低。硬质合金的硬度高，耐磨性好，耐热性高，允许的切削速度比高速钢高数倍，但其强度和韧度均较高速钢低，工艺性也不如高速钢。
61. 何为积屑瘤？他是如何形成的？对切削加工有哪些影响？积屑瘤的控制的工艺措施？
答：（1）在一定范围的切削速度下切削塑性金属时，常发现在刀具前面靠近切削刃的不稳粘附着一小块很硬的金属，这就是积屑瘤。（2）当前面对滞留层摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时，就会有一部分金属粘附在切削刃附近，形成积屑瘤。（3）积屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用，而且由于积屑瘤的存在，增大了刀具实际工作前角，使切削轻快，故粗加工时希望产生积屑瘤；
积屑瘤的顶端伸出切削刃之外，而且在不断的产生和脱落，使切削层公称厚度不断变化，影响尺寸精度，还会导致切削力的变化，引起震动，并会有一些积屑瘤碎片粘附在工作已加工表面上，使得表面变得粗糙。（4）一般精车、精铣采用高速切削，而拉削、铰削和宽刀精刨时，则采用低速切削，以避免形成积屑瘤。选用适当的切削液，可有效的降低切削温度，减少摩擦，也是减少或避免积屑瘤的重要措施之一。
62. 影响刀具磨损的因素：（1）磨料磨损（2）粘结磨损（3）扩散磨损（4）氧化磨损
63. 刀具耐用度：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准所经历的实际切削时
间。
64. 切削用量的基本原则：粗加工时，从提高生产率的角度出发，一般取较大的背吃刀量和
进给量，切削速度并不太高。精加工时，主要考虑加工质量，常采用较小的背吃刀量和进给量、较高的切削速度，只有在受到刀具等工艺条件限制不宜采用高速切削时才选用较低的切削速度。
65. 切削用量的顺序:首先选尽可能大的背吃刀量ap,其次选尽可能大的进给量f，最后选尽
可能大的切削速度vc。
66. 切削液的作用：清洗，防锈，冷却，润滑。
67. 切削液的种类：（1）水基切削液，主要起冷却作用(2)油基切削液，主要起润滑作用。
68. 改善材料切削加工性的途径：高碳钢进行球化退火可以降低硬度；对低碳钢进行正火可
以降低塑性，提高表面光洁度；铸铁件在切削加工前进行退货可降低表层硬度，特别是白口铸铁，在950~1000摄氏度的温度下长时间退火，变成可锻铸铁，能使切削加工较易进行。
69. 何为材料切削加工性？其衡量指标主要有哪几个？各适用于何种场合？
答：切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。常用指标：（1）一定刀具耐用度下的切削速度（2）相对加工性这两个是最常用的切削加工性指标，对于不同的加工条件都实用。(3)已加工表质量，精加工时，常以此为衡量指标。（4）切屑控制或断屑的难易，在自动机床或自动线上加工时，常以此为衡量指标。（5）切削力，在粗加工时，当机床刚度或动力不足时，常以此为衡量标准。
70. 何为钻孔的“引偏”?减少措施？
答：所谓“引偏”是指加工时由于钻头弯曲而引起的孔径扩大、孔不圆或孔额轴线歪斜。
措施：（1）预钻锥形定心坑（2）用砖套为钻头导向（3）钻头的两个主切削刃尽量刃磨对称
71. 扩孔和绞孔为什么能达到较高的精度和较小的表面粗糙度值？
答：钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，而不易保证孔与孔之间的尺寸精度及位置精度。
扩孔可以纠正钻孔的引偏。绞孔不能纠正孔的轴线偏斜，只提高了表面粗糙度。72．用周铣法铣平面时，从理论分析，顺铣比逆铣有哪些优点？实际生产中，目前多采用哪中铣削方式？
答：顺铣时忽大忽小的水平分力与工件进给方向相同，工作台进给丝杠与固定螺母之间一般存在间隙，间隙在进给方向前方。会使工件连同工作台和丝杠一起，向前窜动，造成进给量突然增大，甚至打刀。逆铣时水平分力与进给方向相反，铣削过程中工作台丝杠始终压向螺母，不致因为间隙的存在而引起工作窜动。多采用逆铣法。
73. 成批和大量生产中，铣削平面常采用端铣法还是周铣法？为什么？
答：周铣法。(1)端铣的切削过程比周铣时平稳，有利于提高加工质量（2）端铣时还可利用修光刀齿修光以加工表面，因此端铣可达到较小的表面粗糙度值。（3）端铣时可采用告诉铣削，不仅大大提高了生产效率，也提高了加工表面的质量。（4）周铣法德适应性较广，可以利用多种形式的铣刀，除加工平面外还可较方便的进行沟槽、齿形和成形面等的加工，生产中仍常采用。
74. 铣削为什么比其他加工容易产生振动？
答：产生振动，厚度产生变化，铣削面也变化，刀齿数变，造成的合力在变，切削过程不平稳。
75. 加工精度高、表面粗糙度值小的紫铜或铝合金轴件外圆时，应采用那种加工方法？为什
么？
答：应采用磨削。因为磨粒上较锋利的切削刃，能都切下一层很薄的金属，切削厚度可以小到数微米，这是精密加工必须具备的条件之一。一般切削刀具的刃口圆弧半径虽可以磨得小一些，但不耐用，不能或难以进行经济的、稳定的精密加工。磨削所用的磨床，比一般切削加工机床精度高，刚度及稳定性较好，并且具有微量进给的机构，可以进行微量切削，从未保证精密加工的实践。
材料工程基础实验指导书
材料工程基础实验指导书王连琪X洁徐兴文 材料科学与工程学院
《材料成形工艺》介绍了铸造、锻压、焊接专业等方面的知识，为配合教材达到教学与实际相结合的目的，使学生能理性认识材料成形的方法，拟定了铸造、锻压、焊接实验。 一铸造性能实验 实验1 铸造合金流动性的测定 1.1实验目的： 1）测定铸造合金成分对该合金流动性的影响。 2）测定浇注温度对该合金流动性的影响。 1.2 实验的基本原理 流动性是铸造合金的重要性能之一，它对铸件质量有较大的影响；如补缩、冷隔、浇不足等。为了获得优质铸件就必须对流动性加以研究。 铸造合金流动性的定义为液态金属本身充满铸型的能力，它与合金的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。 合金的流动性与合金的充型能力是两个概念。合金的充型能力是液态合金充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。由于影响液态金属充型能力的因素很多，很难对各种合金在不同铸造条件下的充型能力进行比较。所以，常常用固定条件下所测得的合金流动性来表示合金的充型能力。 1.3 实验合金与试样 1）纯铝和铸铝102。 2）试样—取一箱一件螺旋形试样如图1.1 通过实验研究成分对流动性的影响。取纯Al和ZL102合金在相同温度下浇注螺旋形试样，进行比较。在实验时，要求铸型相同（透气性、紧实度等）和过热温度相同条件下进行比较。 研究温度对合金流动性的影响，纯Al和ZL102合金分别在不同温度下浇注螺旋形式样，比较螺旋式样的长度。 1.4 实验设备与材料 1）熔化设备：坩埚电阻炉两台或感应电炉石墨坩埚两个 2）合金材料：工业纯Al 铸铝102 3）铸型：三副模板、三副砂箱、造型型砂及制型工具 4）热电偶（镍铬-镍硅）两支及毫伏表 5）去气剂：氯化锌
合金的铸造性能(严选内容)
合金的铸造性能 合金的铸造性能--指在一定的铸造工艺条件下某种合金获得优质铸件的能力，即在铸造生产中表现出来的工艺性能，如充型能力、收缩性、偏析倾向性、氧化性和吸气性等 等。 研究之必要--合金铸造性能的好坏，对铸造工艺过程、铸件质量以及铸件结构设计都有显著的影响。因此，在选择铸造零件的材料时，应在保证使用性能的前提下，尽可能选用铸造性能良好的材料。但是，实际生产中为了保证使用性能，常常要使用一些铸造性能差的合金。此时，则应更加注意铸件结构的设计，并提供适当的铸造工艺条件，以获得质量良好的铸件。因此，充分认识合金的铸造性能是十分必要 的。 合金的铸造性能包括： 1.充型能力 2.凝固与收缩 3.偏析 4.吸气
●合金的铸造性能——合金的充型能力 1 合金的充型能力定义 定义--液态合金充满铸型，获得尺寸正确、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。 液态合金充型过程是铸件形成的第一个阶段。其间存在着液态合金的流动及其与铸型之间的热交换等一系列物理、化学变化，并伴随着合金的结晶现象。因此，充型能力不仅取决于合金本身的流动能力，而且受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响。 2 对铸件质量的影响 对铸件质量的影响--液态合金的充型能力强，则容易获得薄壁而复杂的铸件，不易出现轮廓不清、浇不足、冷隔等缺陷；有利于金属液中气体和非金属夹杂物的上浮、排出，减小气孔、夹渣等缺陷；能够提高补缩能力，减小产生缩 孔、缩松的倾向性。 3 影响合金充型能力的因素及工艺对策 (1)合金的流动性
定义--流动性是指液态合金的流动能力。它属于合金的固有性质，取决于合金的种类、结晶特点和其他物理性质(如粘度越小，热容量越大；导热率越小，结晶潜热越大；表面张力越小，则流动性越好)。 测定方法--为了比较不同合金的流动性，常用浇注标准螺旋线试样的方法进行测定。在相同的铸型(一般采用砂型)和浇注条件(如相同的浇注温度或相同的过热温度)下获得的流动性试样长度，即可代表被测合金的流动性。常用铸造合金中灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铸钢最差。对于同一种合金，也可以用流动性试样来考察各种铸造工艺因素的变动对其充型能力的影响。所得的流动性试样长度是液态金属从浇注开始至停止流动时的时间与流动速度的乘积。所以凡是对以上两个因子有影响的因素都将对流动性(或充型能 力)产生影响。 合金的化学成分决定了它的结晶特点，而结晶特点对流动性的影响处于支配地位。具有共晶成分的合金(如碳的质量分数为4.3%的铁碳合金等)是在恒温下凝固的，凝固层的内表面比较光滑，对后续金属液的流动阻力较小，加之共晶成分合金的凝固温度较低，容易获得较大的过热度，故流动性好；除共晶合金和纯金属以外，其他成分合金的凝固
材料工程基础实验指导书
材料工程基础实验指导书王连琪郑洁徐兴文 材料科学与工程学院
《材料成形工艺》介绍了铸造、锻压、焊接专业等方面的知识，为配合教材达到教学与实际相结合的目的，使学生能理性认识材料成形的方法，拟定了铸造、锻压、焊接实验。 一铸造性能实验 实验1 铸造合金流动性的测定 1.1 实验目的： 1）测定铸造合金成分对该合金流动性的影响。 2）测定浇注温度对该合金流动性的影响。 1.2 实验的基本原理 流动性是铸造合金的重要性能之一，它对铸件质量有较大的影响；如补缩、冷隔、浇不足等。为了获得优质铸件就必须对流动性加以研究。 铸造合金流动性的定义为液态金属本身充满铸型的能力，它与合金的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。 合金的流动性与合金的充型能力是两个概念。合金的充型能力是液态合金充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力。由于影响液态金属充型能力的因素很多，很难对各种合金在不同铸造条件下的充型能力进行比较。所以，常常用固定条件下所测得的合金流动性来表示合金的充型能力。 1.3 实验合金与试样 1）纯铝和铸铝102。 2）试样—取一箱一件螺旋形试样如图1.1 通过实验研究成分对流动性的影响。取纯Al和ZL102合金在相同温度下浇注螺旋形试样，进行比较。在实验时，要求铸型相同（透气性、紧实度等）和过热温度相同条件下进行比较。 研究温度对合金流动性的影响，纯Al和ZL102合金分别在不同温度下浇注螺旋形式样，比较螺旋式样的长度。 1.4 实验设备与材料 1）熔化设备：坩埚电阻炉两台或感应电炉石墨坩埚两个 2）合金材料：工业纯Al 铸铝102 3）铸型：三副模板、三副砂箱、造型型砂及制型工具 4）热电偶（镍铬-镍硅）两支及毫伏表 5）去气剂：氯化锌
铸造合金及熔炼思考题要点
第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案 1.基本概念：屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化 屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力；抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标；固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法；时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒，造成的强化。 2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？ 晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。 3.铸造合金的使用性能有哪些？ 机械性能、物理性能和化学性能 4.铸造合金的工艺性能有哪些？ 铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能 5.基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，从而改善合金机械性能。这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。 6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法？ 原因：铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状，这种形态的脆性相严重割裂基体，大大降低合金的强度和塑性，为了改变这种状况，必须进行变质处理。方法：生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。 7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？ 1）镁：少量的镁，即能大大提高抗拉和屈服强度，随着镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降；2）铜：使铝硅合金强度显著增加，但伸长率下降，提高合金的热强性；3）铁：恶化了合金的机械性能，特别是塑性，
各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用
各种铸造铝合金牌号的 主要特点及应用 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途 ZL101的特点是成分简单，容易熔炼和铸造，铸造性能好，气密性好、焊接和切削加工性能也比较好，但力学性能不高。适合铸造薄壁、大面积和形状复杂的、强度要求不高的各种零件，如泵的壳体、齿轮箱、仪表壳（框架）及家电产品上的零件等。主要采用砂型铸造和金属型铸造。 Zl101A 由于是在ZL101的基础上加了微量Ti，细化了晶粒，强化了合金的组织，其综合性能高于Zl101、ZL102，并有较好的抗蚀性能，可用作一般载荷的工程结构件和摩托车、汽车及家电、仪表产品上的各种结构件的优质铸件。其使用量目前仅次于ZL102。多采用砂型和金属型铸造。（ZL101A合金是以ZL101合金为基础严格控制杂质含量，改进铸造技术可以获得更高的力学性能。铸造性能，耐腐蚀性能和焊接性良好。用于铸造各种壳体零件，飞机的泵体、汽车变速箱、燃油箱的弯管等） Zl102 这种合金的最大特点是流动性好，其它性能与ZL101差不多，但气密性比ZL101要好，可用来铸造各种形状复杂、薄壁的压铸件和强度要求不高的薄壁、大面积、形状复杂的金属或砂型铸件。不论是压铸件还是金属型、砂型铸件，都是民用产品上用得最多的一个铸造铝合金品种。 Zl104 因其工晶体量多，又加入了Mn，抵消了材料中混入的Fe有害作用，有较好的铸造性能和优良的气密性、耐蚀性，焊接和切削加工性能也比较好，但耐热性能较差，适合制作形状复杂、尺寸较大的有较大负荷的动力结构件，如增压器壳体、气缸盖，气缸套等零件，主要用压铸，也多采用砂型和金属型铸造。 Zl105、ZL105A
铸造Al-50Si合金组织和性能变化
Evolution of microstructure and mechanical properties of as-cast Al-50Si alloy due to heat treatment and P modi?er content Fuyang Cao a ,Yandong Jia a ,b ,Konda Gokuldoss Prashanth b ,Pan Ma a ,b ,Jingshun Liu a ,c ,Sergio Scudino b ,Feng Huang a ,d ,Jürgen Eckert b ,e ,Jianfei Sun a ,? a School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China b IFW Dresden,Institute for Complex Materials,P.O.Box 270116,D-01171Dresden,Germany c School of Materials Science and Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China d Hubei Key Laboratory of Advanced Technology of Automobile Parts,School of Automotive Engineering,Wuhan University of Technology,430070,China e TU Dresden,Institut für Werkstoffwissenschaft,D-01062Dresden,Germany a r t i c l e i n f o Article history: Received 12September 2014Revised 4March 2015Accepted 7March 2015 Available online 9March 2015Keywords:Al–50Si alloy Superheat treatment Microstructure Mechanical property a b s t r a c t The effects of superheat temperature,content of modi?er (P)and T6heat treatment on the microstruc-ture and mechanical properties of the Al–50Si alloy have been investigated systematically by scanning electron microscopy (SEM)and differential scanning calorimetry (DSC).The results indicate that the pri-mary Si exhibits a plate-like morphology,with average size decreasing with increasing of the superheat temperature for the unmodi?ed alloy.The morphology of primary Si changes to small blocky shape at an optimal P content of 0.5wt.%,and the nucleation temperature increases for the alloy with 1.3wt.%P because of the ease of formation of the AlP phase.The nucleation temperature is lower for 0.5wt.%P due to lack of P atoms at relatively higher temperature.The ultimate tensile strength was enhanced by the addition of P followed by the T6heat treatment,and the maximum ultimate tensile strength ($160MPa)was observed for the sample containing 0.5wt.%P. ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved. 1.Introduction Electronic packaging materials are required to protect the elec-tronic components from physical damage,mechanical forces,atmospheric chemical contamination,etc.[1].As the electronic packaging requires increasingly smaller size,lighter weight and higher integration,new packaging materials have to be developed to improve the performance of electronic components.However,the properties of traditional packaging materials can no longer sat-isfy the practical requirements [2–4].Hypereutectic Al–Si alloys with high Si content (50–70wt.%)are one of the ideal candidates for electronic packaging application as a result of the positive combination of properties,such as relatively low coef?cient of thermal expansion (CTE),which closely matches that of GaAs or Si semiconductor materials,high thermal conductivity,low density and superior strength [5].However,the main limitation of this type of material is the presence of the coarse,irregular,and brittle primary Si phase that can act as soft spots for premature crack initiation,deteriorating the overall mechanical properties of these materials [6,7].Therefore,it is essential to modify the microstructure of hypereutectic Al–Si alloy to optimize the mor-phology and distribution of the primary and eutectic Si [8,9]. Efforts have been made to modify the microstructure of hypereutectic Al–Si cast alloys in order to achieve a re?ned Si phase with bene?cial shape and distribution [10–12].For example,Liu et al.[13]have investigated the modi?cation of hypereutectic Al–24%Si alloys with Si–P,which leads to the formation of primary Si with size of 19l m.Choi et al.[14]have reported that the mor-phology of primary Si in hypereutectic Al–20%Si alloy can be modi-?ed from star-like to the polygon or blocky shape by the addition of c -Al 2O 3nanoparticles.Moreover,the spray forming technology was also used to prepare the Al–35%Si alloy with size of the Si phase less than10l m [15].However,only little attention has been paid to the modi?cation of Al–Si alloys with high Si contents (e.g.50wt.%). The present study analyzes this mentioned above aspect by examining the potential of different superheat temperatures and phosphorus contents as modifying agents for simultaneous re?ne-ment of both the size and morphology of primary Si phase in the as-cast Al–50Si alloy.Additionally,the work investigates the effect of the induced microstructural modi?cations on the mechanical properties of the material. https://www.sodocs.net/doc/cb16049920.html,/10.1016/j.matdes.2015.03.008 0261-3069/ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved. ?Corresponding author. E-mail address:jfsun@https://www.sodocs.net/doc/cb16049920.html, (J.Sun).
铸造铝硅合金特性和分类
2.3．1 铸造铝合金的一般特性 为了获得各种形状与规格的优质精密铸件．用于铸造的铝合金必须具备以下特性，其中最为关键的是流动性和可填充性。 (1) 有填充狭槽窄缝部分的良好流动性； (2) 有适应其他许多金属所要求的低熔点： (3)导热性能好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短； (4) 熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制； (5)铝合金铸造时，没有热脆开裂和撕裂的倾向： (6)化学稳定性好，有高的抗蚀性能； (7)不易产生表面缺陷，铸件表面有良好的光泽和低的表面粗糙度，而且易于进行表面处理； (8)铸造铝合金的加工性能好，可用压模、硬(永久)模、生砂和干砂模、熔模、石膏型祷造模进行铸造生产，也可用真空铸造、 低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形，生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。 2.3．2铸造铝合金的牌号与状态表示方法 铸造铝合金可分为热处理强化型和非热处理强化型两大类。目前，世界各国已开发出了大量洪铸造的铝合金，但目前基本的合金只有 以下6类： (1)A1-Cu铸造铝合金； (2)Al-Cu-Si铸造铝合金； (3)Al-Si铸造铝合金； (4)Al-Mg铸造铝合金； (5)A1-zn-Mg铸造铝合金； (6)Al-Sn铸造铝合金： 铸造铝合金系目前国际上无统一标准，各国(公司)都有自己的合金命名及术语，下面分别简述如下。 2．3．2．1 中国铸造铝合金的牌号与状态表示方法 (1)按GB8063规定，铸造铝合金牌号用化学元素及数字表示，数字表示该元素的平均含量。在牌号的最前面用“z”表示铸造，例 如ZAISi7Mg，表示铸造铝合金，平均含硅量为7％，平均含镁量小于1％。另外还有用合金代号表示法，合金代号由字母“z”、“L”(分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母)及其后的三位数字组成。zL后面第一个数字表示台金系列．其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜，铝镁．铝锌系列合金，ZL舌面第二位、第三位两个数字表示顺字号。优质合金的数字后面附加字母“A”： (2)合金铸造方法和变质处理代号。 S——砂型铸造； J——金属型铸造； R——熔模铸造； K——壳型铸造； B——变质处理。 (3)合金状态代号。 F——铸态； T1——人工时效；
铸造合金流动性的测定
实铸造合金流动性的测定 一、实验目的 1.了解浇注温度对铸造合金流动性的影响； 2.了解铸造合金流动性与铸造缺陷的关系； 3.掌握使用螺旋试样法测定铸造合金流动性的方法。 二、实验设备、工具及材料 图1-1螺旋形流动性试样 坩埚电阻炉，20号石墨坩埚，测温热电偶；浇注工具，螺 旋形试样模具，造型工具，钢卷尺；粘土湿型砂，铸造铝 硅合金(ZL102，ZL105)。 三、实验原理 液态合金本身的流动能力称为“流动性”，是合金的 铸造性能之一。它与合金的成分、温度、杂质含量及物理 性质有关。 合金的流动性对铸型的充填过程及排出其中的气体 和杂质，以及补缩、防裂有很大影响。合金的流动性好， 则充型能力强，气体和杂质易于上浮，使合金净化，有利 于得到没有气孔和夹杂，且形状完整、轮廓清晰的铸件。 良好的流动性能使铸件在凝固期间产生的收缩得到合金 1-1螺旋形流动性试样 液的补充，并可使铸件在凝固末期因收缩受阻而出现的热 裂得到液态合金的弥合。 液态合金的流动性是用浇注“流动性试样”的方法衡量的。实际中，是将试样的结构和铸型性质固定不变，在相同的浇注条件下(例如，在液相线以上相同的过热温度或在同一浇注温度)，浇注各种合金的流动性试样，以试样的长度或试样某处的厚薄程度表示该合金流动性的好坏。 对于同一种合金，也可用流动性试样研究各种铸造因素对其充型能力的影响。例如，采用某种结构的流动性试样，可以改变型砂水分、浇注温度、直浇道高度等因素之一，以判断该因素的变动对充型能力的影响。因此，各种测定流动性的方法都可用于合金充型能力的测定。 流动性试样的类型很多，如螺旋形、球形、U形、楔形试样以及真空试样等等。在生产和科学研究中应用最多的是螺旋形试样(见图1-1)。其优点是：灵敏度高，对比形象，结构紧凑。缺点是：沟槽断面尺寸较大，液态合金的表面张力的影响表现不出来；沟槽弯曲，沿程阻力损失较大；沟槽较长，受型砂的水分、紧实度、透气性等因素的影响较显著；不易精确控制，故测量精度受到一定影响。 试验时，将液态合金从浇口杯浇入，凝固后取出试样，测量其长度。为了便于读出和测量试验结果，在螺旋槽中，从缓冲坑开始每隔50 mm 做一个小凹坑。 四、实验步骤 1.配制型砂 用原砂(140/100号)加入适量粘土和水混制成湿型砂。
铸造中级工试题
铸造中级工试卷 考试用时90分钟满分100分 姓名：部门：得分: 一、选择题（每空1分总、共50分） 1、热膨胀系数（），对铸件的收缩影响小，能减少因铸件浇注系统带来的拉裂现象。 A、小 B、大 C、不影响 2、铸造时冒口的主要作用是（） A、增加局部冷却速度 B、补偿热态金属，排气及集渣 C、提高流动性 3、为了消除铸造热应力，在铸造工艺上应保证（） A、顺序（定向）凝固 B、同时凝固 C、内浇口开在厚壁处 4、直浇口的主要作用是（） A、形成压力头，补缩 B、排气 C、挡渣 5、制造模样时，模样的尺寸应比零件大一个（） A、铸件材料的收缩量 B、机械加工余量 C、铸件材料的收缩量＋机械加工余量 6、下列零件适合于铸造生产的有（） A、球阀阀体 B、螺栓 C、自行车中轴 7、为提高合金的流动性，生产中常采用的方法（） A、适当提高浇注温度 B、加大出气口 C、延长浇注时间 8、浇注温度过高时，铸件会产生（） A、冷隔 B、粘砂严重 C、夹杂物 9、砂芯在铸型型腔是靠什么来固定和定位的？( ) A、芯骨 B、芯头 C、金属液 10、铸件上的拔模斜度应加在哪些面上？（） A、所有面 B、与分型面平行的面 C、与分型面垂直的面 11、特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。( ) A、正确 B、错误 C、特种铸造仅指金属型铸造 12、什么叫错箱？（）
A、铸件上下两部分在分型面处错开 B、放错了另一个上箱 C、砂箱尺寸选错了 13、对于形状复杂的薄壁铸件，浇铸温度应怎么样？（） A、高些 B、低些 C、全部一样 14、铸造用硅砂含（）越高，其耐火度越高。 A、 Si02 B、 MgO C、 A12 O3 D、 Fe2 O3 15、粘土湿型砂的砂型表面强度不高，可能会使铸件产生（）。 A、气孔 B、砂眼 C、开裂 D、缩孔 16、水玻璃砂中使用较多的水玻璃是（）。 A、钾水玻璃 B、钠水玻璃 C、锂水玻璃 D、以上全是 17、下列合金流动性最好的是：（） A、普通灰铸铁 B、铸钢 C、可锻铸铁 18、熔模铸造中模料的热胀冷缩（），才能提蜡模的尺寸精度，也才能减少脱蜡时因模料膨胀引起的型壳胀裂现象 A、大 B、小 C、不影响 19、铸造中，设置冒口的目的（）。 A、改善冷却条件 B、排出型腔中的空气 C、减少砂型用量 D、有效地补充收缩 20、车间使用的划线平板,工作表面要求组织致密均匀,不允许有铸造缺陷。其铸件的浇注位置应使工作面（）。 A、朝上 B、朝下 C、倾斜 D、无所谓 21、为便于脱蜡和模料回收，模料粘度要（），为得到清晰的熔模模料流动性应（）。 A、小、好 B 、大、差 C 、大、好 22、铸件产生缩松、缩孔的根本原因（）。 A、固态收缩 B、液体收缩 C、凝固收缩 D、液体收缩和凝固收缩 23、确定分型面时，尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中，其主要目的是：( )
05-铸造铝合金力学性能
铸造铝合金的力学性能 1合金分类和代号 合金代号是由表示铸铝的汉语拼音字母“ZL”及其后面的三个阿拉伯数字组成。 ZL后面第一位数字表示合金的系列，其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，ZL后面第二、三位数字表示合金的顺序号。 优质合金在其代号后附加字母“A”。 合金种类Al-Si系Al-Cu系Al-Mg系Al-Zn系合金代号ZL1XX ZL2XX ZL3XX ZL4XX 2合金铸造方法、变质处理代号 代号名称代号名称 S 砂型铸造K 壳型铸造 J 金属型铸造Y 压力铸造 R 熔模铸造 B 变质处理 3合金热处理状态代、类别及特性 热处理状态代号热处理状态 类别 特性 F 铸态—— T1 人工时效对湿砂型、金属型、特别是压铸件由于冷却速度较快，有部分固溶效果。扔时效可提高强度、硬度、改善切削加工性能。 T2 退火消除铸件在铸造加工过程中产生的应力，提高尺寸稳定性及合金的塑性。 T4 固溶处理加自 然时效 通过加热保温及快速冷却实现固溶强化以提高合金的力学性能，特 别是提高合金的塑性及常温工作下合金的抗腐蚀性能。 T5 固溶处理加不 完全人工时效 固溶处理后进行不完全人工时效，时效是在较低的温度或较短时间 下进行。目的是进一步提高合金的强度和硬度。 T6 固溶处理加完 全人工时效 可获得最高的抗拉强度但塑性有所下降。时效在较高温度或较长时 间下进行。 T7 固溶处理加稳 定化处理 提高铸件组织及尺寸稳定性和合金的抗腐蚀性能。主要用于较高温 度下工作的零件，稳定化处理温度可接近于铸件工作温度。 T8 固溶处理加软 化处理 固溶处理后采用高于稳定化处理的温度，获得高塑性和尺寸稳定性 好的铸件。 T9 冷热循环处理充分消除铸件内应力及稳定尺寸。用于高精度铸件
(完整word版)2219铝合金力学性能及生产加工工艺
2219铝合金具有比强度高,低温和高温力学性能好,断裂韧度高,抗应力腐蚀性能好等特点，适用于在高温315℃下工作的结构件、高强度焊接件，在航天和航空得到广泛的应用。2219铝合金属于可热处理强化形变形铝合金，在固溶时效处理之后，铝合金的力学性能得到很大提高。 一、化学成分 2219 铝合金管材的化学成分应符合 GB/T3190《变形铝及铝合金化学成分》国标的规定，具体化学成分见表 1。 表 1 2219铝合金的化学成分 Cu Mn Si Zr Fe Mg Zn V Ti Al 5.8~ 6.80.2~0.4≤0.20.1~0.25≤0.3≤0.020.100.05~0.150.02~0.1Ba 二、2219铝合金的主要性能 不同热处理状态下的2219铝合金在20°C 时的体积电导率为44/%IACS(O态)、28/%IACS(T31、T37、T351 态)、30/%IACS(T62、T81、T87、T851 态)；不同状态的 2219 铝合金在20 °C 时的电阻率为39/nΩ·m(O 态)、62/nΩ·m(T31、T37、T351 态)、57/nΩ·m(T62、T81、T87、T851 态)；各种状态下的2219 铝合金在20 °C 时的电阻温度系数均为0.1/ nΩ·m·K-1。其中T3 表示经过热处理之后再冷加工处理，最后自然时效到基本稳定的状态，第二位数字表示经过热处理之后进行冷加工的变形量。T62 适用于退火态或者自由加态的材料，经过固溶热处理之后，进行人工时效的产品。T8 表示经过固溶热处理之后进行经冷加工，最后人工时效的状态，第二位数字代表冷加工时，对材料进行的变形量。此外，在上述所述热处理状态的代号后面添加“51”，表示产品进行了消除应力处理。 2219-O热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为175 MPa、75 MPa、18 %以及73 GPa；2219-T42 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为360 MPa、185 MPa、20 %以及73 GPa；2219-T31和2219-T351热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为360 MPa、250 MPa、17 %以及73 GPa；2219-T37 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为395 MPa、315 MPa、11%以及73 GPa；2219-T62 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为415 MPa、290 MPa、10%以及73 GPa；2219-T81 和2219-T851 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为455 MPa、350 MPa、10 %以及73 GPa；2219-T87 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为475 MPa、395 MPa、10 %以及73 GPa。 三、加工工艺 a.铝合金型材生产包括熔铸、挤压和氧化三个过程。 1、熔铸是铝材生产的首道工序。主要过程为：（1）配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。（2）熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。（3）铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的圆铸棒。 2、挤压：挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具，利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。 3、氧化：挤压好的铝合金型材，其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。其主要过程为：（1）表面预处理：用化学或物理的方法对型材表面进行清洗，裸露出纯净的基体，以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以
最新铝合金知识大全---分类-化学成分-性能
一铝的基本特性与应用范围 二铝及铝合金的分类 纯铝比较软，富有延展性，易于塑性成形。如果根据各种不同的用途，要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能，可以在纯铝中添加各种合金元素，生产出满足各种性能和用途的铝合金。 铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材(变形铝合金)，也可加工成铸件、压铸件等铸造材(铸造铝合金)。
纯铝— 1×××系，如1000合金 非热处理型合金 Al-Mn系合金— 3×××系，如3003合金 Al-Si系合金— 4×××系，如4043合金变形铝合金 Al-Mg系合金— 5×××系，如5083合金 Al-Cu系合金— 2×××系，如2024合金 Al-Mg-Si系合金— 6×××系，如6063合金铝及热处理型合金 Al-Zn-Mg系合金—7×××系，如7075合金铝合金 Al-其它元素— 8×××系，如8089合金 纯铝系 非热处理型合金 Al-Si系合金，如ZL102合金 Al-Mg系合金，如ZL103合金 铸造铝合金 Al-Cu-Si系合金，如ZL107合金 Al-Cu-Mg-Si系合金，如ZL110合金 热处理型合金 Al-Mg-Si系合金，如ZL104合金 Al-Mg-Zn系合金，如ZL305合金
3 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1 变形铝合金的分类 变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg 系合金）。 ⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si合金（6×××系），Al-Zn-Mg 合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。 这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3. 2 中国变形铝合金的牌号表示法 根据GB/T16474 — 1996“变形铝及铝合金牌号表示方法”，凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织（简称国际牌号注册组织）命名的合金相同的所有合金，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号，未与国际四位数字体系牌号的变形铝合金接轨的，采用四位字符牌号（但试验铝合金在四位字符牌号前加X）命名，并按要求注册化学成分。 四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外）。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别，如1×××系为工业纯铝，2×××为Al-Cu系合金，3×××为Al-Mn系合金，4×××为Al-Si系合金，5×××为Al-Mg系合金，6×××为Al-Mg-Si系合金，7×××为Al-Zn-Mg系合金，8×××为Al-其它元素合金，9×××为备用合金组。 除改型合金外，铝合金组别按主要合金元素来确定，主要合金元素指极限含量算术平均值为最大的合金元素。当有一个以上的合金元素极限含量算术平均值同为最大时，应按Cu、Mn、Si、Mg、Mg2Si、Zn、其它元素的顺序来确定合金组别。牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况，最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。 我国的变形铝及铝合金表示方法与国际上较通用的方法基本一致。 3.3 中国变形铝合金状态代号及表示方法 根据GB/T16475–1996标准规定，基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。 3.3.1基础状态代号
铸造铝合金的分类 铸造铝合金的优缺点
一般多于相应的变形铝合金的含量。 铸造铝合金的分类铸造铝合金的优缺点 一、铸造铝合金的分类 据主要合金元素差异有四类铸造铝合金。 (1)铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在4%～13%。有时添加0.2%～0.6%镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。 (2)铝铜合金，含铜4.5%～5.3%合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。 (3)铝镁合金，密度最小(2.55g/cm3)，强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金，含镁12%，强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。 (4)铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。 铸造铝合金具有与变形铝合金相同的合金体系，具有与变形铝合金相同的强化机理﹙除应变强化外﹚，他们主要的差别在于：铸造铝合金中合金化元素硅的最大含量超过多数变形铝合金中的硅含量。铸造铝合金除含有强化元素之外，还必须含有足够量的共晶型元素﹙通常是硅﹚，以使合金有相当的流动性，易与填充铸造时铸件的收缩缝。目前基本的合金只有以下6类； ①AI-Cu合金,②AI-Cu-Si合金③AI-Si合金，④AI-Mg合金，⑤AI-Zn-Mg合金，⑥AI-Sn合金。 二、铸造铝合金的优缺点 铸造铝合金优点： 1、产品质量好：铸件尺寸精度高，一般相当于6~7级，甚至可达4级;表面光洁度好，一般相当于5~8级;强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高25~30%，但延伸率降低约70%;尺寸稳定，互换性好;可压铸铝薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸铝件最小壁厚可达0.3mm;铝合金铸件可达0.5mm;最小铸出孔径为0.7mm;最小螺距为0.75mm。
铸造高级工考核试题和答案解析
铸造高级工考核试卷 第一套试卷 一、是非题（是画√、非画×，每题1.5分,共30分） 1、合金的凝固温度范围越大，则流动阻力就越大。（） 2、浇注系统结构越复杂，液态合金的流动性越好。（） 3、可锻铸铁通常按定向凝固原则设置浇注系统。（） 4、底注式浇注，铸件上下部分温度差比顶注式要小些。（） 5、浇注温度固定后，提高钢液的含碳量，钢的液态收缩率减小。（） 6、合金的固态收缩越大，则缩孔容积越大。（） 7、T型梁挠曲变形的结果是厚的部分向内凹。（） 8、有效结晶温度区间越大，产生热烈的倾向也越大。（） 9、内冷铁应在砂型烘干前装入型腔中。（） 10、铸件外壁、内壁和肋的厚度应依次递增。（） 11、铸铁的最小铸出孔孔径较铸钢的大。（） 12、模底板上与吊轴中心线平行的肋间距应适当增大。（） 13、砂箱外凸边的作用是防止砂型塌落。（） 14、铸件分型面以上的部分产生严重凹陷，这是跑火的特征。（） 15、防止侵入性气孔产生的主要措施是减少砂型表面气体的压力。（） 16、防止金属氧化物形成，能防止化学粘砂。（）
17、荧光探伤可检验铸件表面极细的裂纹。（） 18、一般铸钢件需进行正火电火＋回火或退火等热处理。（） 19、当ΣA内：ΣA横：ΣA直=1：1.32：1.2时，该浇注系统为封闭式 浇注系统。（） 20、大型钢锭模铸件采用反雨淋浇口，能使铁液平稳进入型腔。（） 二、选择题（将正确答案的序号填入空格内；每题2分，共20分） 1、测定铸造合金流动性最常用的试样是。 a.U形试样式 b. 楔形试样 c. 螺旋形试样 2、球墨铸铁具有的特性。 a. 逐层凝固 b. 中间凝固 c. 糊状凝固 3、冒口应安放在铸件的部位。 a.模数较小、位置较高 b.模数较大、位置较高 c.模数较小、位置较低 4、床身类铸件因为结构刚性差，壁厚差异较大，容易产生。 a. 缩孔 b. 变形 c. 组织粗大 5、同一个铸件的不同部位，选取的加工余量也不一样，要大一些。 a. 上面 b. 底面 c. 侧面 6、是金属模样中应用得最多的一种材料。 a. 铝合金 b. 灰铸件 c 铜合金 7、金属芯盒定位销与定位销套之间应采用配合。 a. 间隙 b. 过渡 c.过盈 8、化学成分和铸件本体不一致，接近共晶成分的豆粒状金属渗出物是。 a. 冷豆 b. 内渗物 c. 夹杂物