精品文档 第11章 凝固缺陷及控制 一、填空题 1、铸造应力按产生的原因分为： 热应力 、 相变应力 、 机械阻碍应力 。 2、液膜理论认为， 液膜 是产生热裂纹的根本原因，而 收缩受阻 是产生热裂纹的必要条件。 3.微观偏析的两种主要类型为 晶内偏析与晶界偏析 ，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。 4. 夹杂物的形状越近似 球状 ，对金属基体力学性能的影响越小；夹杂物越细小而 分散 ，且分布在 晶内 ，其危害越小。 5. 存在于铸件中的气体主要有 固溶体 、 化合物 、 气态 三种状态。 6. 根据被焊钢种和结构的不同，冷裂纹可分为 延迟裂纹 、 淬硬脆化裂纹 和 低塑性脆化裂纹 三种。 7. 金属中的气孔按气体来源不同可分为 析出性 气孔、 反应性 气孔和 侵入性 气孔。 8. 对于圆柱形铸件，凝固后冷却到室温时，内部存在残余 拉 应力，外部存在残余 压应力。 9. 钢材产生焊接冷裂纹的主要因素有 钢种的淬硬倾向 、 焊接接头的应力状态 、 熔敷金属中扩散氢的含量 。 10、缩孔及缩松形成的根本原因是凝固阶段的液态收缩和凝固收缩之和 大于 固态收缩。逐层凝固特性的合金，容易产生 缩孔 。 11、液态金属从浇注温度冷却到常温要经历三个阶段： 液态收缩 阶段、 凝固收缩 阶段和 固态收缩 阶段。 二简答题 1、一般低合金钢焊接，延迟裂纹的出现主要与哪些因素有关？为什么具有延迟现象？采取何种冶金措施加以防止？ 1）影响延迟裂纹产生的因素： 材料的淬硬倾向，焊接接头的应力状态，熔敷金属中扩散氢的含量。 2）具有延迟现象的原因： 氢在金属中的扩散过程中，遇到显微缺陷而聚集，聚集后原子结合为分子形成一定的应力。在应力作用下，显微缺陷处出现微裂纹，氢在进一步扩散又使微裂纹扩展为裂纹。由于氢的扩散、聚集并达到临界浓度都需要时间，这样形成的裂纹都具有延迟特性。 3）冶金措施： 改进母材的化学成分；严格控制氢的来源；适当提高焊缝金属的韧性；选用低氢的焊接材料和焊接方法。 2、根据图示延迟裂纹时间与应力的关系，请回答 1)σUC称为： 上临界应力值 2)σLC称为： 下临界应力值 3)若σ<σLC，则： 不论恒载多久，试件都不会断裂 。 4)若σ＞σUC，则： 试件很快断裂 5)若σLC<σ<σUC，则应力与潜伏期的关系为： 拉应力越小，起裂所需临界氢的含量越高，潜伏期越长 3、为什么采用碱性焊条施焊时，其热裂纹的形成倾向显著低于使用酸性焊条？ 精品文档 精品文档 根据熔渣脱硫原理，由于碱性焊条施焊时，熔渣中的CaO等碱性氧化物比酸性焊条熔渣中的含量高且碱性熔渣的氧化性较弱，因此脱硫效果较好。但由于脱磷不仅需要高碱度的熔渣，而且希望熔渣具有强氧化性，因此碱性焊条与酸性焊条的脱磷效果都不理想。 酸性焊条施焊时由于熔池中含有较多的硫化物FeS，凝固时容易发生偏析，形成低熔点共晶，呈片状或链状分布于晶界，因此焊接热裂纹倾向显著高于碱性焊条。 4、说明凝固热裂纹的形成取决于哪几个方面，进而分析凝固温度区间、钢的成分(只对S、P、C、Mn)对钢凝固热裂纹的影响规律及其原因。 答：凝固热裂纹的形成主要取决于： （1） 脆性温度区间；TB，TB越大，热裂纹倾向越大； （2） 脆性温度区间内金属的最低塑性δmin，δmin越低，热裂纹倾向越大； （3） 脆性温度区间内的应变增长率，应变增长率越大热裂纹倾向越大； 凝固温度区间越大，凝固成分偏析越严重，TB越大，因此，热裂纹倾向越大。 化学成分对热裂裂纹倾向的影响： S、P的影响：S、P在钢中形成低熔点共晶体，如FeS，Fe3P、Fe2P等，在最后凝固的晶界处形成液膜，从而增加热裂纹倾向； C的影响：随着含C量增加，钢的凝固温度区间增大，即TB越大因此增加热裂纹倾向，同时C还加剧S、P的有害作用； Mn的影响：Mn在钢中具有脱S作用而减小S的有害影响，减小热裂纹倾向，但也加大凝固温度区间 5、缩孔缩松 答：缩孔：纯金属或共晶合金铸件中最后凝固部位形成的大而集中的孔洞；缩松：具有宽结晶温度范围的合金铸件凝固中形成的细小而分散的缩孔。 6、宏观偏析和微观偏析 凝固件断面上可观察到的区域溶质偏聚现象称为宏观偏析； 在一个晶粒内部或晶界上存在的溶质偏聚现象称为微观偏析。 7、冷裂纹和热裂纹 金属凝固冷却至室温附近发生的开裂现象称之为冷裂纹； 在固相线附近发生的裂纹称之为热裂纹。 8、简述凝固裂纹的形成机理。 答：具有宽结晶温度范围的合金，以枝晶凝固方式，在凝固后期，枝晶形成骨架，即固液态下，尚未凝固的低熔点成分分布于枝晶之间，形成液膜，在收缩应力作用下，液膜被拉开形成微小缝隙，即热裂纹。 精品文档 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/55faf7b8c381e53a580216fc700abb68a882ad00.html