塑性成形原理課后答案

1、第一章（第一本書(shū)）1、可以通過(guò)哪些途徑究液態(tài)的金屬的結(jié)構(gòu)答，間接，通過(guò)固液，固氣轉(zhuǎn)變后一些物理性能變化判斷液態(tài)金屬原子間結(jié)合狀況，直接，通過(guò)液態(tài)金屬的X射線或中子線結(jié)構(gòu)分析研究。 2、P73、怎樣理解液態(tài)金屬“進(jìn)程有序遠(yuǎn)程無(wú)序”答。液態(tài)金屬中的原子排列在幾個(gè)原子間距內(nèi)，與固態(tài)原子排列基本一致，有規(guī)律，而距離遠(yuǎn)的原子排列不同與固態(tài)，無(wú)序。這稱為4、闡述實(shí)際液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)，能量，結(jié)構(gòu)及濃度三種起伏。答。實(shí)際金屬含有大量的雜質(zhì)，他們存在方式是不同。能量起伏，表現(xiàn)為各個(gè)原子間的能量不同各個(gè)原子的尺寸不同，濃度起伏，表現(xiàn)為各個(gè)原子團(tuán)成分不同，游動(dòng)的原子團(tuán)時(shí)聚時(shí)散此起彼伏形成結(jié)構(gòu)起伏。5、液態(tài)金屬粘滯性本質(zhì)

2、，及影響因素答。本質(zhì)，是質(zhì)點(diǎn)間（原子間）結(jié)合力的大小，影響因素：溫度，熔點(diǎn)，雜質(zhì)。共晶合金粘度低。 8、P13 9、P13，P15 10、P16-1711、影響充型能力的因素及提高充型能力的措施。答：1、金屬性能方面，合金的成分，結(jié)晶潛熱，金屬的熱物理性能，粘度，表面張力2、鑄型性能方面，鑄型的蓄熱系數(shù)，鑄型的溫度，鑄型中的氣體3、澆筑方面、澆注溫度，充型壓頭，澆筑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4、鑄件結(jié)構(gòu)方面。措施：1正確選擇合金成分多少2、合理的熔煉工藝3、適當(dāng)降低砂型中的水量和發(fā)起物質(zhì)含量，增加砂型通氣性。12、某工廠的生產(chǎn)鋁鎂合金機(jī)翼（壁厚3mm，長(zhǎng)1500mm）采用粘土砂型，常壓下澆筑，常因澆筑不足而報(bào)

3、廢，怎樣提高鑄件的成品率。答：可以采用小蓄熱系數(shù)的鑄型，采用預(yù)熱，提高澆筑溫度，加大充型壓力，改變澆筑系統(tǒng)，提高金屬液充型能力。 13、P20 14、P24-2515、如何得到動(dòng)態(tài)凝固曲線及如何利用動(dòng)態(tài)凝固曲線分析鑄件的性質(zhì)答、先繪制出鑄件的溫度場(chǎng)，然后給出合金液相線跟固相線溫度，.16、如何理解凝固區(qū)域的結(jié)構(gòu)中的“補(bǔ)縮邊界”、傾出邊界答: 鑄件在凝固的過(guò)程中除純金屬和共晶成分的合金外，在斷面上一般分為3個(gè)區(qū)域，即固相區(qū)，凝固區(qū)，液相區(qū)。用傾出發(fā)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，晶體能夠隨液態(tài)金屬一起被傾出，因此液固部分和固液部分的邊界叫傾出邊界。固液部分靠近固體的部分固相占絕大部分，已經(jīng)連接為牢固的晶體，靠近傾出邊

4、界的那部分液態(tài)占大部分，這兩部分中間形成小的熔池，體積收縮，得不到液態(tài)的補(bǔ)充叫補(bǔ)縮邊界。17、鑄件的凝固方式及其影響因素。答：方式：逐層凝固方式、體積凝固方式、中間凝固方式，其凝固方式?jīng)Q定于凝固區(qū)域的寬度。影響因素：是由合金結(jié)晶溫度范圍tc與溫度降t的比值決定的。比值遠(yuǎn)小于1時(shí)，鑄件的凝固趨向于逐層凝固方式，大于1時(shí)趨向于體積凝固方式 19、P31 20、P32第二章1、P34 2、論述均質(zhì)形核與非均質(zhì)形核之間的區(qū)別與聯(lián)系。并分別從臨界形核半徑。形核功這兩個(gè)方面闡述外來(lái)沉底的潤(rùn)濕能力對(duì)臨界形核過(guò)冷度的影響。答：均質(zhì)形核與非均質(zhì)形核臨界半徑相等，非均質(zhì)形核功是均質(zhì)形核功Xf（0）。非均質(zhì)形核所需

5、體積小，即相起伏原子少。兩種形核都需要克服形核功。但非均質(zhì)形核小。潤(rùn)視角增大，非均質(zhì)形核的過(guò)冷度增大，f(0)減小，非均質(zhì)形核功減小，導(dǎo)致能量起伏減小，過(guò)冷度減小。 3、P37 4、P39 5、從原子角度看，決定固液界面微觀結(jié)構(gòu)的條件是什么？答: 熱力學(xué)因素2時(shí)平整界面；動(dòng)力學(xué)因素：動(dòng)力學(xué)過(guò)冷度Tk大連續(xù)生長(zhǎng)，產(chǎn)生粗糙界面，小時(shí)平整界面。6、闡述各種界面微觀結(jié)構(gòu)與其生長(zhǎng)機(jī)理和生長(zhǎng)速度之間的關(guān)系，并指出他們的生長(zhǎng)方向各有什么特點(diǎn)？答：A，粗糙界面;連續(xù)生長(zhǎng)R=UTk；完整平整界面;二位生核R=Ue（b/Tk）；非平整界面：1、螺旋生長(zhǎng)R=UTk2、旋轉(zhuǎn)單晶，反射單晶。Tk上升。B、生長(zhǎng)方向：粗糙

6、界面，各項(xiàng)同性的非晶體單晶等，生長(zhǎng)方向與熱流方向相同。平整界面，密排線相交的小晶面。C、生長(zhǎng)表面：粗糙表面，因是各項(xiàng)同行，光滑生長(zhǎng)表面。平整界面，棱角分明的秘排小晶面。7、P43 8、P4412、試述成分過(guò)冷與熱過(guò)冷的含義以及他們之間的區(qū)別于聯(lián)系？答：只有的當(dāng)界面液相一側(cè)形成負(fù)溫度梯度時(shí)，才能在純金屬界面前方熔體內(nèi)獲得過(guò)冷，這種僅由于熔體實(shí)際溫度分布所決定的過(guò)冷狀態(tài)稱為熱過(guò)冷，對(duì)于一般合金由于存在溶質(zhì)再分配，界面前方的液相線是隨著成分變化而變化的，因此只要實(shí)際溫度低于同一地點(diǎn)的液相線溫度，也能在熔體前方獲得過(guò)冷。這種由溶質(zhì)再分配導(dǎo)致界面前方溶體成分及其凝固溫度發(fā)生變化而引起的過(guò)冷，稱為成分過(guò)冷

7、。區(qū)別：熱過(guò)冷與成分過(guò)冷之間的根本區(qū)別是前者僅受熱傳導(dǎo)過(guò)程的控制，后者則同時(shí)受熱傳導(dǎo)過(guò)程和傳質(zhì)過(guò)程的制約。13、何為成分過(guò)冷判據(jù)？假設(shè)在不同條件下，推導(dǎo)其公式。答：成分過(guò)冷判據(jù)：GldTl（x）/dx。1、液相只有有限擴(kuò)散條件下的成分過(guò)冷。對(duì)上式求導(dǎo)，令x=1的，dTl（x）/dx=-mc。（1-k。）R/Dlk。帶入有Gl/R-mC。（1-k。）/k。Dl；2、液相部分混合條件下的成分過(guò)冷Gl/R-m平均Cl/Dl(k。/1-k。+e-R/Dl的兒它)。 14、P5315、論述成分過(guò)冷對(duì)單相合金結(jié)晶的影響、答;成分過(guò)冷對(duì)一般單項(xiàng)合金結(jié)晶過(guò)程與熱過(guò)冷對(duì)純金屬影響本質(zhì)相同，但由于同時(shí)存在著傳質(zhì)過(guò)

8、程的制約，再無(wú)成分過(guò)冷的狀態(tài)下，界面一平整界面生長(zhǎng)，但隨著成分過(guò)冷的出現(xiàn)和增大，界面前方一次以胞狀晶、柱狀晶、等軸晶形式進(jìn)行。16、闡述內(nèi)生生長(zhǎng)與外生生長(zhǎng)的概念以及聯(lián)系答;概念：就合金的宏觀結(jié)晶狀態(tài)而言，平面生長(zhǎng)，胞狀生長(zhǎng)和柱狀枝晶生長(zhǎng)皆屬于一種晶體自型壁形核，然后由外向內(nèi)單向延伸生長(zhǎng)，稱為外生生長(zhǎng)，等軸枝晶在熔體內(nèi)部自由生長(zhǎng)的方式稱內(nèi)生生長(zhǎng)。聯(lián)系;成分過(guò)冷區(qū)的進(jìn)一步加大，促使了外生生長(zhǎng)向內(nèi)生生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變。17、細(xì)化枝晶與提高鑄件質(zhì)量之間有何聯(lián)系。答：枝晶間距是相鄰?fù)畏种еg的垂直距離，它是樹(shù)枝枝晶組織細(xì)化程度表現(xiàn)，枝晶間距越小，組織就越細(xì)密，分布于期間的元素偏析范圍也就越小，故鑄件越容易通過(guò)

9、通過(guò)熱處理而均勻化，因而也就越利于鑄件的質(zhì)量提高。第三章1、典型鑄件的宏觀組織包括哪幾部分？它們的形成機(jī)理如何？答：典型的鑄件宏觀組織包含表面細(xì)晶粒去區(qū)、柱狀晶區(qū)、內(nèi)部等軸晶區(qū)、等三個(gè)不同形態(tài)的晶區(qū)。表面細(xì)晶粒區(qū)形成機(jī)理：非均質(zhì)形核和大游離的晶核提供了表面細(xì)晶粒區(qū)的晶核，型壁附近產(chǎn)生較大的過(guò)冷而大量生核，這些晶核相互接觸并迅速長(zhǎng)大，形成的無(wú)方向性的表面細(xì)等軸晶區(qū)。柱狀晶區(qū)形成的機(jī)理：柱狀晶區(qū)開(kāi)始于穩(wěn)定的凝固殼層的形成，結(jié)束于內(nèi)部等軸晶區(qū)的形成，而穩(wěn)定的凝固殼一旦形成處于凝固殼前言的晶粒在平行于熱流方向下?lián)駜?yōu)生長(zhǎng)，逐漸淘汰不利于晶體晶體過(guò)程發(fā)展的柱狀晶粒。內(nèi)部等軸晶的形成機(jī)理：由于剩余熔體內(nèi)部晶

10、核自由生長(zhǎng)的結(jié)果。2、產(chǎn)生晶粒游離的途徑有哪些？在實(shí)際應(yīng)用中，如何采取工藝措施來(lái)強(qiáng)化晶粒游離的作用？答：1、液態(tài)金屬的流動(dòng)作用2、直接來(lái)自過(guò)冷熔體中的非均質(zhì)形核所引起的晶粒游離3、型壁晶粒脫落所引起的晶粒游離4、枝晶熔斷和增殖所引起的晶粒游離5、液面晶粒沉積所引起的晶粒游離。措施：一、合理的控制熱學(xué)條件1、低溫澆筑和采用合理的澆筑工藝。2、合理的控制冷卻條件（小的溫度梯度，高的冷卻速度）二、孕育處理1、孕育劑作用機(jī)理的合理選擇a、強(qiáng)化形核作用b、強(qiáng)化成分過(guò)冷元素孕育劑2、合理確定孕育工藝三、動(dòng)態(tài)晶粒的細(xì)化1、機(jī)械震動(dòng)2、超聲波3、攪拌4、流變鑄造。3、解釋枝晶縮頸現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及對(duì)晶粒游離作用

11、的影響？答：原因:晶粒生長(zhǎng)過(guò)程中界面前沿液態(tài)凝固點(diǎn)降低，從而使其實(shí)際過(guò)冷度減小，生長(zhǎng)速度減慢，又由于晶體根部緊靠壁型，富集的溶質(zhì)不易排出，生長(zhǎng)受到抑制，遠(yuǎn)離根部其它部位面臨較大的過(guò)冷度，生長(zhǎng)速度要快的多，從而產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象。影響：生成的頭大根小的晶粒，在流液的機(jī)械沖刷和溫度波動(dòng)下，熔點(diǎn)低而又脆弱的縮頸極易斷開(kāi)形成游離的晶粒。4、等軸晶組織有何特點(diǎn)？在應(yīng)用中，可以從哪些方面來(lái)獲得及細(xì)化完全等軸晶組織？答：特點(diǎn)：等軸晶區(qū)的晶界面積大，雜質(zhì)和缺陷分布比較松散，成各項(xiàng)同性，故性能均勻且穩(wěn)定，缺點(diǎn)是枝晶比較發(fā)達(dá)，顯微縮松較多，凝固后組織不夠致密。方法：1、讓熔體中加入強(qiáng)生核劑孕育處理2、控制澆筑條件，采用

12、較低的澆筑溫度和合理的澆筑工藝。3、采用金屬型鑄造，提高鑄型的激冷能力。4、增大液態(tài)金屬與鑄型表面的潤(rùn)濕角，提高鑄型表面的粗糙度。5、采用物理的方法動(dòng)態(tài)結(jié)晶細(xì)化晶粒。5、P66 6、P69 7、P69 8、P73 第四章1、何為偏析現(xiàn)象？它對(duì)鑄件質(zhì)量有何影響？答;合金在凝固過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。偏析會(huì)對(duì)鑄件的力學(xué)性能，切削性能、耐腐蝕性能等產(chǎn)生不同程度的影響，偏析也有有力的方面，比如可利用它來(lái)凈化和提純金屬。2、微觀偏析有哪些表現(xiàn)形式？并解釋其形成機(jī)理及消除措施？答：微觀偏析安其形式分為胞狀偏析、枝晶偏析、晶界偏析。枝晶偏析：合金以枝晶形式生長(zhǎng)，先結(jié)晶的枝干與后續(xù)生長(zhǎng)的分支

13、也同樣存在著成分差異，稱為枝晶偏析。胞狀偏析：當(dāng)成分過(guò)冷較小時(shí)，晶體呈胞狀方式生長(zhǎng)。胞狀結(jié)構(gòu)由一系列平行的棒狀晶體所組成，沿凝固方向長(zhǎng)大，呈六方斷面，由于凝固過(guò)程中的溶質(zhì)再分配，當(dāng)合金的平衡分配系數(shù)小于1則在胞壁處將富集溶質(zhì)會(huì)貧化，這種化學(xué)成分不均勻性稱為胞狀偏析。晶界偏析：第一種兩晶粒并排生長(zhǎng)，晶界平行于生長(zhǎng)方向，由于表面張力平衡條件的要求，在晶界與液相線交界的地方，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)凹槽，此處有利于溶質(zhì)原子的富集，凝固后就形成了晶界偏析。第二種兩個(gè)晶粒彼此面對(duì)面生長(zhǎng)，在固液界面，溶質(zhì)被排出，此外，其他低熔點(diǎn)的物質(zhì)也會(huì)被排出在固液界面，當(dāng)界面彼此相遇時(shí)，在它們之間富集大量溶質(zhì)，從而造成晶界偏析。3、

14、舉例說(shuō)明常見(jiàn)的宏觀偏析及其形成機(jī)理，進(jìn)一步說(shuō)明在生產(chǎn)過(guò)程中如何采取措施防止？答：宏觀偏析：正常偏析、逆偏析V形偏析和逆V行偏析，帶狀偏析，密度偏析。正常偏析：由于溶質(zhì)再分配，當(dāng)合金的溶質(zhì)分配系數(shù)小于1，凝固界面將有一部分溶質(zhì)被排出。隨溫度的降低，溶質(zhì)濃度將逐漸增加，后結(jié)晶的固相溶質(zhì)濃度高于先結(jié)晶的。否則相反.逆偏析：鑄件凝固后，常常出現(xiàn)和正偏析相反的溶質(zhì)分布情況，當(dāng)溶質(zhì)分配系數(shù)小于1時(shí)，表面或底部含溶質(zhì)多，而中心部分，或上部分含溶質(zhì)少。帶狀偏析;當(dāng)固液界面過(guò)冷度降低，固液界面推進(jìn)受到溶質(zhì)偏析阻礙時(shí)，由于界面前方的冷卻，從側(cè)壁上可能產(chǎn)生新的晶粒并繼續(xù)長(zhǎng)大，從前方橫切溶質(zhì)濃化帶。密度偏析：也稱重力

15、偏析，液體與固體共存或者互相混合的液相之間存在著密度差時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象，多形成于金屬凝固前，或剛剛開(kāi)始凝固。防止措施：逆偏析：采取細(xì)化晶粒，減小合金液的含氣量。帶狀偏析：減少溶質(zhì)的含量，采取孕育細(xì)化晶粒，加強(qiáng)固液界面前的對(duì)流和攪拌。密度偏析：增加鑄件的冷卻速度，使初生相來(lái)不及上下浮動(dòng)。加入第三種合金，盡量降低合金的澆筑溫度和澆注速度。4、P84 5、簡(jiǎn)述析出性氣孔的特征，形成機(jī)理及主要防止措施？答：析出性氣孔在鑄件斷面上大面積分布，靠近冒口、熱節(jié)等溫較高的區(qū)域，其分布較密集，形狀呈團(tuán)球形，裂紋多角形，斷續(xù)裂紋狀或混合形。機(jī)理：1、凝固時(shí)溶質(zhì)再分配導(dǎo)致氣孔形成。結(jié)晶前沿特別是枝晶內(nèi)部液

16、相的氣體濃度聚集區(qū)將超過(guò)它的飽和濃度，被枝晶封閉在液相內(nèi)，其氣體的過(guò)飽和度更大，有更大的析出壓力，而液相界面處氣體的濃度過(guò)高，此處有其他溶質(zhì)偏析，易產(chǎn)生金屬夾雜物，所以液固界面容易析出氣泡，保留下來(lái)的氣泡就形成氣孔。2、侵入性氣孔形成：將金屬澆入砂型中，由于各種原因會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，氣體的體積隨溫度的升高二增大，當(dāng)滿足一定條件，氣泡就能在凝固初期侵入金屬液成為氣泡，氣泡上浮時(shí)就形成氣孔。措施：1、減少金屬液的吸氣量2、對(duì)金屬液進(jìn)行除氣處理3、阻止金屬液中氣體的析出4、型（芯）砂處理，減少其發(fā)氣量。6、說(shuō)明反應(yīng)性氣孔的形成過(guò)程及特征？答：1、金屬-鑄型間反應(yīng)性氣孔。氫氣說(shuō)：金屬澆入鑄型后，由于金

17、屬液-鑄型界面處氣體含氫量高，是金屬液表面氫氣濃度增大，凝固過(guò)程中，液固表面前沿易形成過(guò)飽和氣體濃度很高的氣體析出壓力，金屬液中的氧化物，雜質(zhì)等，能稱為載體，表面層氣泡一旦形成后，液相中氫氣等氣體都向氣泡擴(kuò)散，隨著金屬結(jié)晶沿枝晶間長(zhǎng)大，形成皮下氣孔。氮?dú)庹f(shuō);鑄型或型芯采用各種含氮樹(shù)脂作為粘結(jié)劑，分解時(shí)造成界面處氣相氮?dú)鉂舛仍黾印Ｌ岣邩?shù)脂及烏洛托品含量，也會(huì)導(dǎo)致含氮量增大，就產(chǎn)生了皮下氣孔。CO說(shuō)：CO氣泡可以依附在晶體中的非金屬夾雜物形成，這時(shí)氮?dú)鈿錃饩蓴U(kuò)散到氣泡，氣泡沿枝晶方向生長(zhǎng)，形成皮下氣泡。2、金屬液內(nèi)反應(yīng)性氣孔。渣氣孔液態(tài)金屬與熔渣相互作用產(chǎn)生的氣孔。CO氣孔依附在FeO熔渣上就形

18、成了氣孔。金屬夜中元素間反應(yīng)性氣孔，碳氧化反應(yīng)氣孔，鋼液脫氧不全或鐵液嚴(yán)重氧化，溶解的氧若與鐵液中的碳相遇，將產(chǎn)生CO氣泡而沸騰，CO氣泡上浮，吸收氫氣氧氣，長(zhǎng)大，凝固時(shí)來(lái)不及排出，形成氣孔。水蒸氣反應(yīng)性氣孔：金屬液中溶解的O和【H】，如果遇見(jiàn)就會(huì)產(chǎn)生水氣泡，來(lái)不及析出，就產(chǎn)生氣泡。碳?xì)浞磻?yīng)氣孔：鑄件最后凝固的部位液相中偏析，含有較高的【H】和【C】凝固中產(chǎn)生CH4形成局部氣孔。7、簡(jiǎn)述夾雜物的來(lái)源及其分類(lèi)？答：1、原材料本身。2、金屬熔煉時(shí)，脫氧、脫硫孕育、球化等處理，產(chǎn)生大量MnO2、SiO2、Ai2O3等夾雜物。3、液態(tài)金屬與爐襯、澆包的耐火材料及熔渣接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生相互作用，產(chǎn)生大量Mn

19、O2、Al2O3等夾雜物。4、在精煉后轉(zhuǎn)包及澆注過(guò)程中，因金屬液表面與空氣接觸，會(huì)形成一層氧化膜，會(huì)被卷入金屬中，形成二次氧化夾雜物。5、金屬在凝固過(guò)程中，進(jìn)行各種物理化學(xué)反應(yīng)，生成夾雜物。分類(lèi)：按來(lái)源分類(lèi)：內(nèi)在夾雜物和外來(lái)夾雜物。按夾雜物化學(xué)成分：氧化物，硫化物，硅酸鹽。按夾雜物其形成時(shí)間：初生和二次氧化夾雜物以及偏析夾雜物。 8、P89 9、P90 10、P92-94 11、P95 12、分析縮孔形成的過(guò)程，說(shuō)明縮孔與縮松的形成條件及形成原因的異同點(diǎn)？答：過(guò)程：純金屬共晶成分合金和窄結(jié)晶溫度范圍的合金，在一般的鑄造條件下，按由表及里的逐層凝固方式凝固，由于其凝固前沿直接與液態(tài)金屬接觸，當(dāng)液

20、體金屬凝固成固體而發(fā)生體積收縮時(shí)，可以不斷得到液體的補(bǔ)充在鑄件最后凝固的地方產(chǎn)生縮孔。異同點(diǎn);形成縮松跟縮孔的原理是相同的，即金屬的液態(tài)收縮和凝固收縮之和大于固態(tài)收縮。形成條件不同;：產(chǎn)生縮孔的條件是鑄件由表及里逐層凝固，形成縮松是金屬結(jié)晶范圍較寬，傾向于體積凝固和同時(shí)凝固的方式。 13、P97 14、P99 名詞解釋1、液態(tài)金屬成型技術(shù)是將融融的金屬或合金在重力場(chǎng)或其他外力場(chǎng)的作用下注入鑄型型腔中，待其凝固后獲得與型腔形狀相似逐漸的一種方法，這種成型方法叫做鑄造。2、液態(tài)成型（鑄造）是將融化成型的液態(tài)金屬澆入住鑄型后一次制成所需形狀和性能的零件3、金屬塑性成形又稱塑性加工，是利用金屬的塑形，

21、通過(guò)外力獲得所需形狀，尺寸與內(nèi)部性能制品的一種加工方法。4、表面張力：是表面上存在的一個(gè)平行于表面且各個(gè)方向大小相等的力。5、表面自由能；是產(chǎn)生新的單位面積表面時(shí)自由能的增量。6、液態(tài)金屬充填鑄型的能力：液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得完整、輪廓清晰的鑄件的能力。7、流動(dòng)性;液態(tài)金屬本身的流動(dòng)性。與金屬的成分、溫度、雜質(zhì)含量、鑄件結(jié)構(gòu)有關(guān)。8、強(qiáng)迫對(duì)流：在凝固過(guò)程中可以外在激勵(lì)使液相產(chǎn)生的流動(dòng)9、液態(tài)金屬結(jié)晶：液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變成晶體的過(guò)程稱為液態(tài)金屬結(jié)晶或金屬一次結(jié)晶。10、相變驅(qū)動(dòng)力：只有當(dāng)TGs時(shí)，結(jié)晶才可能自發(fā)進(jìn)行，此時(shí)液固兩自由能只差稱為相變驅(qū)動(dòng)力。11、過(guò)冷度：t=t-t0稱之為過(guò)冷度12:、

22、熱力學(xué)能障：由界面原子所產(chǎn)生，能直接影響體系自由能的大小。13、動(dòng)力學(xué)能障：由原子穿越界面的過(guò)程中所引起的，其大小與相變驅(qū)動(dòng)力無(wú)關(guān)，而決定于界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，前者對(duì)形核有影響，后者則在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中起關(guān)鍵作用。14、均質(zhì)形核：是在沒(méi)有任何外來(lái)界面的均勻熔體中的形核過(guò)程。也成自發(fā)形核。15、非均質(zhì)形核：指在不均勻的熔體中依靠外來(lái)雜質(zhì)或型壁界面的襯底進(jìn)行形核的過(guò)程，也稱非自發(fā)形核，異質(zhì)形核G非=G均f（o），當(dāng)0O180時(shí)，0f（o）C。正偏析否則為逆偏析。Cs各部分的濃度C。原始濃度。按其表現(xiàn)形式分為：正常偏析，逆偏析，密度偏析等。32、晶內(nèi)偏析：晶內(nèi)先結(jié)晶的部分溶質(zhì)含量低，后結(jié)晶部分溶質(zhì)含量高

23、。這種成分的不均勻性就稱為晶內(nèi)偏析。33、枝晶偏析：合金以枝晶形式生長(zhǎng)，先結(jié)晶的枝干與后續(xù)生長(zhǎng)的分支也同樣存在著成分差異，稱為枝晶偏析。34、胞狀偏析：當(dāng)成分過(guò)冷較小時(shí)，晶體呈胞狀方式生長(zhǎng)。胞狀結(jié)構(gòu)由一系列平行的棒狀晶體所組成，沿凝固方向長(zhǎng)大，呈六方斷面，由于凝固過(guò)程中的溶質(zhì)再分配，當(dāng)合金的平衡分配系數(shù)小于1則在胞壁處將富集溶質(zhì)會(huì)貧化，這種化學(xué)成分不均勻性稱為胞狀偏析。35、晶界偏析：兩個(gè)晶粒彼此面對(duì)面生長(zhǎng)，在固液界面，溶質(zhì)被排出，此外，其他低熔點(diǎn)的物質(zhì)也會(huì)被排出在固液界面，當(dāng)界面彼此相遇時(shí)，在它們之間富集大量溶質(zhì)，從而造成晶界偏析。36、氣體元素在金屬中可以以固溶體，化合物及氣態(tài)三種形式存在

24、。37、氣孔分為析出性氣孔、反應(yīng)性氣孔兩類(lèi)。38、析出性氣孔：金屬液在凝固或冷卻過(guò)程中，因氣體溶解度下降，析出來(lái)的氣體來(lái)不及從液面排出而產(chǎn)生的氣孔。39、反應(yīng)性氣孔：金屬液和鑄型之間或在金屬液內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣孔。40、收縮：把鑄件在液態(tài)、凝固態(tài)和固態(tài)冷卻工程中發(fā)生的體積減小現(xiàn)象稱為收縮。41、體收縮：金屬?gòu)囊簯B(tài)到常溫的體積改變量。線收縮：金屬在固態(tài)時(shí)從高溫到常溫的線尺寸該變量。42、液態(tài)收縮：具有一定成分的鑄造合金從澆注溫度冷卻到液相線發(fā)生的體收縮。42、凝固收縮：金屬?gòu)囊合嗑€溫度到固相線溫度間產(chǎn)生的體收縮。43、固態(tài)收縮：金屬在固相線一下發(fā)生的體收縮。43、縮孔：鑄造合金在凝固過(guò)程

25、中，由于液態(tài)收縮和凝固收縮的產(chǎn)生，往往在鑄件最后凝固的部分出現(xiàn)空洞，稱為縮孔，把尺寸較大而且集中的空洞稱為集中縮孔，簡(jiǎn)稱縮孔?？s孔的形狀不規(guī)則，表面不光滑，可以看到發(fā)達(dá)的樹(shù)枝晶末梢。尺寸細(xì)小的而且分散的空洞稱為分散性縮孔，簡(jiǎn)稱縮松?？s松安其形態(tài)分為宏觀縮松（簡(jiǎn)稱縮松）和微觀縮松（或顯微縮松）。第二章（第二本書(shū)）2-3已知受力物體內(nèi)一點(diǎn)應(yīng)力張量為：求外法線方向余弦為l=m=，n=的斜截面上的全應(yīng)力、主應(yīng)力和剪應(yīng)力。解：Sxx lxy mxz n=Syxy ly mzy n = Szxz lyz mz n=S=111.7J1=20J2=16025J3=-8062503-202-16025+8062

26、50=0方程具有三個(gè)不相等的實(shí)根！1=-138.2, 2=99.6,3=58.62-4在直角坐標(biāo)系中，已知物體內(nèi)某點(diǎn)的應(yīng)力張量為 a)MPa；b) MPa；c) MPa1）畫(huà)出該點(diǎn)的應(yīng)力單元體；2）求出該點(diǎn)的應(yīng)力不變量，主應(yīng)力和主方向、主剪應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、八面體應(yīng)力、等效應(yīng)力、應(yīng)力偏張量及球張量。解：a）點(diǎn)的應(yīng)力單元體如下圖2）a) MPa該點(diǎn)的應(yīng)力不變量：J1=10 MPa，J 2=200 MPa，J 3=0 MPa， 主應(yīng)力和主方向：1=20 MPa，l=m=0；n=2=0 MPa， l =m=0；n=3=-10 MPa, l=0;m=1;n=0主剪應(yīng)力12=15 MPa；23=5 MP

27、a；12=10 MPa最大剪應(yīng)力max=15 MPa八面體應(yīng)力8=3.3 MPa；8=12.47 MPa。等效應(yīng)力MPa應(yīng)力偏張量及球張量。 MPa； MPa；b) 點(diǎn)的應(yīng)力單元體如下圖 MPa該點(diǎn)的應(yīng)力不變量：J1=100MPa，J 2=29584MPa，J 3=-2958400 MPa， 主應(yīng)力和主方向：1=172 MPa，l=m= n=02=100MPa，l= m= 0;n=1； 3=-172MPa，l= m= n=0。主剪應(yīng)力12=36 MPa；23=136 MPa；12=172MPa最大剪應(yīng)力max=172MPa八面體應(yīng)力8=33.3 MPa；8=148.14 MPa。等效應(yīng)力MPa

28、應(yīng)力偏張量及球張量。 MPa； MPa；c) 點(diǎn)的應(yīng)力單元體如下圖 MPa該點(diǎn)的應(yīng)力不變量：J1=-18 MPa，J 2=33 MPa，J 3=230 MPa， 主應(yīng)力和主方向：1=10 MPa，l=m= n=02=50 MPa，l= m= n=0； 3=-50 MPa，l= m= n=0。主剪應(yīng)力12=20 MPa；23=50 MPa；12=30 MPa最大剪應(yīng)力max=30 MPa八面體應(yīng)力8=-6MPa；8=9.7 MPa。等效應(yīng)力=20.6MPa應(yīng)力偏張量及球張量。； 2-5設(shè)物體內(nèi)的應(yīng)力場(chǎng)為，試求系數(shù)c1，c2，c3。解：由應(yīng)力平衡方程的： 即： （1） （2）有（1）可知：因?yàn)閤與

29、y為任意實(shí)數(shù)且為平方，要使（1）為零，必須使其系數(shù)項(xiàng)為零，因此，-6-3c2=0 （3） 3c1-c3=0 （4）聯(lián)立（2）、（3）和（4）式得：即：c1=1，c2=2，c3=32-6平板在x方向均勻拉伸（圖1-23），在板上每一點(diǎn)=常數(shù)，試問(wèn)為多大時(shí)，等效應(yīng)力為最小？并求其最小值。圖1-23（題19） 解：等效應(yīng)力：令，要使等效應(yīng)力最小，必須使y值最小，兩邊微分得：等效應(yīng)力最小值：2-7在平面塑性變形條件下，塑性區(qū)一點(diǎn)在與x軸交成角的一個(gè)平面上，其正應(yīng)力為（0），切應(yīng)力為，且為最大切應(yīng)力K，如圖1-24所示。試畫(huà)出該點(diǎn)的應(yīng)力莫爾圓，并求出在y方向上的正應(yīng)力y及切應(yīng)力xy，且將yyz及x、xy

30、所在平面標(biāo)注在應(yīng)力莫爾圓上。圖1-24（題20）解：由題意得知塑性區(qū)一點(diǎn)在與x軸交成角的一個(gè)平面上的切應(yīng)力為為最大切應(yīng)力K，因此可以判斷該平面為主剪平面，又由于切應(yīng)力方向?yàn)槟鏁r(shí)針，因此切應(yīng)力為負(fù)，其位置為應(yīng)力莫爾圓的最下方，該點(diǎn)的應(yīng)力莫爾圓如圖1-25所示。圖1-25222-14設(shè)物體中任一點(diǎn)的位移分量為 求點(diǎn)A（0.5，1，0）的應(yīng)變分量、應(yīng)變球張量，主應(yīng)變，八面體應(yīng)變、等效應(yīng)變。解： 將點(diǎn)A的x=0.5，y=1，z=0代入上式，得點(diǎn)A的應(yīng)變分量對(duì)于點(diǎn)A：即：2-15試判斷下列應(yīng)變場(chǎng)是否存在？（1），（2），（1）解：對(duì)、和分別求x、y或z的2次偏導(dǎo)，對(duì)、和分別求x、y和z的2次偏導(dǎo)，則：,

31、 ； （a）, ； （b），； （c），； （d）將（a）、（b）、（c）和（d）代入變形協(xié)調(diào)方程（e）： （e）則（e）第一式不等，即：這說(shuō)明應(yīng)變場(chǎng)不存在。（2）對(duì)、和分別求x、y或z的2次偏導(dǎo)，對(duì)和分別求x、y和z的2次偏導(dǎo)，, ； （a）, ； （b），； （c），； （d）則：，說(shuō)明應(yīng)變場(chǎng)不存在。2-21某理想塑性材料在平面應(yīng)力狀態(tài)下的各應(yīng)力分量為x=75，y=15，z=0，xy=15（應(yīng)力單位為MPa），若該應(yīng)力狀態(tài)足以產(chǎn)生屈服，試問(wèn)該材料的屈服應(yīng)力是多少？解：由由密席斯屈服準(zhǔn)則： 得該材料的屈服應(yīng)力為： 2-22試分別用密席斯和屈雷斯加屈服準(zhǔn)則判斷下列應(yīng)力狀態(tài)是否存在？如存在，應(yīng)力

32、處于彈性還是塑性狀態(tài)？（材料為理想塑性材料）a)， b)， c)， d)解：a)由屈雷斯加屈服準(zhǔn)則：1-3=s得：s-0=s，存在。應(yīng)力處于塑性狀態(tài)。由密席斯屈服準(zhǔn)則。存在。應(yīng)力處于塑性狀態(tài)。b)由屈雷斯加屈服準(zhǔn)則：1-3=s得：-4s+5s =s，存在。應(yīng)力處于塑性狀態(tài)。由密席斯屈服準(zhǔn)則存在。應(yīng)力處于塑性狀態(tài)。c)由屈雷斯加屈服準(zhǔn)則：1-3=s得：-0.5s+1.5s =s=s，存在，應(yīng)力處于塑性狀態(tài)。由密席斯屈服準(zhǔn)則存在。應(yīng)力處于彈性狀態(tài)。d)由屈雷斯加屈服準(zhǔn)則：max=（1-3）/2=s/2得：max =0.45ss，存在，應(yīng)力處于彈性狀態(tài)。由密席斯屈服準(zhǔn)則存在。應(yīng)力處于彈性狀態(tài)2-28

33、有一金屬塊，在x方向作用有150MPa的壓應(yīng)力。在Y方向作用有150MPa的壓應(yīng)力，z方向作用有200MPa的壓應(yīng)力。試求金屬塊的單位體積變化率（設(shè)E=207103MPa，=0.3）。解：各方向應(yīng)力為：x=y=-150MPa，z=-200MPa，則球應(yīng)力為：m=-166.7 MPa單位體積變化率為：即：m =-3.2210-42-29已知一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖4-16所示，試寫(xiě)出其應(yīng)力偏量并畫(huà)出主應(yīng)變簡(jiǎn)圖。圖4-16 (題15)解：設(shè)123，則：平均應(yīng)力：應(yīng)力偏量為：由列維米賽斯增量理論得： 主應(yīng)變簡(jiǎn)圖如圖示： 5-2第四章4-7 解：已知族是直線族，族為一族同心圓，c點(diǎn)的平均應(yīng)力為：mc=90MPa，最大切應(yīng)力為K=60MPa。C點(diǎn)應(yīng)力為：圖7-1z 由于B點(diǎn)在族上，族是直線族，因此，所以B點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)和C點(diǎn)相同。D點(diǎn)在族上，族為一族同心圓，因此由沿線性質(zhì)得： 即：D點(diǎn)應(yīng)力為：D點(diǎn)的應(yīng)力莫爾圓 4-8何謂滑移線？用滑移線法