粉末冶金原理習(xí)題庫(kù)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——粉末冶金原理習(xí)題庫(kù)粉末制備習(xí)題

*粉末冶金產(chǎn)品在汽車工業(yè)中有大量用途，請(qǐng)列舉三種汽車用粉末冶金產(chǎn)品。

*有什么方法可以取代粉末冶金技術(shù)制備鎢燈絲，為什么電熔斷器中不采用鎢燈絲材料。*粉末冶金一度稱為金屬陶瓷(Metalceiamics)，是什么工序類似于陶瓷產(chǎn)品制備。*粉末冶金與陶瓷的主要區(qū)別是什么？這些區(qū)別是如何影響過(guò)程的。*粉末冶金的定義是什么？*粉末冶金的工程含義是什么？

*減少加工成本是粉末冶金產(chǎn)品過(guò)程的重要方面，要求減少模具結(jié)構(gòu)誤差，以確保產(chǎn)品尺寸精度與性能，在什么步驟上有利于減少產(chǎn)品加工成本（凈靜成形技術(shù)）

*金屬基復(fù)合材料，如SiC纖維加強(qiáng)鋁合金，是粉末冶金應(yīng)用的領(lǐng)域，你能說(shuō)明復(fù)合材料制備方法嗎？*在水霧化制粉時(shí)，怎樣獲得球形顆粒。*霧化青銅粉末經(jīng)氣流研磨成碟狀。①如何測(cè)試該碟狀粉末的粒度。②改變碟狀粉末厚度的方法。

③哪些工藝參數(shù)有助于獲得碟狀粉末。

*用氣體霧化制備合金粉末，霧化融液金屬溫度略高于液相線，對(duì)于粒徑為100μm的顆粒，固化時(shí)間為0.04s，估算在同樣條件下10μm粒徑粉末顆粒的固化時(shí)間。

*采用水平霧化時(shí)，發(fā)現(xiàn)所得粉末顆粒太小，不適合后續(xù)的工序，建議改變?nèi)齻€(gè)過(guò)程參數(shù)以增大粒徑。*在氣體霧化時(shí)，假使顆粒尺寸隨融體粘度增加而增大，粒度對(duì)顆粒形狀會(huì)有何種作用？高的過(guò)熱溫度會(huì)有利于形成球形顆粒嗎？

*離心霧化粉末尋常有雙峰形粒度分布曲線，探討產(chǎn)生這種結(jié)果的原因。

*分別用水霧化，氣體霧化和還原方法制備Cμ粉（理論密度=8.9g/cm3），測(cè)試指數(shù)如下：性能ABC平均粒度μm482540松裝密度g/cm32.81.74.4

振實(shí)密度g/cm33.32.44.7流速s/50g325021BET表面積m2/g0.0140.0630.017區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)全所對(duì)應(yīng)的制備方法，且分析求證你的答案。

*當(dāng)用電解法制備合金粉末時(shí)（如黃銅“銅—鋅合金〞），會(huì)遇到什么困難？

*在旋轉(zhuǎn)圓盤霧化時(shí)，首先形成了長(zhǎng)40μm、直徑5.3μm圓筒體，能形成幾個(gè)等尺寸的球形顆粒。假使該薄片圓筒體分開(kāi)時(shí)，能形成幾個(gè)等直徑的球形顆粒（設(shè)表面能維持不變）*為什么不能采用H2還原氧化Al制備Al粉？

*球磨脆性粉末時(shí)，輸入的總功與粉末粒徑的1/2方成正比，當(dāng)粉末由10μm減少到粒徑1μm時(shí)，能量變化有多大？

*提供一種原因釋氣體霧化時(shí)，假使平均粉末粒度減少，粒度分布區(qū)域?qū)?huì)變窄。

*在低壓氣體霧化制材時(shí)，直徑1mm的顆粒，需要行走10米和花去4秒鐘進(jìn)行固化，那么在同樣條件下，100μm粒度顆粒需要多長(zhǎng)時(shí)間固化：計(jì)算時(shí)需要作何種假設(shè)。*金屬學(xué)化合物比其對(duì)應(yīng)的金屬易于粉碎，關(guān)鍵原因是什么？σ=（2Er/D）1/2r缺陷尺寸D粒徑，E彈性模量，σ集沖出應(yīng)力

*W-Cu復(fù)合粉末在攪拌球磨機(jī)中120rpm條件下研磨4小時(shí)，假使要在1小時(shí)條件下也獲得一致的粒徑，那么速度應(yīng)當(dāng)是多少？

*在氣體霧化時(shí)，選擇霧化條件，哪一個(gè)參數(shù)對(duì)顆粒尺寸最大，為什么？*為什么非晶粉末難于成形（與多晶粉末比較）。

*一氣體霧化粉末，平均粒徑為40μm（重量法），χ—Ray分析中25%為非晶粉末；該粉末經(jīng)400目過(guò)篩，χ—Ray復(fù)檢時(shí)發(fā)現(xiàn)-400目的粉末中有40%的非晶粉末。a.在+400目部分材料中非晶粉是多少？b.為什么會(huì)有大的非晶顆粒和結(jié)晶顆粒？粉末表征習(xí)題

*使用200g粉末測(cè)量粒度（Ni粉），測(cè)得平均粒度為120μm，估算在這一粉體樣品中大約有多少顆粉末（Ni（ρ）=8.9g/cm3）。

*用篩分析測(cè)量粉體粒度，粉末顆粒為橢球形，長(zhǎng)徑120μm，短徑60μm，問(wèn)那個(gè)粉末的尺寸與篩網(wǎng)尺寸相符合。

*對(duì)于邊長(zhǎng)為3μm的立方形顆粒：a.它的當(dāng)量球形表面直徑是多少？b.它的當(dāng)量球形體積直徑是多少？

*篩分析鐵粉成-325目和-100/+200目一個(gè)部分，粗粉部分的松裝密度是2.6g/cm3，用20%的細(xì)粉混合之后，松裝密度達(dá)到了2.8g/cm3，為什么？

*空氣透過(guò)長(zhǎng)1cm，橫截面為1cm2的Mo粉樣品（松裝密度為4.5g/cm3），壓降為1氣壓（2個(gè)大氣壓降為1個(gè)大氣壓），流速為0.15cm/s，問(wèn)當(dāng)量球體直徑是多少？（空均粘度=1.8×10--4g/cm/s，Mo理論密度：10.2g/cm3，）

*粉末的何種性質(zhì)造成透過(guò)法測(cè)量表面積和吸附法測(cè)量表面積的差異。

*解釋：當(dāng)振實(shí)密度（Tapdensilg）對(duì)松裝密度的比值增加時(shí)，為什么會(huì)增加在Hall流速儀中測(cè)定的流經(jīng)時(shí)間？（松裝密度小，粉末形狀，振實(shí)密度相對(duì)于松裝密度之比增加，所需流經(jīng)的時(shí)間增加）。*Al粉表面的氧化物可用來(lái)形成彌散加強(qiáng)質(zhì)點(diǎn)，對(duì)于直徑為10μm氧化層厚度為25nm，氧化物彌散質(zhì)量的體積百分?jǐn)?shù)大約為多少？

*用Stokesian定律測(cè)量粉末粒度時(shí)，為什么要求雷諾數(shù)略低于1.0，對(duì)于球形Al粉分析，能分析的最大粒徑為多少？（Al=2.7g/cm3，水的1.0g/cm3，水的粘度=10-2g/s/cm）。*振實(shí)密度與松裝密度之比，暗含有形狀因素，探討粉末形狀和粒度對(duì)該比值的影響。

*建立一個(gè)測(cè)檢進(jìn)廠粉末的質(zhì)量控制流程圖，流程圖中的步驟應(yīng)包括最少的但是有效的部分，以確保粉末的重復(fù)性和可靠性，設(shè)粉末為-100目。

*一分散性良好的粉末用光學(xué)顯微鏡觀測(cè)，平均粒度為13μm，用沉降天平分析平均粒度為28μm，探討造成如此區(qū)別的原因。

*2試驗(yàn)小組采用同一樣品進(jìn)行篩分析，第一組是平均顆粒粒徑為54μm，其次組為75μm，為什么會(huì)存在這種誤差，假設(shè)其原因。

*10克+325-270目鐵粉，大約有多少個(gè)粉末顆粒，表面積有多大，鐵理論密度為7.86g/cm3。*計(jì)算一空氣向上滾動(dòng)的速度可使10μm直徑的Pb粉，維持在一定高度，（與重力平衡），空氣粘度=1.8×10-4g/s/cm?？諝饷芏?10-3g/cm3，Pb理論密度=11.4g/cm3。*如何將一鋼粉與錫粉混合之后再行分開(kāi)？

*機(jī)械合金化是如何制備非晶粉末的？需要何種相圖條件和過(guò)程條件。*硼被用來(lái)產(chǎn)生非晶金屬，為什么B具有這種性質(zhì)？

*熔體粘度，擴(kuò)散速率，形核速率，以及固相長(zhǎng)大速率都與過(guò)冷度相關(guān)，它們各自對(duì)霧化粉末顯微結(jié)構(gòu)的作用如何？

*合金冷卻時(shí)，晶體形核速率與粘度成反比，粘度與過(guò)冷度的為：η（Pa·s）=5×10-5e（3000/σT）粘度為1013Pa·s，假使熔體剛化，那么過(guò)冷度為多大時(shí)，能夠冷卻成玻璃相（非晶）

*一粉末為40μm，枝晶間距（armspace）為1.9μm，假使該顆粒直徑減少到20μm，計(jì)算枝晶間距是多少？

*對(duì)于共晶合金，枝晶間距大致上與過(guò)冷度成反比，固液表面變化速度與過(guò)冷度的平方成正比，在大過(guò)冷度的條件下，哪種因素起決定作用，接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象（或過(guò)程）

*物理性質(zhì)為：密度=8g/cm3，原子量50/mol，熱容：24J/mol/℃，固化溫度：1150℃，熔解熱：16KJ/mol，用750℃氣體，導(dǎo)熱系數(shù)等于104J/（m2sC）從氣體進(jìn)行霧化時(shí)，計(jì)算一個(gè)25μm直徑滴（1300℃）的固化時(shí)間（溫度從1300℃→75℃）。

*在上述霧化條件下，假設(shè)噴嘴處的液滴具有初速度為0.5Km/s，那么在固化前，它能飛行多遠(yuǎn)？假設(shè)氣氛不產(chǎn)生粘性張力。

*在什么樣的條件球化時(shí)間小于固化時(shí)間。

*一筒壓力為14MPa（壓力不變）氬氣霧化1公斤表面能為1.2J/m2粉末，直徑20μm的金屬液滴，需氣體體積為0.5m3，問(wèn)因氣體減壓轉(zhuǎn)化成粉末新表面的能量轉(zhuǎn)化率有多大？設(shè)為理想氣體狀態(tài)，金屬度為8g/cm3，adiabafic氣體膨脹功率于Rtln（P2/P1）。*在什么樣的條件球化時(shí)間小于固化時(shí)間。

*在略高于液相溫度條件下熔化一合金粉末，對(duì)于直徑為100μm的粉末，固化時(shí)間為0.04s，枝晶間距為3μm，計(jì)算直徑為10μm顆粒的固化時(shí)間和枝晶間距。

*解釋為什么非晶結(jié)構(gòu)的防腐性能優(yōu)于多晶體結(jié)構(gòu)（同樣組成）。

*對(duì)于粒徑為1mm的液滴，固化時(shí)間為4s且飛行10米，在同樣條件下，假使制備10μm粒徑的霧化粉末，冷卻室的尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)為多大？計(jì)算應(yīng)作何假設(shè)。

*一粒徑為100nm銅粉表面形成CuO，即表面層為氧覆蓋，問(wèn)氧從體積%是多少？

*設(shè)計(jì)一鐵基多晶材料，晶界尺寸為1.2nm，假使該材料有20%從原子處于晶處，計(jì)算晶粒尺寸（及晶粒為還應(yīng)高到）

*一彌散加強(qiáng)復(fù)合材料屈服強(qiáng)度隨其次相尺寸變化如下：晶粒μm屈服強(qiáng)度MPa4905.91183.61602.8186

假使用其次相為200nm粉末制備復(fù)合材料，固體屈服強(qiáng)度是多少？

*在超真空條件下發(fā)現(xiàn)金粉顆粒有團(tuán)聚現(xiàn)象，為什么？

*一黃銅粉末，初始粒徑為40μm，球磨5小時(shí)后，平均粒度為22μm，問(wèn)進(jìn)一號(hào)研磨到粒徑為10μm，需要多少時(shí)間？

粉末成形技術(shù)習(xí)題

*區(qū)分成形劑和潤(rùn)滑劑的作用。*添加潤(rùn)滑劑的有害作用是什么？

*-100目+325目電銅粉是松裝密度，以及隨硝酸含量沒(méi)變的壓坯密度（350MPa成形壓力）的數(shù)據(jù)。重量wo%松裝密度g/cm3壓坯密度g/cm30.02.786.590.52.756.681.02.736.482.02.636.37解釋為什么松裝密度會(huì)隨著潤(rùn)滑劑百分含量增加而增加？解釋為什么壓坯密度隨潤(rùn)滑劑改變是非線性變化？*潤(rùn)滑劑對(duì)于離心霧化的粉末會(huì)產(chǎn)生何種影響？

*采用10個(gè)隨機(jī)樣品分析混合均勻性，分別經(jīng)10分鐘和30分鐘混合后。*對(duì)于長(zhǎng)45cm，中心直徑為35cm的雙錐形混料器，最高旋轉(zhuǎn)速度是多少為好？

*軟金屬（錫）建議用作改進(jìn)壓坯密度的粉結(jié)劑，如使用這種粉結(jié)劑，會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題（不易去除）。*鐵粉理論密度為7.86g/cm2，松裝密度為3.04g/cm3，與1wt%酸鋅均勻混合，問(wèn)混合物的理論密度是多少？并估算松裝密度。

*由混合方法準(zhǔn)備Fe-2%Cu合金，鐵粉與水霧化方法制得，5%為+100目，20%為-325目，25%為-100+325。鉬粉由還原方法制備，-100目100%，-325%目44%；計(jì)算每g銅粉所具有非顆粒數(shù)，假使該混合料比重為6.8g/cm3，問(wèn)每個(gè)銅粉之間的平均間距有多大？

*在Fe-8%Ni合中，假使每個(gè)Fe顆粒都至少與一個(gè)Ni粒相鄰（接觸）的可性為50%，假設(shè)顆粒接觸相當(dāng)數(shù)為8，那么，DFe/DNi的顆粒粒徑比為多少？

*計(jì)算含0.11wt%水分的20μm不銹鋼粉混合物的結(jié)合溫度，該粉末的振實(shí)密度為5g/cm3，Pynomefer密度為8g/cm3，水的密度為1g/cm3，水的表面能為0.073J/cm2，請(qǐng)推出一個(gè)不會(huì)因手工搬動(dòng)損壞的壓坯尺寸。

*有一種枯燥粉末，產(chǎn)生滾動(dòng)剪切應(yīng)力只有表現(xiàn)應(yīng)力的1/2，請(qǐng)問(wèn)該粉末的自然堆集角是多少？

*假設(shè)孔隙半徑為γ，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的圓柱形孔隙，位于tetralaidecahedren（周邊體）晶界邊緣，晶界邊緣尺寸為L(zhǎng)，根據(jù)方程7.18在孔隙度為坍墻（崩擴(kuò)成）球形孔隙。

*一混合組織，Ni粉12μm，F(xiàn)e粉5μm，構(gòu)成Fe-2Ni合成金，在1250℃燒結(jié)4h，成為完全的均勻化合金（右面混合體），假使Ni粉顆粒由12μm設(shè)定成8μm，需要多少時(shí)間獲得一致的均勻化合金組織。

*直徑μm5的炭基鐵粉采用注射成形和惰性氣氛燒結(jié)，初始粉末含C0.8%，含氧0.4%，假設(shè)燒結(jié)時(shí)燒結(jié)孔封閉后形成CO在孔中，那么燒結(jié)時(shí)最大燒結(jié)密度由何因素控制，CO壓力，作何改進(jìn)可以提高燒結(jié)密度。壓坯，燒結(jié)后密度為89%，燒結(jié)粉率為9.2%，壓坯密度是多少？*一注射成形壓坯，燒結(jié)后密度為89%，燒結(jié)粉率為9.2%，壓坯密度是多少？

*惰性氣體燒結(jié)，在燒結(jié)后，一對(duì)稱孔隙，半徑為1μm，惰性氣體氫氣的壓力為0.1MPa（1大氣壓）時(shí)最終孔隙半徑是多少？假使γsv=1.5J/m2。

*球形粉末用于高密度粉末冶金產(chǎn)品制造，何種因素影響HJP過(guò)程對(duì)粉末形狀和選擇？*為什么粉末冶金產(chǎn)品的搞腐蝕能力將隨密度增加而提高。

*對(duì)于粉末粒徑為20μm的Fe粉，HJP到相對(duì)密度為85%時(shí)，主要是由于晶界蠕變貢獻(xiàn)，測(cè)量到930℃時(shí)，壓力為1MPa，需要量6小時(shí)，密度達(dá)到85%，壓力增加到場(chǎng)MPa，時(shí)間減少到8小時(shí)，就得同樣密度，假使時(shí)間減少到1小時(shí)，壓力應(yīng)是多大？

*粉末冶金技術(shù)也可用以制備高密度產(chǎn)品，如射霧化不銹鋼管材，對(duì)于這種螫，何種粉末特性至關(guān)重要。*在IHP過(guò)程中，燒結(jié)和壓制結(jié)合，密度和時(shí)間之間存在何種關(guān)系，（參考?jí)毫蜏囟葏?shù)）。*與加工產(chǎn)品（樣品）相比，HIP樣品間力學(xué)性能的差異很小，為什么（原因是什么）？*HIP有利于獲得密化產(chǎn)品，對(duì)于Ni基超合金，發(fā)現(xiàn)壓力對(duì)密度影響如下：*時(shí)間=3hr溫度：1150℃球形粉末粒度=120μm，初始密度62%*65%密度時(shí)：P=0.1MPa*80%密度時(shí)：P=1MPa*90%密度時(shí)：P=10Mo*99%密度時(shí)：P=?

*請(qǐng)計(jì)算（溫度時(shí)間條件一致）

*模具熱壓一圓柱形試樣，首先加壓到最大壓力，然后以5℃/min緩慢加熱，作一曲線，表示密度隨時(shí)間改變，假設(shè)d:ffrsion控制致密化過(guò)程。

*使用一個(gè)模型（本章中）預(yù)計(jì)粉末煅造時(shí)密度與高應(yīng)變的關(guān)系，假設(shè)煅前壓坯密度為75%。假使一預(yù)成形坯于熱煅前空氣中加熱，所產(chǎn)生的力學(xué)性能太低，為什么會(huì)這樣，并如何解決問(wèn)題。*一平均粒徑為40μm的Ni粉，經(jīng)HIP致密化，從壓坯密度62%到HIP密度98%在于0MPa恒壓下，以不同溫度和不同時(shí)間如1100℃0.25h，1000℃1hr，預(yù)計(jì)在900℃需要多少時(shí)間？*粉末鐵粉煅造，煅造溫度1100℃，密度100%，煅造壓力950MPa，產(chǎn)品斷裂隨晶粒尺度增加而減少，為什么會(huì)有這種晶粒尺寸效應(yīng)。

*一RSRTi合金經(jīng)固結(jié)達(dá)到全致密，但是取決于不同固結(jié)溫度，有不同晶粒尺寸，下述為不同晶粒尺寸和致密：

晶粒尺寸μm16.04.01.81.0強(qiáng)度DPH112125137151假使晶粒尺寸繼續(xù)減少到0.5μm，其預(yù)計(jì)強(qiáng)度值為多少？

*粉末冶金制品作為醫(yī)用入材料時(shí)，應(yīng)作何種清洗處理以確保產(chǎn)品表面無(wú)菌和生物相容。

*在多孔粉末冶金產(chǎn)品加工時(shí)，由于延性原因造成加工工具損壞，可能可以改變孔隙尺寸，解決這一問(wèn)題，假設(shè)當(dāng)PM零件孔隙度為15%，孔隙尺寸為100μm，每鉆頭（花）在破壞前可鉆300個(gè)孔，假使孔隙度維持不變，孔隙尺寸與減少到30μm，每鉆花在破壞前可鉆多少個(gè)孔？*為什么采用精整合粉末冶金物件紅飾花紋來(lái)替代用加工的方法給產(chǎn)品沖壓紋飾花紋。

*大致上講，孔隙度每增加1%，導(dǎo)電率下降2%，解釋孔隙度是如何影響產(chǎn)品加工時(shí)的導(dǎo)熱率。*解釋為什么粉末冶金熱處理過(guò)程與燒結(jié)過(guò)程是分開(kāi)的。

*復(fù)壓可以使密度為85%的簡(jiǎn)單圓柱體直徑增加0.5%，假使產(chǎn)品厚7mm，直徑10mm，影響直徑變化的最大應(yīng)變（strain）是多少？

*粉末冶金鋼材部件的滲C處與氣氛中C的表面滲透相關(guān)，尋常滲C深度與滲C時(shí)間的平方根成比例，滲C1小時(shí)后在深度0.4min處C含量由0.2%增加到0.8%，問(wèn)在0.6mm深度，達(dá)到0.8%時(shí)需要多少時(shí)間（起始為0.2%）。

*鐵基產(chǎn)品進(jìn)行蒸汽處理（發(fā)藍(lán)處理），600℃，以形成穩(wěn)定Fe6o4。問(wèn)此時(shí)水與氫氣的壓力比是多少？在這一露點(diǎn)條件下水與氫氣的質(zhì)量比是多少？

*物件熔滲200mm厚度需用2分鐘，假使孔隙尺寸一致，熔滲30mm厚度需多少時(shí)間？

*兩種熔體被選擇，滲熔多孔P/M，物件，一種粘度為10-2Pa.s.另一種為3×10-2Pa.s.當(dāng)熔滲的深度一致時(shí)，第一種熔體單獨(dú)溶滲需要多長(zhǎng)時(shí)間（與第一種相比）。

*方程9.7中作出密度與超聲波速度間關(guān)系，為N：合金（d理=8.7g/cm3）雙密度為7.2g/cm3提升到7.7g/cm3y，相對(duì)的速度差值是多少？

*用一粘性樹(shù)脂滲溶一孔隙度為10%，第平方毫米（mm2）具有1000個(gè)開(kāi)孔的粉末冶金產(chǎn)品，該樹(shù)脂表面能：0.08J/m2，粘度：10-1Pa.s.假使?jié)B溶厚度為20mm（單邊10mm）的產(chǎn)品，在無(wú)外壓條件下需要多少時(shí)間？假使施4大氣壓的外壓，需要多少時(shí)間？*為什么無(wú)油黃銅軸瓦材料在空隙約為20%時(shí)，最為有用。

*一用于長(zhǎng)效氣體過(guò)濾的粉末冶金多孔材料，假使要過(guò)濾的氣體含有引起臟化并溫孔隙的油氣，作圖描述此過(guò)程中的滾動(dòng)速率與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

*采用壓貢空隙度分析儀測(cè)量某材料的空隙度，在壓力為40KPa時(shí)對(duì)氣壓峰值，問(wèn)空隙尺寸約是多少？*壓坯材料經(jīng)燒結(jié)后密度達(dá)到6.8g/cm3,（預(yù)合金鋼），在不同燒結(jié)溫度和不同燒結(jié)時(shí)間下的沖擊數(shù)據(jù)如下：解釋時(shí)間和燒結(jié)溫度對(duì)韌性的作用，以及分析何種因素更為重要。

燒結(jié)溫度℃11201230129010121518燒結(jié)時(shí)間min2014182230152126*采用Daicy