铸造合金及熔炼真题精选.docx

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铸造合金及熔炼真题精选

2020年铸造合金及熔炼真题精选

[填空题]

1炼钢的目的与要求是什么？

参考答案：

（1）将炉料熔化呈钢液，并提高其过热温度，保证钢液的需要；

（2）将钢液中的SiMn和C的含量，控制在规定范围内；

（3）降低钢液中的有害元素SP，使其含量降低到规定范围以下；

（4）清楚钢液中的非金属夹杂和气体，使钢液纯净。

[填空题]

2简述氧化法炼钢的工艺过程。

参考答案：

补炉——配料和装料——熔化期——氧化期——还原期——出钢

[填空题]

3还原期的任务是什么？

参考答案：

脱氧脱硫和调整钢液温度及化学成分。

[填空题]

4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？

参考答案：

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。

[填空题]

5直流电弧炉的优缺点是什么？

参考答案：

优点：

（1）电弧稳定性强

（2）电极消耗量少

（3）噪声污染程度小

（4）电能消耗低

（5）电弧较长

（6）能产生电磁搅拌作用

缺点：

电弧炉的容量小。

[填空题]

6简述变质处理、机械性能的壁厚效应。

参考答案：

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。

[填空题]

7真空感应电炉炼钢的优点是什么？

参考答案：

1.能比较彻底的清除钢液中的气体；

2.钢中元素氧化轻微；

3.钢液中含氧量极低；

4.炼钢工艺简单。

[填空题]

8镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响是什么？

参考答案：

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，同时降低了合金的抗蚀性；

4）锰：

在Al-Si合金中加入锰，可大大降低Fe的危害。

[填空题]

9简述炉外精炼的作用。

参考答案：

1）提高钢的纯净度；

2）减少合金元素的烧损；

3）为冶炼超低碳钢开辟了途径。

[填空题]

10铸造铝合金共分几类？

各类合金的特点及国际的表示方法是什么？

参考答案：

分为形变铝合金和铸造铝合金。

特点：

铸造铝合金的熔炼，浇注温度较低，溶化潜热大，流动性好，特别适用于金属性铸造、压铸、挤压铸造等，获得尺寸精度高、表面光洁、内在质量好的薄壁、复杂铸件。

[填空题]

11铝铜类合金的室温机械性能和耐热性很高，而铸造性能差，且抗腐蚀性特别低的原因是什么？

参考答案：

铝铜合金是最典型最重要的时效强化型合金，因此它有很高的室温机械性能；铝铜类合金具有较高的共晶温度，α基体的固溶度在350℃以下变化很小，加入一些难熔元素利于形成成分结构均复杂的第二相，这些相成分区很窄，热硬性很高，因此铝铜类合金具有较高的耐热性；铝铜合金的结晶温度范围较宽，并且液态粘度随铜含量的增加而上升，因此铝铜合金的铸造性能差；铜和铝的电极电位差大，容易引起电化学腐蚀，因此铝铜合金的抗腐蚀性低。

[填空题]

12耐热铝合金的影响因素有哪些，为什么？

参考答案：

由a（Al）的化学成分、第二相性质、形状和分布等因素决定。

a（Al）化学成分越复杂，组织结构越稳定，第二相的热稳定性越高，晶粒越细，沿晶分布相组成的弥散程度越高，则越能阻滞a（Al）在高温下的变形，因而合金的耐热性越好。

铸造铝合金的熔炼。

[填空题]

13铝合金热处理的目的是什么？

参考答案：

1）改善合金的组织和亚结构，实现固溶强化和时效强化，充分提高机械性能。

通过它还能改善合金的切削加工性能；

2）消除铸造或冷加工引起的内应力；

3）稳定铸件的组织和形态、尺寸、防止因高温引起合金相变产生体积膨大现象；

4）消除偏析，改善合金的组织和性能。

[填空题]

14铜液有哪几种脱氧方法？

各自的优缺点是什么？

参考答案：

沉淀脱氧法

优点是脱氧速度快，脱氧彻底比如磷铜脱氧。

缺点是脱氧产物不已易清除，比如铝、镁脱氧。

扩散脱氧法

缺点是脱氧速度较低，受Cu2O的扩散速度控制。

但对铜液成分无影响，不会污染合金。

沸腾脱氧法

缺点是水和二氧化碳不溶于铜液中，如不能从铜液中上浮排走，将产生不利影响。

[填空题]

15铝液中氧化夹杂与针孔有何关系？

原因何在？

参考答案：

铝液中氧化夹杂越多，则含氢量也越高，铸件针孔越多。

因为氧化夹杂物提供了气泡成核的现成界面，促使铸件针孔的形成。

[填空题]

16铝中的氢有几种析出形式？

它们受哪些因素影响？

参考答案：

一种是气泡形式析出，另一种是扩散脱氢。

受氧化夹杂物的影响，受对流的影响。

[填空题]

17铸造铝合金熔炼用熔剂的分类和作用是什么？

参考答案：

1）覆盖熔剂只起隔离保护作用；

2）覆盖精炼熔剂兼有保护和精炼作用。

[填空题]

18铝合金熔炼的要点，各自什么意思，遵循的原则是什么？

参考答案：

要点：

“防”严防水汽及各种含气脏物混入铝液。

“排”通过精炼，清除氧化夹杂和气体。

“溶”利用快速凝固，或加大凝固时的结晶压力，使铝液中的氢全部固溶于铝铸件内，不致形成气孔。

应尊循以防为主的原则。

[填空题]

19铸造镁合金有什么特性？

参考答案：

优点：

1）密度小、质量轻；

2）比强度和比刚度高；

3）良好的导热导电性能；

4）良好的电磁屏蔽能力；

5）优良的阻尼减振性能；

6）良好的压铸成型及塑性加工性能；

7）疲劳强度比铝合金高；

8）摩擦时不产生火花、无毒性；

9）易于回收和切削加工。

缺点：

1）抗蚀性较差；

2）镁合金的熔炼和铸造均需采用专门的防护措施。

[填空题]

20提高Al-Si类合金力学性能有哪些途径？

参考答案：

A.l-Si-Mg系合金。

（1）加入Mg；

（2）加入细化剂；

（3）提高固溶处理温度；

（4）人工时效后沉淀析出；Al-Si-Cu系合金加入少量镁、锌、锰等。

[填空题]

21锆和稀土对镁合金有什么影响？

参考答案：

锆对镁合金的影响：

1）改善铸造性能；

2）除氢作用；

3）除杂质作用；

4）提高抗蚀性。

稀土对镁合金的影响：

1）提高机械性能；

2）提高热强性；

3）改善铸造性能。

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[填空题]

22常用炉外精炼的方法有哪些？

参考答案：

真空吹氧脱碳精炼法（VOD）氩——氧脱碳精炼法（AOD）真空氩氧脱碳转硫法（VODC）。

[填空题]

23Mg-Al类合金为什么不能加锆变质，其孕育处理方法有哪几种？

参考答案：

因为Mg-Al类合金含有铝，铝阻碍锆的加入，锆与铝形成ZrAl3化合物下沉到坩埚底部，使Zr损耗掉。

孕育处理方法有：

1）过热孕育法；

2）加碳孕育法。

[填空题]

24炉外精炼的优点是什么？

参考答案：

炉外熔炼能够提高对钢液的熔炼效果，大幅度改善钢的质量，而且能够缩短炼钢的时间，降低能耗。

[填空题]

25简述脱锌腐蚀。

参考答案：

黄铜在流动的海水等介质中，锌逐渐溶失，留下海绵状铜，这种现象称为脱锌腐蚀。

[填空题]

26真空感应电炉炼钢的缺点是什么？

参考答案：

1.金属元素的蒸发

2.钢液的沾污

[填空题]

27铸造锌合金按铝量可分为哪几类？

参考答案：

亚共晶型锌合金、过共晶型锌合金、包晶型锌合金。

[填空题]

28铸造钛合金常见熔炼方法是什么？

参考答案：

非自耗电极电弧炉熔炼和自耗电极电弧炉熔炼。

[填空题]

29感应电炉熔炼的特点是什么？

参考答案：

1.加热速度较快；

2.氧化烧损较轻；

3.炉渣的化学活泼性较弱；

4.工艺比较简单，生产比较灵活。

[填空题]

30灰铸铁中根据石墨的形态不同而分为哪几种铸铁？

参考答案：

片状石墨铸铁（简称灰铁）、球状石墨铸铁（简称球铁）、可锻铸铁（简称可铁）、蠕虫状石墨铸铁（简称蠕铁）。

[填空题]

31试分析感应电炉的容量与所采用的电频率之间的大体对应关系。

参考答案：

高频感应电炉，200000~300000HZ，容量一般是10~60Kg，中频感应电炉，1000~2500HZ，容量一般是50~1000Kg，工频感应电炉，50HZ，容量一般是500~10000Kg，炉子容量大时，电流频率要低些。

因为在炉料内部磁通分布不均匀，外层磁通密度大，中心小，因此在外层产生的感应电动势和电流比里面大，产生集肤效应，所以发热量也是外大于内，采用的电频率越高，集肤效应越显著。

因此，对于大直径的坩锅来说，若采用高频率，则在炉料中将有一个筒状的外层发出较多的热量，而里层发热很少。

[填空题]

32石墨对灰铸铁的性能有什么影响？

参考答案：

在灰铸铁组织中，石墨是决定铸铁性能的主要方面，它对铸铁有双重影响。

一方面使灰铸铁的力学性能比较低，虽然具有一定的强度与硬度，但是塑性与韧性几乎为零；另一方面赋予了灰铸铁特殊的性能比如缺口敏感性小、良好的减震性和减摩性。

[填空题]

33酸性电弧炉炼钢的特点是什么？

参考答案：

（1）炉衬寿命长；

（2）冶炼时间短；

（3）钢液的气体和夹杂少；

（4）不能用来脱磷和脱硫，因此必须使用低磷和低硫的炉料。

[填空题]

34球墨铸铁孕育和球化处理的目的是什么？

参考答案：

孕育处理的目的是：

1）消除结晶过冷和白口倾向；

2）促进石墨化，增加石墨核心，细化球状石墨，提高石墨球的圆整度，改善球化率；

3）减小晶间偏析。

球化处理的目的是获得球状石墨，提高铸铁力学性能。

[填空题]

35氧化期的任务、氧化方法，操作原则、氧化期如何脱碳？

参考答案：

任务：

脱磷，取出钢液中的气体和夹杂物，并提高钢液的温度。

方法：

矿石脱碳法吹氧脱碳法吹氧。

矿石脱碳法原则：

（1）先磷后碳

（2）温度先低后高

（3）造渣先多后少

（4）供料先矿后吹氧

[填空题]

36可锻铸铁的生产主要包括那两个步骤？

参考答案：

1）浇注纯白口铸铁件；

2）可锻化退火（使渗碳体分解为团絮状石墨）。

[填空题]

37熔化期的任务是什么？

参考答案：

将固体炉料熔化成钢液，并进行脱磷。

[填空题]

38提高冲天炉铁水温度的措施有哪些？

参考答案：

1）采用高质量的焦炭，

2）高的焦炭比，

3）合适的风速和风量，

4）合理的风口位置，

5）预热送风，

6）富氧送风，

7）改进炉膛形状。

[填空题]

39电弧炉炼钢的特点是什么？

参考答案：

电弧炉炼钢是利用电弧产生的高温来熔化炉料和提高钢液过热温度的。

不用燃料燃烧后的方法加热，容易控制炉气的性质。

炉料熔化以后的炼钢过程是在炉渣的发改下进行的。

由于电弧炉渣的温度很高具有较高的化学活泼性，因而有利于炼钢过程中冶金反应的进行。

[填空题]

40冲天炉与电炉双联的原理和特点是什么？

参考答案：

1）原理：

利用冲天炉完成熔化任务，利用电炉完成铁水的升温与调整成分；

2）特点：

效率高；成本合适；铁水质量好。

[填空题]

41钢在高温下的氧化和如何抗氧化？

参考答案：

钢在高温下与氧化性气体（氧气、水、二氧化碳）接触时，其表面层会被氧化。

抗氧化：

根本途径是在钢的表面形成化学稳定性强的，组