有色金屬熔煉與鑄錠習題集答案(編輯修改稿)
2025-07-22 04:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 烘烤不徹底時，也會使金屬吸氣。②存在形式：固溶體，氣體和其他元素一樣，多以原子狀態(tài)溶解于晶格內(nèi)，形成固溶體；化合物，若氣體與金屬中某元素間的化學親和力大于氣體原子間的親和力，則可與該元素形成化合物；氣孔，超過溶解度的氣體及不溶解的氣體，則氦氣體分子吸附于固體夾渣上，改以氣孔形態(tài)存在。1 為什么提高澆注溫度有可能形成較大的等軸晶、較長的柱狀晶？答：提高澆注溫度，游離晶重熔的可能性增大，故有利于形成較長的柱狀晶，同時，澆注溫度提高延長了形成穩(wěn)定凝殼的時間，溫度起伏大，故有利于等軸晶的形成，澆注溫度提高，合金凝固結(jié)晶時間長，晶粒有充分的時間長大，固形成較大的等軸晶。1為什么黃銅的夾雜含量要低于紫銅？答：黃銅含大量易揮發(fā)和氧化的鋅，在熔煉溫度下的蒸氣壓相當高。含鋅量越高，越易氧化和揮發(fā)熔損。在960℃時，鋅蒸氣會把黃銅內(nèi)的氫、水、氣體以及雜質(zhì)帶出。因此黃銅的夾雜含量很低。%，雜質(zhì)只能通過靜置法和擴散除去，夾雜量比較高。因此黃銅的夾雜含量要低于紫銅。 說說對流對金屬凝固組織的影響。答：金屬的對流能引起金屬液沖刷模壁和固液界面，造成溫度起伏，導致枝晶脫落和游離，促進成分均勻化和傳熱。對流造成的溫度起伏，可以促使枝晶熔斷。在對流的作用下，熔斷的枝晶將脫離模壁或凝殼，并被卷進鑄錠中部的液體內(nèi)，如它們來不及完全重熔，則殘留部分可作為晶核長大成等軸晶。對流的沖刷作用也可促使枝晶脫落。因為鑄錠在凝固過程中，由于溶質(zhì)的偏析，枝晶根部產(chǎn)生縮頸，此處在對流的沖刷作用下易于斷開，從而出現(xiàn)枝晶的游離過程。晶體的游離有利于金屬液內(nèi)部晶核的增殖，因而有利于等軸晶的形成。如果能抑制金屬液內(nèi)的對流，則可促進柱狀晶的形成。施加穩(wěn)定磁場，可消弱或抑制金屬液內(nèi)部的對流，阻止晶體的游離，有利于得到柱狀晶。2 向金屬熔體中吹入惰性氣體，有什么精煉作用？為什么？如何提高其精煉效果？答：充入惰性氣體會產(chǎn)生吸附作用向金屬熔體中導入惰性氣體或加入的熔劑能產(chǎn)生中性氣體，在氣泡上浮過程中，與懸浮狀態(tài)的的夾渣相遇時，夾渣便可能被吸附在氣泡表面而被帶出熔體。熔劑的吸附能力取決于化學組成，當增大金屬與熔劑間的界面張力，金屬與夾渣間的界面張力，降低夾渣與熔劑間的界面張力會加速金屬與夾渣的分離。2 簡述晶粒細化技術及防止偏析的主要措施。答：晶粒細化技術：增大過冷度；加強金屬液流動（改變澆注方式、周期性振動、攪拌）；變質(zhì)處理。 2 簡述金屬氧化過程的三個主要環(huán)節(jié)及金屬氧化燒損的影響因素。答：增大過冷度；攪拌；變質(zhì)處理；降低澆溫；加強二次冷卻內(nèi)擴散；外擴散；發(fā)生化學反應。金屬和氧化物的性質(zhì)；熔煉溫度；爐氣性質(zhì)；爐料狀態(tài)；熔爐結(jié)構(gòu)及操作方法。五、問答題，敘述影響金屬氧化的因素及降低氧化的方法。答：影響金屬氧化燒損的因素：金屬及氧化物的性質(zhì) 純金屬氧化燒損的大小主要取決于金屬的親和力和表面氧化膜的性質(zhì)。熔煉溫度 熔煉溫度越高，氧化燒損就越大。爐氣性質(zhì) 爐氣的氧化性強，一般氧化燒損程度也大。其他因素 使用不同的爐型，其熔池形狀、面積和加熱方式不同，氧化燒損程度也不同；在其他條件一定時，熔煉時間越長，氧化燒損也越大。降低氧化燒損的方法：選擇合理爐型采用合理的加料順序和爐料處理工藝采用覆蓋劑正確控制爐溫正確控制爐氣性質(zhì)合理的操作方法加入少量α＞1的表面活性元素。2. 熔劑在熔煉中的作用，鋁合金常用熔劑配方及銅合金常用熔劑配方。答：熔劑與金屬熔體直接接觸，參與其間的物理化學反應和傳熱過程。通過對所使用的熔劑成分、性能和加入量的調(diào)整，可以提高除渣脫氣精煉效果，減少金屬氧化、吸氣、揮發(fā)和與爐襯的相互作用，提高金屬質(zhì)量和收得率以及延長爐襯壽命。同時還可借熔劑來加入合金微量元素和作變質(zhì)劑，以抑制一些微量雜質(zhì)的有害作用，改善合金的工藝性能。此外，電渣爐中的熔劑作為電阻發(fā)熱體，起著重要的精煉意義。鋁合金覆蓋劑50%NaCl+50%KCl 精煉劑細化劑45%NaCl+40%NaF+15%Na3AlF6銅合金常用木炭和米糠作覆蓋劑。，請敘述夾渣種類和來源和除渣精煉原理及這些原理應用在何種合金冶煉中。答：種類：按夾渣的化學成分不同可分為氧化物、復雜氧化物、氮化物、硫化物、氯化物、氟化物、硅酸鹽、碳化物、氫化物及磷化物等。按夾渣的形狀可分為薄膜狀和不同大小的團塊狀或粒狀夾渣。來源：外來夾渣，由原材料帶入的或在熔煉過程中進入熔體的耐火材料、溶劑、銹蝕產(chǎn)物、爐氣中的灰塵以及工具上的污物等。內(nèi)生夾渣，在金屬加熱及熔煉過程中，金屬與爐氣和其他物質(zhì)相互作用生成的化合物。原理：A比重差作用，當金屬熔體在高溫靜置時，非金屬夾雜物與金屬熔體比重不同，因而產(chǎn)生上浮或下沉。比重差作用原理主要適用于Cu及Cu合金中。B吸附作用，向金屬熔體中導入惰性氣體或加入溶劑產(chǎn)生的中性氣體，在氣泡上浮過程中，與懸浮狀態(tài)的夾渣相遇時，夾渣便可能被吸附在氣泡表面而被帶出熔體。通常適用于Al及Al合金中。C溶解作用，非金屬夾雜物溶解于液態(tài)溶劑中后，可隨溶劑的浮沉而脫離金屬熔體。適用于Al及Al合金中。D化合作用，化合作用是以夾渣和溶劑之間有一定親和力并能形成化合物或絡合物為基礎的。適用于熔煉溫度較高的銅、鎳等合金。E機械過濾作用，當金屬熔體通過過濾介質(zhì)時，對非金屬夾雜物的機械阻擋作用。過濾介質(zhì)間的空隙越小，厚度越大，金屬熔體流速越低，機械過濾效果越好。適用于含有與熔體密度相差不大、粒度甚小而分散度極高的非金屬夾雜物的金屬。答：金屬的對流能引起金屬液沖刷模壁和固液界面，造成溫度起伏，導致枝晶脫落和游離，促進成分均勻化和傳熱。對流造成的溫度起伏，可以促使枝晶熔斷。在對流的作用下．熔斷的枝晶將脫離模壁或凝殼，并被卷進鑄錠中部的液體內(nèi)，如它們來不及完全重熔，則殘留部分可作為晶核長大成等軸晶。對流的沖刷作用也可促使枝晶脫落。因為鑄錠在凝固過程中，由于溶質(zhì)的偏析，枝晶根部產(chǎn)生縮頸，此處在對流的沖刷作用下易于斷開，從而出現(xiàn)枝晶的游離過程。晶體的游離有利于金屬液內(nèi)部晶核的增殖，因而有利于等軸晶的形成。如果能抑制金屬液內(nèi)的對流，則可促進柱狀晶的形成。施加穩(wěn)
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