粉末冶金原理課程i考試題標(biāo)準(zhǔn)答案(編輯修改稿)
2024-07-22 05:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0 分）彈性后效：粉末經(jīng)模壓推出模腔后，由于壓坯內(nèi)應(yīng)力馳豫，壓坯尺寸增大的現(xiàn)象稱作 單軸壓制：在模壓時，包括單向壓制和雙向壓制，壓力存在壓制各向異性 密度等高線：粉末壓坯中具有相同密度的空間連線稱為等高線，等高線將壓坯分成具有不同密度的區(qū)域 壓縮性：粉末在模具中被壓縮的能力稱為壓縮性 合批：具有相同化學(xué)成分，不同批次生產(chǎn)過程得到的粉末的混合工序稱為合批 二、分析討論： 1 、分析粉末冶金過程中是哪一個階段提高材料利用率，為什么？試舉例說明。（ 10 分） 解： 粉末冶金過程中是由模具壓制成形過程提高材料利用率，因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)接近最終產(chǎn)品的尺寸，因此壓坯往往與使用產(chǎn)品的尺寸很接近，材料加工量少，利用率高；例如，生產(chǎn)汽車齒輪時，如用機(jī)械方法制造，工序長，材料加工量大，而粉末冶金成形過程可利用模具成形粉末獲得接近最終產(chǎn)品的形狀與尺寸，與機(jī)械加工方法比較，加工量很小，節(jié)省了大量材料。 2 、氣體霧化制粉過程可分解為幾個區(qū)域，每個區(qū)域的特點(diǎn)是什么？（ 10 分） 解： 氣體霧化制粉過程可分解為金屬液流紊流區(qū)，原始液滴形成區(qū)，有效霧化區(qū)和冷卻區(qū)等四個區(qū)域。其特點(diǎn)如下： 金屬液流紊流區(qū)：金屬液流在霧化氣體的回流作用下，金屬流柱流動受到阻礙，破壞了層流狀態(tài)，產(chǎn)生紊流； 原始液滴形成區(qū)：由于下端霧化氣體的沖刷，對紊流金屬液流產(chǎn)生牽張作用，金屬流柱被拉斷，形成帶狀 管狀原始液滴； 有效霧化區(qū)：音高速運(yùn)動霧化氣體攜帶大量動能對形成帶狀 管狀原始液滴的沖擊，使之破碎，成為微小金屬液滴； 冷卻區(qū)。此時，微小液滴離開有效霧化區(qū)，冷卻，并由于表面張力作用逐漸球化。3 、分別分析單軸壓制和等靜壓制的差別及應(yīng)力特點(diǎn)，并比較熱壓與熱等靜壓的差別。（ 10 分） 解： 單軸壓制和等靜壓制的差別在于粉體的受力狀態(tài)不同，一般單軸壓制在剛模中完成，等靜壓制則在軟模中進(jìn)行；在單軸壓制時，由于只是在單軸方向施加外力，模壁側(cè)壓力小于壓制方向受力，因此應(yīng)力狀態(tài)各向異性，σ 1 》σ 2= σ 3 導(dǎo)致壓坯中各處密度分布不均勻；等靜壓制時由于應(yīng)力均勻來自各個方向，且通過水靜壓力進(jìn)行，各方向壓力大小相等，粉體中各處應(yīng)力分布均勻，σ 1= σ 2= σ 3 因此壓坯中各處的密度基本一致。4 、分析還原制備鎢粉的原理和鎢粉顆粒長大的因素。（ 10 分） 解： 鎢粉由氫氣還原氧化鎢粉的過程制得，還原過程中氧化物自高價向低價轉(zhuǎn)變，最后還原成鎢粉， WO3—WO2 — W ；其中還有 WO2 。 90—WO2 。 72 等氧化物形式。由于當(dāng)溫度高于 550 度時，氫氣即可還原 WO3 ，由于當(dāng)溫度高于 700 度時，氫氣即可還原 WO2 。因?yàn)樵谶@種條件下水分子的氧離解壓小于 WO3 ， WO2 離解壓，水分子相對穩(wěn)定， WO3 ， WO2 被還原，同時由于溫度的作用，疏松粉末中還原產(chǎn)物容易經(jīng)擴(kuò)散排走，還原動力學(xué)條件滿足，導(dǎo)致氧化鎢被氫氣還原；由于 WO3 ，和 WO2 在含有水分子的氫氣中具有較大的揮發(fā)壓，而且還原溫度越高，揮發(fā)壓越大，進(jìn)入氣相中的氧化鎢被還原后，沉降在以還原的鎢粉顆粒上導(dǎo)致鎢粉顆粒長大。粉末在高溫區(qū)停留的時間長也會因原子遷移致使鎢粉顆粒長大。氫氣濕度大，導(dǎo)致 WO3 和 WO2 細(xì)顆粒進(jìn)入氣相，也是導(dǎo)致鎢粉顆粒長大的重要因素。 三、分析計(jì)算： 1 、一壓坯高度是直徑的三倍，壓力自上而下單向壓制，在壓坯三分之二高度處壓力只有壓坯頂部壓力的四分之三，求壓制壓力為 500Mpa 時，壓坯三分之一高度和壓坯低部的壓制壓力？（ 10 分） 解： 根據(jù)已知條件，在 h=2/3H 時， P2=3/4P1 ，計(jì)算得 EXP （ Q1 ） =3/4 h=1/3H 時， P3=P1EXP （ Q2 ） =281 。 25Mpa 在壓坯底部壓制壓力 P=210 。 94MPa 2 、 若用鎳離子濃度為 12 克 / 每摩爾（ g/mol ）的硝酸鎳做電解液制取鎳粉時，至少需要多大的電流密度才能夠獲得松散粉末？（ 10 分） 解： 鎳離子濃度為 12 克 / 每升（ g/L ）時等于 12/=, 既 c=, 并已知 K= 由 i=Kc, I= x = A/cm2 =16 。 4A/dm2 至少需要電流密度等于 16 。 4A/dm2 才能夠獲得松散粉末 . 四、問答 ： 1 、什么是假合金 ， 怎樣才能獲得假合金 ？（ 10 分 ） 解： 兩種或兩種以上金屬元素因不經(jīng)形成固溶體或化合物構(gòu)成合金體系通稱為假合金，是一種混合物； 假合金形成的條件是形成混合物之后兩種物質(zhì)之間的界面能，小于他們單獨(dú)存在時的表面能之和，即 γ AB γ A+ γ B2 、氧化鐵氫還原方法制備還原鐵粉： FeO+H 2 =Fe+H 2 O 平衡常數(shù)： LgKp=1000/T+, Kp=P H2O /P H2 討論還原溫度分別為 500 o C ， 600 o C ， 700 o C 時，平衡常數(shù)變化趨勢和溫度對還原的影響。（ 10 分） 解： T= 773 LgKp=1000/773+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = T =873 LgKp=1000/873+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = T =973 LgKp=1000/973+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = 計(jì)算表明 , 溫度月高 , 平衡常數(shù)值越大 ( 正 ), 說明隨還原溫度提高 , 氣氛中的 H2O 比例可越大 , 氫氣中水蒸氣含量提高 , 提高溫度有利于還原進(jìn)行。 粉末冶金原理課程綜合試題 答案一、名詞解釋： 臨界轉(zhuǎn)速，霧化介質(zhì)，活化能，平衡常數(shù)，電化當(dāng)量，篩 （ 10 分）臨界轉(zhuǎn)速：機(jī)械研磨時，使球磨筒內(nèi)小球沿筒壁運(yùn)動能夠正好經(jīng)過頂點(diǎn)位置而不發(fā)生拋落時，筒體的轉(zhuǎn)動速度；霧
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