熔煉的問題答案

1、1第一章第一章1、為什么有雙重相圖的存在？雙重相圖的存在對鑄鐵件生產(chǎn)有為什么有雙重相圖的存在？雙重相圖的存在對鑄鐵件生產(chǎn)有何實際意義？硅對雙重相圖的影響又有何實際意義？何實際意義？硅對雙重相圖的影響又有何實際意義？答：1從熱力學觀點看，在一定條件下，按FeFe3C相圖轉變亦是有可能的，因此就出現(xiàn)了二重性2通過雙重相同，可以明顯的看出穩(wěn)定平衡在發(fā)生共晶轉變及共析轉變時，其溫度要比介穩(wěn)定平衡發(fā)生時的溫度高，而發(fā)生共晶、共析轉變時所需含C量，

2、以及轉變后的r中的含碳量，穩(wěn)定平衡要比介穩(wěn)定平衡低。依此規(guī)律，就可以通過控制溫度成分來控制凝固后的鑄鐵組織。3硅元素的作用：a：共晶點和共析點含碳量隨硅量的增加而減少b：硅的加入使相圖上出現(xiàn)了共晶和共析轉變的三重共存區(qū)c：共晶和共析溫度范圍改變了，含硅量越高，穩(wěn)定系的共晶溫度高出介穩(wěn)定系的共晶溫度越多d：硅量的增加，縮小了相圖上的奧氏體區(qū)2、分析討論片狀石墨、球狀石墨、蠕蟲狀石墨的長大的過程及分析討論片狀石墨、球狀石墨、蠕蟲狀石墨的長大

3、的過程及形成條件形成條件。答：片狀石墨：按晶體生長理論，石墨的正常生長方式沿基面擇優(yōu)生長，形成片狀組織。實際石墨晶體中存在多種缺陷，螺旋位錯缺陷能促進片狀石墨的形成。螺旋位錯為石墨的生長提供a、c兩個互相垂直的兩種生長方向，當a方向的生長速度大于c方向的生長速度時，便行程片狀石墨。球狀石墨：石墨晶體中的旋轉晶界缺陷可促進球狀石墨的形成，此外，在螺旋位錯中，當c向的生長速度大于a向的生長速度時就會形成球狀石墨。球狀石墨的形成一般先有鈣、鎂

4、的硫化物及氧化物組成的晶核開始，經(jīng)球化處理后，還有利于向球狀石墨生長。球狀石墨的生長有兩個必要條件：較大的過冷度和較大的鐵液與石墨間的界面張力。蠕蟲狀石墨：有兩種形成過程：1小球墨→畸變球墨→蠕蟲狀石墨2小片狀石墨→蠕化元素局部富集→蠕蟲狀石墨3、試討論磷共晶的分類、析出過程以及如何控制磷共晶體的形試討論磷共晶的分類、析出過程以及如何控制磷共晶體的形態(tài)（粗細）及數(shù)量態(tài)（粗細）及數(shù)量。答：按照組成不同可將磷共晶分為二元磷共晶及三元磷共晶。

5、磷共晶的形成，是由于磷的偏析造成的，磷屬于正偏析元素先析出的部分含P量較少，P不斷富集，含量高到一定程度時便形成磷共晶。實踐證明：若鑄鐵的石墨化能力較強或冷卻速度較低，就形成穩(wěn)定系三元磷共晶，形式與二元磷共晶相似，反之則形成亞穩(wěn)定系三元磷共晶，在灰鑄鐵中，主要是穩(wěn)定系元磷共晶。碳當量碳當量：根據(jù)各元素對共晶點實際碳量的影響，將這些元素的量折算成碳量的增減。（CE=C13（SiP））共晶度共晶度：用鑄鐵的實際含碳量和共晶點的實際含碳量的比

6、值4、偏析偏析：合金中各組成元素在結晶時分布不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。奧氏體直徑偏析特點：奧氏體直徑偏析特點：在初析奧氏體中有硅的富集，錳則較低，而在枝晶間的殘存液體中則是碳高、錳高、硅低分配系數(shù)：分配系數(shù)：Kp=元素在奧氏體中的濃度xA元素在鐵液中的平均濃度xI（相間不均）偏析系數(shù)：偏析系數(shù)：Kl=元素在奧氏體枝晶心部的濃度元素在奧氏體邊緣的濃度（相內不均）5、共晶團共晶團：以每個石墨核心為中心所形成的這樣一個石墨奧氏體兩相共生生長的共晶

7、晶粒6、球狀石墨的結構特征及形成條件：球狀石墨的結構特征及形成條件：球狀石墨具有多晶體結構，從核心向外輻射狀生長，每個放射角皆由垂直于球的徑向而呈相互平行的石墨面堆積而成，石墨球就是由大約20~30個這樣的錐體狀的石墨單晶體組成。條件條件：鐵液凝固時必須有較大的過冷度和較大的鐵液與石墨間的界面張力。第二章第二章1、灰鑄鐵的金相組織及性能的特點是什么？灰鑄鐵的金相組織及性能的特點是什么？答：灰鑄鐵的金相組織由金屬基體和片狀石墨組成。金屬基

8、體形成有珠光體、鐵素體及珠光體加鐵素體三種。石墨的形狀、大小數(shù)量及分布是決定灰鑄鐵性能的主要因素：1強度性能較差，因為石墨的縮減作用及缺口作用2硬度特點，灰鑄鐵的硬度主要由基體決定，鐵素體較軟，強度低，珠光體強度硬度高，但韌性則低于鐵素體，由于強度主要受石墨影響，硬度主要受基體影響，所以，同一強度，硬度有一范圍，同一硬度3較低的缺口敏感性4良好的減震性5良好的減摩性。原因：良好的鑄造性7良好的切削加工型2、冷卻速度是如何對鑄鐵組織發(fā)生影

9、響的？答：冷卻速度是如何對鑄鐵組織發(fā)生影響的？答：冷卻速度增加，鐵液過冷度增大，共晶反應平臺離萊氏體共晶線的距離越來越近，易生成白口，在實際生產(chǎn)中，冷卻速度的影響一般通過鑄件壁厚，鑄型條件以及澆注溫度等因素體現(xiàn)出來。3、品質系數(shù)：品質系數(shù)：品質系數(shù)Qi是成熟度RG與硬化度HG之比。成熟度成熟度RG是直徑為30mm的試棒測得的抗拉強度與由共晶度算出的抗拉強度之比。在1.15~130為佳，適當過熱與孕育處理能提高RG值。若RG1為佳。4、提

10、高灰鑄鐵性能的主要途徑是什么？答提高灰鑄鐵性能的主要途徑是什么？答：1合理選定化學成分。在保持碳當量不變的情況下，適當提高SiC比，如有0.5升至0.75，會產(chǎn)生一下影響：初析奧氏體增加，有加固基體作用G減少，縮減作用，切割作用減小固溶于鐵中硅量增高，強化鐵素體共晶轉變溫度提高，珠光體稍有粗化，對強度性能不利硅增高，促進石墨化，降低白口傾向2進行進行孕育處理。孕育處理。目的在于，促進石墨化，降低白口傾向，降低斷面敏感性，細化晶粒，適當增

11、高共晶團數(shù)和促進細片狀珠光體的形成3低合金化，低合金化，加入少量的合金元素，常有以下作用：細化石墨，鐵素體減少甚至消失，珠光體細化，鐵素體固溶強化，因而有較高的強度性能。在設法提高鑄鐵強度性能的同時，必須注意：要維持較高的碳當量，以維持鑄鐵的鑄造性能，從而充分發(fā)揮灰鑄鐵的特長，措施是：一定程度的過熱，強化孕育處理，低合金化。5、常見氣體對鑄鐵石墨化的影響答：氫常見氣體對鑄鐵石墨化的影響答：氫：能使石墨形狀變得較粗，同時都有強烈穩(wěn)定滲碳體

12、和阻礙石墨析出的能力。此外，還有形成反白口的傾向。氫量增加時，鑄鐵的力學性能和鑄造性能皆會惡化。氮：阻礙石墨化，穩(wěn)定滲碳體，促進D型石墨的形成，還能促進形成蠕蟲狀石墨。氮有穩(wěn)定珠光體的作用，因而可以提高鑄鐵的強度。氧：阻礙石墨化，增高白口傾向，含氧增加，鑄鐵的斷面敏感性增大，氧增高時，容易在鑄件中產(chǎn)生氣孔，增加孕育劑及變質劑的消耗量。7.孕育處理的目的、孕育效果如何評價答：孕育處理的目的、孕育效果如何評價答：目的在于，促進石墨化，降低白

13、口傾向，降低斷面敏感性，控制石墨形態(tài)，消除過冷石墨，適當增高共晶團數(shù)和促進細片狀珠光體的形成。效果如何評價：（1）白口數(shù)減少（2）共晶團數(shù)增多（3）降低過冷度孕育處理：孕育處理：鐵液澆注以前，在一定的條件下，向鐵液中加入一定量的物質以改變鐵液的凝固過程，改善鑄態(tài)組織，從而達到提高性能為目的處理方法。第三章強韌鑄鐵強韌鑄鐵1、分析球墨鑄鐵比灰鑄鐵對切口的敏感性較強，而減震性和導分析球墨鑄鐵比灰鑄鐵對切口的敏感性較強，而減震性和導熱性較差的

14、原因？熱性較差的原因？鑄鐵的敏感性、減震性、導熱性取決于金屬基體和石墨的組織形態(tài)?；诣T鐵內有大量片狀石墨，等于在內部存在大量的缺口，因而減少了對外缺口對力學性能敏感性，同樣的大量片狀石墨割裂了基體，組織了震動的傳播，并能轉化成熱能而發(fā)散，因而具有良好的減震性。而球墨鑄鐵的組織是金屬基體和細小圓整的石墨，石墨均與對金屬基體沒有破壞作用因而比灰鑄鐵缺口敏感性強減震性差。同理由于石墨的導熱性好，灰鑄鐵大量石墨片狀，有利于熱的傳遞，而球墨鑄鐵圓

15、整球狀，沒有片狀傳遞好，所以球墨比灰鑄鐵導熱性差。2、球墨鑄鐵生產(chǎn)時化學成分的選擇原則是？他和灰鑄鐵有何不球墨鑄鐵生產(chǎn)時化學成分的選擇原則是？他和灰鑄鐵有何不同？同？選擇既要有利于石墨的球化獲得滿意的基體，又要使鑄鐵具有較好的鑄造性能，對于灰鑄鐵在碳當量保持不變的條件下適當提高SiC比（如由0.50.75）3第5章鑄鐵的熔煉鑄鐵的熔煉一.沖天爐熔煉的基本要求沖天爐熔煉的基本要求：優(yōu)質，高產(chǎn)，低耗，長壽，操作便利?；緲嬙欤籂t底與爐基，爐

16、體與前爐，煙囪與除塵裝置，送風系統(tǒng)，熱風裝置，風機。二）燃燒比燃燒比：焦炭層燃燒的完全程度co2除以co2co，co2越多越好。附壁效應（爐壁效應）：附壁效應（爐壁效應）：沖天爐內的爐氣有自動趨于沿爐壁流動的傾向。三）根據(jù)熱交三）根據(jù)熱交換沖天爐分換沖天爐分為，預熱區(qū)，融化區(qū)，過熱區(qū)，爐缸區(qū)。四）沖天四）沖天爐爐氣爐爐氣：組成COCO2性質：對于鐵無論什么區(qū)域爐氣都是氧化性，硅，錳也是如此。氧化帶內氧氣二氧化碳濃度都很高，爐氣氧化性最強

17、，還原帶內爐氣一氧化碳含量高氧化性弱，但對于鐵和其他合金元素即使在還原帶內，仍然是氧化性的。五）五）沖天爐爐渣來源沖天爐爐渣來源：爐襯的侵蝕，焦炭的灰分，爐料帶入的雜質，金屬元素的燒損所形成的氧化物以及加入顱內的熔劑。作用：清除焦炭表面的灰渣，有利于顱內的燃燒反應，使焦炭在爐內的冶金反應中起更大作用，而且爐渣本身還直接參與了冶金反應，影響特也成分變化。六）影響鐵液增硫脫硫因素六）影響鐵液增硫脫硫因素：增硫a爐料含硫量，爐料含硫越低增硫越

18、快。b焦炭消耗率越高，增硫越多c焦炭含硫量越多，增硫多。脫硫因素：a爐渣堿度一定范圍內提高b爐溫升高c爐氣氧化性強。七）常用脫硫方法和脫七）常用脫硫方法和脫硫劑a爐內脫硫（堿性沖天爐，脫硫劑石灰，電石，白云石）b爐外脫硫就是加脫硫劑（蘇打，電石，石灰），方法①氣動脫硫（噴射脫硫，多空塞氣動脫離）②搖包和回轉包脫硫。八）八）影響硅錳燒損主要因素影響硅錳燒損主要因素：爐溫(溫度升高，燒損減少)，爐氣氧化性（爐氣氧化性低，燒損減少），爐渣性質

19、（酸性沖天爐si燒損少，Mn燒損多，堿性相反），金屬爐料。九）影響鐵液溫度的影響鐵液溫度的主要因素主要因素1焦炭的影響a焦炭成分（含碳量高好），b焦炭強度與塊度（強度小不能有很好的塊度，塊度小的話急速燃燒使高溫區(qū)短，塊度太大燃燒太慢）c反映能力（低反應能力好）2送風的影響a風量（最惠風量時好）b風速（太大對焦炭吹冷作用，稍大則強化燃燒，提高爐氣溫度）c風溫（溫度高可強化焦炭燃燒，太高減低燃燒比）d風中氧氣濃度（含氧的縮短氧化帶，增加co

20、2濃度）3金屬爐料的影響（減小爐料塊度，采用潔凈的金屬爐料）4熔煉操作參數(shù)（底焦高度，焦炭消耗量，批料量）5沖天爐結構參數(shù)（爐型，風口布置）。十）分析預熱送風，富氧分析預熱送風，富氧送風，除濕送風的措施，作用，方法送風，除濕送風的措施，作用，方法：1預熱送風2富氧送風（作用a提高沖天爐融化速率b降低焦鐵比，c減小si，Mn的燒損率。。方法a相送風管中引入氧氣，含氧增加24%。b從風口吹氧c風口下的爐缸的爐壁周圍安裝噴嘴，將氧氣吹入內）3

21、除濕送風（作用，提高鑄件質量減少焦耗，鐵液溫度提高，si，mn燒損率低，鐵液含氧低，白口傾向小。方法a吸附除濕，吸收除濕，冷凍除濕）十一沖天爐網(wǎng)形圖定義十一沖天爐網(wǎng)形圖定義，描繪沖天爐風量，焦炭消耗率，燃燒比，鐵液溫度，爐子熔化率之間關系的實驗圖表。（a焦耗一定是，送風增大，熔化率增加，鐵液溫度線提高后下降b風量一定是，焦耗增大，鐵液溫度升高，熔化率下降c熔化率一定時可以用高焦耗，大風量。D為達到一定得溫度，可用不同的焦耗和風量配合。十

22、二底焦高度作用十二底焦高度作用（金屬料在氧化性弱的氣氛中融化，既能防止過分氧化，又能保證鐵液滴有足夠的過熱高度。2底焦高度確定底焦高度確定（a供風強度越大，底焦高度越高b風口排距大，風口斜度大和風口排數(shù)多，增高c焦炭塊度小，反應性能高，降低d層焦焦耗越高，底焦越高。）第六章第六章鑄造碳鋼鑄造碳鋼1、試論述鑄鋼件形成熱裂的機理，并說明澆注溫度過高和鋼中試論述鑄鋼件形成熱裂的機理，并說明澆注溫度過高和鋼中含硫量過多對于形成熱裂的影響。答：含

23、硫量過多對于形成熱裂的影響。答：熱裂現(xiàn)象是鋼凝固到固相溫度范圍時，由于凝固收縮，鑄件內部會產(chǎn)生熱應力。當應力超過鑄件能承受的最大應力時，鑄件就會沿晶界裂開。澆注溫度過高，到凝固時收縮量大，熱應力大，會增大熱裂傾向。含硫量過多，硫在ɑFe中的溶解度很小，常以FeS形式存在。FeS與Fe易在晶界上形成低熔點的共晶體，會大大降低高溫強度。在收到熱應力時，就很容易裂開。2、鑄鋼典型組織特征：鑄鋼典型組織特征：碳鋼鑄件的鑄態(tài)組織的特征是晶粒粗大，

24、有些情況下還存在魏氏組織。3、魏氏組織：魏氏組織：鐵素體在奧氏體晶粒內部以一定的方向呈條狀析出。4、鑄鋼的熱處理目的：鑄鋼的熱處理目的：細化晶粒，消除魏氏體和消除鑄造應力。熱處理方法熱處理方法有退火、正火或正火加回火。碳鋼的鑄造性怎樣？為什么？答：碳鋼的鑄造性怎樣？為什么？答：與鑄鐵相比，鋼的鑄造性能是較差的。由于鋼的熔點較高，結晶溫度間隔較寬，收縮量較大，故鋼液的流動性較低，縮孔及縮松傾向較大，鑄件容易形成熱裂和冷裂等缺陷第七章第七章

25、鑄造低合金鋼鑄造低合金鋼1、鑄造合金中鑄造合金中Mn、Cr、Ni的作用。的作用。Mn在鑄造碳鋼中主要為脫氧及減輕硫的有害作用，錳在低合金鋼中可做強化元素使用，錳除了提高淬透性及細化珠光體外，還有使鐵素體韌化、改善鋼的低溫韌性的作用。Cr使鋼具有良好的淬透性，鉻在鋼的回火過程中能抑制碳化物的析出，此外在含量2%以下的鉻能完全固溶于鐵素體中，提高其強度，而不降低其韌性。Ni1）固溶強化2）提高鋼的淬透性3）細化珠光體4）降低鋼的韌性——脆性

26、轉變溫度5）提高鋼在高溫下的抗氧化性。獲得高強度高韌性鋼的途徑。獲得高強度高韌性鋼的途徑。1)低含碳量2)多種合金元素復合強化3）多階段熱處理4）鋼液凈化第八章第八章鑄造高合金鋼鑄造高合金鋼1.水韌處理：水韌處理：將鋼加熱至奧氏體區(qū)溫度，并保溫一段時間，使鑄態(tài)組織中的碳化物基本上都固溶于奧氏體中，然后在水中進行淬火。高錳鋼的加工硬化機理：高錳鋼的加工硬化機理：（1）位錯堆積論：高錳鋼在經(jīng)受強力擠壓或沖擊作用下，晶粒內部產(chǎn)生相對滑移，在滑

27、移界面的兩方造成高密度的位錯，起到位錯強化的作用。（2）形變誘導相變論：在受力發(fā)生變形時，由于應變誘導的作用，發(fā)生奧氏體到馬氏體的轉變，在鋼的表面層中產(chǎn)生馬氏體，因而具有高硬度。2.提高高猛鋼性能的途徑：提高高猛鋼性能的途徑：（1）孕育和變質（2）時效強化（3）合金化3.不銹鋼的不銹原理不銹鋼的不銹原理：使不銹鋼具有耐蝕性的合金元素主要是鉻，一方面可以在鋼的晶粒表面形成鈍化膜保護晶粒內部免于受到腐蝕。另一方面，還可以提高鋼抵抗電化學腐蝕

28、的能力，縮小兩相之間電極電位的差值，減輕電化學腐蝕的現(xiàn)象。4.鋼在高溫下的氧化和如何抗氧化？鋼在高溫下的氧化和如何抗氧化？鋼在高溫下與氧化性氣體（氧氣水二氧化碳）接觸時，其表面層會被氧化?？寡趸焊就緩绞窃阡摰谋砻嫘纬苫瘜W穩(wěn)定性強的，組織致密的氧化膜。需要往鋼中加入大量元素鉻，鋁，硅以形成氧化膜，這些元素的氧化物都具有高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，而且他們在比容上都大于鐵，因而能阻止氧進入鋼的內部。5.鉻鎳鉻鎳不銹鋼的缺陷，原因，改進措施

29、？不銹鋼的缺陷，原因，改進措施？缺陷：（1）流動性差，并易產(chǎn)生冷隔原因：由于鋼液含鉻量高，在澆注過程中易產(chǎn)生氧化鉻夾雜物而使流動性降低。氧化鉻膜還使鑄件易產(chǎn)生冷隔和表面皺皮等缺陷。改進措施：提高澆注溫度，縮短澆注時間（2）體收縮大，易產(chǎn)生縮孔和縮松。應使鑄件進行順序凝固，冒口尺寸應比碳鋼大20%30%（3）易產(chǎn)生熱裂原因：線收縮大，而且鋼的高溫強度低，改進：應加強鑄型和型芯的容讓性。（4）易產(chǎn)生熱粘砂原因：鋼的溫度高。改進：采用耐火度高

30、的涂料來涂刷鑄型和型芯的表面。第九章第九章電弧煉鋼爐電弧煉鋼爐1.煉鋼的目的與要求煉鋼的目的與要求（1）將爐料熔化呈鋼液，并提高其過熱溫度，保證鋼液的需要（2）將鋼液中的SiMn和C的含量，控制在規(guī)定范圍內（3）降低鋼液中的有害元素SP使其含量降低到規(guī)定范圍以下（4）清楚鋼液中的非金屬夾雜和氣體，使鋼液純凈2.電弧爐煉鋼的特點電弧爐煉鋼的特點電弧爐煉鋼是利用電弧產(chǎn)生的高溫來熔化爐料和提高鋼液過熱溫度的。不用燃料燃燒后的方法加熱，容易控制