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铸造部分练习题答案一、填空题1.适应性强；设备简单；生产准备时间短；成本低；成批；大量。2.熔模铸造；金属型铸造；压力铸造；低压铸造；离心铸造。3.凝固区域宽度大小；逐层凝固；中间凝固；糊状凝固；逐层凝固。4.液态和凝固；固态。5.侵入性气孔；析出性气孔；反应性气孔；析出性气孔。6.熔点高，流动性差；收缩人。7.液态合金的化学成分；液态合金的导热系数；茹度和液态合金的温度。8.成形方便；适应性强；成本较低；铸件力学性能较低；铸件质量不够稳定；废品率高。二、选择题1.a；2.b,d；3.c；4.b；5.b；6.a,b；7.c；8.c；9.b,d；10.b11．A,d；12.b;13.a,d;14.b,c,d;15.b,d。三、判断题1．×；2.×；3．×；4．√；5．√；6.×;7．×；8.×;9．×；10．√；11．√；12．×；13．×；14．×；15．×。四、综合分析题1．答：液态合金充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。影响充型能力的主要因素为：（约合金的流动性；(2）铸型的充型条件；(3）浇注条件；(4）铸件结构等。2．答：合金的充型能力不好时：(1）在浇注过程中铸件内部易存在气体和非金属夹杂物；(2）容易造成铸件尺寸不精确，轮廓不清晰；(3）流动性不好，金属液得不到及时补充，易产生缩孔和缩松缺陷。设计铸件时应考虑每种合金所允许的最小铸出壁厚，铸件的结构尽量均匀对称。以保证合金的充型能力。3．答：适当提高液态金属或合金的浇注温度和浇注速度能改善其流动性，提高充型能力，因为浇注温度高，浇注速度快，液态金属或合金在铸型中保持液态流动的能力强。因此对薄壁铸件和流动性较差的合金，可适当提高浇注温度和浇注速度以防浇注不足和冷隔。4．答：缩孔缩松产生原因：铸件设计不合理，壁厚不均匀；浇口、冒口开设的位置不对或冒口太小；浇注铁水温度太高或铁水成分不对，收缩率大等。主要原因是液态收缩和凝固态收缩得不到足够补偿所致。防止措施：(1）浇道要短而粗；(2）采用定向凝固原则；(3）铸造压力要大；(4）铸造时间要适当的延长；(5）合理确定铸件的浇注位置、内浇口位置及浇注工艺。5．答：顺序凝固原则，就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，在远离冒口的部位安放冷铁，使铸件上远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固。同时凝固原则，就是在工艺上采取各种工艺措施，使铸件各部分之间的温差尽量减小，以达到铸件各部分几乎同时凝固。保证铸件按预定的凝固原则进行凝固的工艺措施：1）正确布置浇注系统的引人位置，控制浇注温度、浇注速度和铸件凝固位置；2）采用冒口和冷铁；(3）改变铸件的结构；(4）采用具有不同蓄热系数的造型材料。6．答：逐层凝固的合金倾向于产生集中缩孔，如纯铁和共晶成分铸铁。糊状凝固的合金倾向于产生缩松，如结晶温度范围宽的合金。促进缩松向缩孔转化的方法有：(1）提高浇注温度，合金的液态收缩增加，缩孔容积增加；(2）采用湿型铸造。湿型比干型对合金的激冷能力大，凝固区域变窄，使缩松减少，缩孔容积相应增加；(3）凝固过程中增加补缩压力，可减少缩松而增加缩孔的容积。7．答：金属型的导热快，铸件的晶粒细小，进而改善了铸件的力学性能。灰铸铁件用金属型铸造时，可能遇到的问题有：由于金属型冷却速度快，易形成白口，成本高、周期长，铸造工艺要求严格，不适于单件、小批量生产，不宜铸造形状复杂与大型薄壁件。8．答：Fe一C合金的流动性与含碳量之间的关系如图3.7.2所示。由图可见，在亚共晶合金中，随含碳量的增加，结晶温度区间减小，流动性逐渐提高，越接近共晶成分，合金的流动性越好。逐层凝固和窄凝固范围的合金，在凝固过程中的体积收缩能得到补缩，倾向于最后形成大的孔洞——缩孔，合金的致密性好，“热裂”倾向小。这类合金包括相图中的共晶合金和纯金属。凝固范围越宽，形成缩松及热裂的倾向越大，这类合金包括相图中的远离共晶点成分的合金。9．答：合金的铸造性能主要是指合金的流动性与合金的收缩性。铸钢的流动性比铸铁差，体积收缩率大。铸造性能差。铸造工艺上的主要特点是：(1）铸钢的流动性差；(2）铸钢的体积收缩率和线收缩率大；(3）易吸气氧化和粘砂。10．答：T型铸件由粗杆Ⅰ和细杆Ⅱ两部分组成。热应力的形成过程可分为三个阶段来说明：第一阶段：高温阶段。铸件凝同后，细杆Ⅱ比粗杆Ⅰ冷却快，收缩量大。但两者是一个整体，因此，这时粗杆Ⅰ因细杆且收缩而被压缩，细杆Ⅱ被粗杆Ⅰ拉伸，因为两者都处在高温塑性状态下，所以各白都产生塑性变形，铸件内部不产生应力。第二阶段：中温阶段。细杆且的温度下降较快，进人低温弹性阶段，而粗杆Ⅰ仍处于塑性状态。由于细杆Ⅱ收缩量大，压缩粗杆Ⅰ，粗杆Ⅰ产生压缩塑性变形，但铸件内仍无应力产生。第三阶段：低温阶段。粗杆Ⅰ也进人低温弹性状态，这时细杆Ⅱ已冷却到更低温度，甚至达到常温，不再收缩，而粗杆Ⅰ还要继续收缩，因此，粗杆Ⅰ的收缩受到细杆Ⅱ的阻碍。故粗杆Ⅰ被拉伸，细杆Ⅱ被压缩。粗杆Ⅰ内产生拉伸应力，细杆Ⅱ内产生压缩应力，这种应力并不因铸件整体都冷却到常温而消失，称为残余应力。热应力引起铸件产生“热凹冷凸”的弯曲变形，如图3.7.3所示。11．答：压力铸造的工艺特点：（1）生产率比其他铸造方法都高，每小时可压铸50件到500件，操作简便，易实现自动化或半自动化生产；(2）合金充型能力好，能铸出结构复杂、轮廓清晰的薄壁、精密的铸件；可直接铸出各种孔眼、螺纹、花纹等图案；也可压铸出镶嵌件；(3）铸件尺寸精度可达CT4~8级，表面粗糙度Ra0.8~12.5μm;(4）金属在压力下凝固，冷却速度又快，铸件组织细密，表层紧实，强度、硬度高，抗拉强度比砂型铸造提高20％~40％。低压铸造的工艺特点：(1）充型压力和速度便于控制，故可适应各种铸型，如金属型、砂型、熔模型壳、树脂型壳等；(2）铸件的组织致密，力学性能较高；(3）由于省去了补缩冒口，使金属的利用率提高到90％~98%;(4）由于提高了充型能力，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，这对于大型薄壁件的铸造尤为有利。挤压铸造的工艺特点：(1）压力的作用使铸件成形并产生“压实”，使铸件致密；(2）挤铸时没有浇口，且铸件的尺寸较大、较厚时，液流所受阻力较小，所需的压力远比压力铸造小，挤铸的压力主要用于使铸件压实而致密；(3）采用水冷铸型，并在铸型内壁上涂刷涂料，提高铸型寿命。压力铸造的应用范围为：有色金属的精密铸件。如：发动机的汽缸体、箱体、化油器、喇叭壳等。低压铸造的应用范围为：质量要求高的铝、镁合金铸件，如汽缸体、缸盖、曲轴箱。高速内燃机活塞、纺织机零件等，并已用它成功地制出达30t的铜螺旋桨及球墨铁曲轴等。挤压铸造的应用范围为：大面积的高质量薄壁铝铸件及复杂空心薄壁件。12．答：①铝活塞：金属型铸造。②汽缸套：离心铸造。③汽车喇叭：压力铸造。④缝纫机头：砂型铸造。⑤汽轮机叶片：熔模铸造。⑤车床床身：砂型铸造。⑦大模数齿轮滚刀：熔模铸造。⑧带轮及飞轮：砂型铸造或离心铸造。⑨大口径铸铁管：离心铸造。⑩发动机缸体：对于铸铝缸体，则采用压铸、低压铸造；其他材料可采用砂型铸造。13．答：收缩较大的金属（特别是铸钢件），由于高温时（即凝固期或刚凝固完毕时）的强度和塑性等性能低，是产生热裂的根本原因。影响热裂纹的主要因素有：(1）铸件材质。①结晶温度范围较窄的金属不易产生热裂纹，结晶温度范围较宽的金属易产生热裂纹。②灰铸铁在冷凝过程中有石墨膨胀，凝同收缩比白口铸铁和碳钢小且不易产生热裂纹，而白口铸铁和碳钢热裂倾向较大。③硫和铁形成熔点只有985℃的低熔点共晶体并在晶界下呈网状分布，使钢产生“热脆”。(2）铸件结构。铸件各部位厚度相差较大，薄壁处冷却较快，强度增加较快，阻碍厚壁处收缩，结果在强度较低的厚处（或厚薄相交处）出现热裂纹。(3）铸型阻力铸型退让性差，铸件高温收缩受阻，也易产生热裂纹。(4）浇冒口系统设置不当如果铸件收缩时受到浇口阻碍；与冒口相邻的铸件部分冷凝速度比远离冒口部分慢，形成铸件上的薄弱区，也都会造成热裂纹。