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华科 材料成型原理 第一部分 液态金属凝固学答案

第一部分：液态金属凝固学

2.1 答： （1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。原子集团的空穴或

裂纹内分布着排列无规则的游离的原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部存在着能量起伏。

（2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在浓度起伏和结构起伏。

2.2 答： 液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。表面张力对应于液－气的交界面，而界面

张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。

表面张力 和附加压力p的关系如（1）p＝2 /r,因表面张力而长生的曲面为球面时，r为球面的半径；（2）p＝ （1/r1+1/r2）,式中r1、r2分别为曲面的曲率半径。

附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。

2.3答： 液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确定条

件下的冲型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。

提高液态金属的冲型能力的措施：

（1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L要大；③比热、密度、导热系大;④粘

度、表面张力大。

（2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。

（3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。

（4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度；

②降低结构复杂程度。

2.4 解： 浇注模型如下：

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则产生机械粘砂的临界压力 p＝2 /r

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