碳钢和铸铁复习资料习题集 - 图文

铸造合金熔炼原理

1、按石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。

2、在Fe-G-Si相图中，硅的作用：（1）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少；（2）共晶转变和共析转变出现三相共存区；（3）改变共晶转变温度范围；提高共析转变温度；（4）减小奥氏体区域。

3、只考虑Si、P等元素对共晶点实际碳量影响的计算公式为CE=C+1/3（Si+P）； 4、亚共晶铸铁凝固特点：凝固过程中，共晶体不是在初析树枝晶上以延续的方式在结晶前沿形核并长大，而是在初析奥氏体晶体附近的枝晶间、具有共晶成分的液体中单独由石墨形核开始；石墨作为领先相与共晶奥氏体共生生长； 5、过共晶铸铁的凝固特点：凝固过程则由析出初析石墨开始，到达共晶温度时，共晶石墨在初析石墨上析出，共晶石墨与初析石墨相连。 6、石墨的晶体结构是六方晶体。

7、如图所示，形成片状石墨的晶体生长是Ａ向占优，而球状石墨是Ｃ向生长占优，

8、F、C型石墨属于过共晶成分铸铁中形成的石墨

Ａ型 Ｂ型 Ｄ型 Ｆ型

9、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。

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10、球墨铸铁的球状石墨的长大包括两个过程：石墨球在熔体中直接析出并长大；形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下长大。

11、由于球状石墨的生长是在共晶成分下形成的石墨和奥氏体分离长大，因此其共晶过程又称之为离异共晶；

12、灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成，基体的主要形式有珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。

13、普通铸铁中除铁以外，五大基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷，其中碳、硅是最基本的成分，磷、硫是杂质元素，因此加以限制。

14、在铁碳双重相图中，稳定系和亚稳定系的共晶反应温度差别形成了共晶温度间隔，对于Ni、Si、Cr、S这四种元素来说，促进合金液在冷却过程中按稳定系转变的元素有Ni、Si，按亚稳定系转变的元素有Cr、S。 15、Cr元素在铸铁中的作用:

(1)反石墨化元素,珠光体稳定元素; (2)Cr是缩小γ区元素;

(3) 在含量超过2%易形成白口组织, (4) Cr含量在10%~30%,形成高碳化合物以及在铸件表面形成氧化膜，从而用作耐磨、耐热零件。

18、铸铁生产过程中，孕育处理的目的：促进石墨化，降低白口倾向，降低断面敏感性，控制石墨形态，消除过冷石墨，适当增加珠光体共晶团数和促进细片状珠光体的形成，从而达到改善铸铁的强度性能及其他性能。 19、下列哪种元素能增加灰铸铁的流动性？ （3）Ｐ （1）Mn、（2）Ｓ、（3）Ｐ、（4）Ｃｒ

20、灰口铸铁在铸造时的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段，请问在那个阶段有可能会出现膨胀现象？（b）凝固收缩 （a）液态收缩 （b）凝固收缩 （c）固态收缩

21、简要说明球墨铸铁组织和力学性能特点：球墨铸铁的金相组织：G+F体、G+P体、G+ F体+ P体等，而且直接决定着球墨铸铁的力学性能。QT硬度比同基体的钢和灰铸铁要高，所以耐磨性能好。和其它钢铁材料一样，QT的常温力学性能随着温度的升高而下降，伸长率则相反。随着基体组织的不同，他们的强度及塑性韧性各有不同。

22、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的

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铁液与石墨间的界面张力。

23、球墨铸铁的生产过程：熔炼合格的铁液、球化处理、孕育处理、炉前检验、浇注铸件、清理及热处理、铸件质量检验。

24、球墨铸铁的生产选择碳硅含量时一般采用（３）高碳低硅 （１）高碳高硅 （２）低碳低硅 （３）高碳低硅 （４）低碳高硅 或 球墨铸铁生产时C Si Mn S P等元素生产时采用一高四低原则，一高是指（A） （A） C （B）Si （Ｃ）Mn （D） Ｓ 简要说明。

１）球化剂的加入会促使共晶点右移，并易于形成白口，因此为了提高铸铁的流动性和石墨化，提高含碳量，此为一高；

２）对于Ｓｉ来说，由于硅含量过高，会降低铸铁的韧性，并使韧性――脆性转变温度升高；因此要控制Ｓｉ的含量，此为一低；

３）Ｓ不仅促进片状石墨的生长，同时还是白口化元素，而且还形成硫化物夹杂，因此尽可能的降低Ｓ的含量；

４）Ｐ在球墨铸铁中有严重的偏析倾向，易在晶界处形成磷共晶，严重降低球铁的韧性，同时增大球铁的缩松倾向，因此限制Ｐ的含量；

５）Ｍｎ由于球化元素具有很强的脱硫作用，Ｍｎ限制硫的作用大大减小，同时Ｍｎ有严重的偏西倾向，形成的晶间碳化物会显著降低球铁的韧性，因此限制Ｍｎ的含量。

25、在生产条件下，目前生产球墨铸铁使用的球化剂一般是以Ｍｇ、Ｃｅ和Ｙ三种元素为基本成分配制的球化剂，我国使用最多的是稀土镁球化剂。 26、球铁生产过程中采用孕育处理的目的：消除球化元素所造成的白口倾向，获得铸态无自由渗碳体铸件；增加石墨球数量，使石墨球径变小，分布均匀，形状圆整，提高球化等级;进一步细化共晶团，减少偏析，提高球墨铸铁的力学性能。

27、球墨铸铁的退火处理目的是除去铸态组织中的自由渗碳体及获得铁素体球墨铸铁；

28、球墨铸铁正火处理的目的：在于增加金属基体中珠光体的含量和提高珠光体的分散度；

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29、可锻铸铁是由（白口铸铁）铸件毛坯经退火处理得到的（蠕墨铸铁） （１）灰口铸铁 （２）白口铸铁 （３）球墨铸铁 （４）蠕墨铸铁 30、蠕墨铸铁中石墨形态规定是石墨长度与厚度之比为：２～１０ （１）２～１０ （２）１ （３）大于５０

31、冷硬铸铁轧辊的铸造方法有三种，包括：一体铸造、溢流铸造和离心铸造。 32、耐热铸铁是指在高温条件下具有一定抗氧化性和抗生长性能，并能承受一定载荷的铸铁。

33、冲天炉熔炼的铁液质量一般包括三个方面：较高的铁液温度、适合的化学成分、限量的有害元素。

34、铸铁在熔炼时，检验铁液的三项冶金指标是指：温度、化学成分和纯净度。 35、冲天炉强化熔炼的主要措施有：预热送风；富氧送风；除湿送风。 36、冲天炉内的底焦层中还原带内进行的主要反应是（(4)CO2+C=2CO） （１）C+O2=CO2(2) 2C+O2=2CO(3)2CO+O2=2CO2(4)CO2+C=2CO

37、冲天炉中的底焦层如图所示，请在图中示意出氧化带和还原带，并写出氧和焦炭的四个反应式及其是放热还是吸热。还原区在上面，氧化区在下面 Ｃ+O2 =CO2 +408kJ 放热 Ｃ+1/2O2 =CO +123kJ 放热 CO+1/2O2 =CO2 +285kJ 放热 CO2+C=2CO -162kJ 吸热 37、炉料从冲天炉的加料口下落时，根据炉内焦炭的存在状态不同，可划分为预热区、熔化区、过热区和炉缸区。其中传递给炉料热量最多的是（３过热区） （１）预热区、（２）熔化区、（３）过热区 （４）炉缸区

38、在一般酸性冲天炉中，Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｐ这五大元素的变化趋势是：Ｃ、Ｓ增加； Ｓｉ、Ｍｎ烧损以及含Ｐ不变。

39、简要说明“铁液温度对铁液成分的变化具有决定性影响，高温是控制碳量、减少硫量和降低烧损的基本条件”

40、有助于脱Ｓ 渣的碱度大、炉温高、氧化气氛低 41、有助于脱Ｐ 渣的碱度大、炉温低、炉气氧化性强

42、双联熔炼是指为了提高铁液温度、调整铁液的化学成分，采用冲天炉熔化，工频感应电炉控制和调节铁液的温度成分联合熔炼铸铁的工艺。

43、灰铸铁在凝固过程中，由于铸造条件下是不平衡凝固过程，因此形成成分

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偏析，Mn和Si元素分别形成（ B ）

(A) Si正偏析，Mn正偏析； (B) Si负偏析，Mn正偏析； (C) Si正偏析，Mn负偏析； (D) Si负偏析，Mn负偏析；

44、对于灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁三者性能之间关系叙述正确的是（ ） (A) 灰铸铁的减震性能较球墨铸铁差； (B) 蠕墨铸铁的铸造性能最好； (C) 球墨铸铁的力学性能较差； (D) 蠕墨铸铁的导热性高于灰铸铁。 45、可锻铸铁熔炼时化学成分要求：（ C ）

（A）高碳高硅 （B）低碳低硅 （C）高碳低硅 （D）低碳高硅 46、铸铁件在应用时最常见的腐蚀形式是（ ）

（A）化学腐蚀 （B）生物腐蚀 （C）应力腐蚀 （D）电化学腐蚀 47、下列不用于冲天炉中脱硫时使用的物质是（ ） （A）石灰 （B）电石 （D）硅铁 （C）白云石

48、铸造碳钢属于亚共析钢，铸造低合金钢其合金元素的总含量一般不超过5%，我国最广泛的铸造低合金钢钢种属于锰系和铬系两大系列；高合金钢则其加入合金元素的总量在10%以上。

49、亚共析钢中的魏氏组织是指：（ ） （1）条状先共析铁素体 （2）粒状先共析铁素体 （3）网状先共析铁素体

50、铸钢件断面典型的晶粒分布如图所示，包括三个区域：1—表面细晶区；2—柱状晶区；3—中间等轴晶区。 51、碳钢铸件一般不采用（ ）热处理方式

（1）正火处理 （2）淬火处理 （3）退火处理 （4）回火处理

52、碳钢的铸造性能相对铸铁较差：钢的熔点较高；结晶温度间隔较宽；收缩量较大；故钢液的流动性较低；缩孔及缩松倾向大，铸件易形成热裂和冷裂等缺陷。

53、Mn在铸造碳钢中的主要作用是脱氧和减轻硫的有害作用；而在铸造低合金钢中主要是提高钢的淬透性。

54、简答高锰钢的水韧处理及其铸件不宜进行机加工的特性？ 水韧处理实际为一种固溶处理,常用于高锰钢，由于高锰钢的铸态组织为奥氏体，碳化物及少量

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