- •1. Теория я.И.Френкеля о квазикристаллическом строении жидких сплавов и три основных вывода из этой теории. Свойства жидких сплавов с позиции теории я.И.Френкеля.
- •2. Природа кластеров. Неметаллические включения в расплавах и влияние их на свойства жидких расплавов.
- •3. Свойства жидких сплавов: вязкость, плотность. Зависимость их от температуры сплава. Расчет плотности и температуры сплавов
- •4. Смачиваемость и поверхностное натяжение.
- •5. Определение смачиваемости жидким сплавом литейной формы методом «лежащей капли» и регулирование смачиваемости с целью предупреждения пригара на отливках (рисунки, формулы)
- •6. Диффузия . Давление паров металла
- •7.Тепловые свойства металлов. Электрическое сопротивление жидких металлов.
- •8. Термодинамические основы плавильного процесса. Основные законы термодинамики
- •9. Классификация шихтовых материалов, свойства.
- •10. Расчет шихты, понятия о принципах составления шихты , исходные компоненты добавки.
- •12. Основные химические взаимодействия между расплавом, атмосферой, шлаком, футеровкой, флюсами.
- •13. Состояние примесей в сплавах. Выбор способа очистки сплавов от примесей. Комплексные способы очистки. Технологические приемы очистки сплавов (классификация способов, рисунки).
- •14. Рафинирование, раскисление и модифицирование металлических расплавов
- •15. Способы обработки металлических расплавов с целью измельчения структуры в литых изделиях.
- •17. Обосновать возникновение в отливках а) газовой пористости, б) неметаллических включений, несоответствия геометрических размеров.
- •18. Классификация способов заливки форм. Структура потоков расплава. Конфигурация и параметры свободной струи расплава.
- •19. Закон непрерывности потока жидкого сплава в каналах литейной формы; шлакозадержание и тонкая очистка сплавов элементами литниковой системы (формулы, рисунки)
- •20. Обосновать необходимость расчета каждого из элементов литниковой системы, основываясь на функциях каждого элемента и законах течения расплавов (рисунки)
- •21. Основы расчета литниковых систем приближенным универсальным методом
- •22. Давление расплава на стенки формы. Изменение давления в вертикальных и горизонтальных каналах.
- •23.Виды брака отливок, возникающие при неправильном конструировании и расчетах литниковой системы.
- •24. Жидкотекучесть сплавов, связь ее с положением сплава на диаграмме состояния и зависимость от различных факторов со стороны формы и сплава (диаграммы, графики)
- •25. Заполняемость литейных форм жидким расплавом. Зависимость ее от свойств сплава и конструктивных особенностей формы. Мероприятия по улучшению заполняемости форм для тонкостенных отливок
- •26. Взаимодействие металлических расплавов с кислородом, водородом, азотом. Способы дегазации расплавов
- •27. Взаимодействие металлических расплавов со сложными газами. Меры предупреждения газонасыщения
- •28. Состав литейной разовой формы и физико-химические взаимодействия с ней жидких сплавов
- •29. Дефекты отливок связанные с литейной формой.
- •30. Теплофизические и технологические свойства сплавов материалов формы
- •31. Физико-химические процессы на границе «металл-форма» и образование дефектов: пригара; ужимин; наростов.
- •32. Физико-химические процессы на границе «металл-форма» и образование дефектов ситовидной пористости; засоров и неметаллических включений.
- •33. Зависимость структуры металла в отливках от процесса теплопередачи. Регулирование тепловых процессов в литейной форме
- •3 4. Типы литейных форм.
- •35. Методы исследования тепловых процессов в литейной форме.
- •38. Гомогенное и гетерогенное зарождение центров кристаллизации. Объемная и последвательная кристаллизация.
- •39. Последовательная и объемная кристаллизация сплавов. Зависимость заполняемости форм от характера кристаллизации. Теоретические предпосылки и приемы регулирования структуры в литом изделии
- •40. Теоретические предпосылки и технологические приемы регулирования кристаллического строения литого сплава.
- •41. Параметры кристаллизации (лск, цк) и зависимость их от технологических факторов
- •42. Переохлаждение сплавов и зависимость от него формы т размеров зерен.
- •43. Кристаллизация металлов и сплавов. Кластеры и наследственность. Кристаллизация на примесях, активация примесей
- •44. Область затвердевания и формирование структурных зон.
- •45. Двухфазная область кристаллизации и параметры кристаллизации; связь их с энергией Гиббса и диаграммами состояния сплавов
- •46. Дефекты отливок, образующие в процессе кристаллизации.
- •47. Методы исследования затвердевания металла в отливки
- •48. Ликвационные процессы в отливках. Виды дефектов, возникающие в результате ликвации компонентов в сплаве.
- •49. Внутрикристаллическая и зональная ликвация в отливках. Связь ликвационных процессов с условиями затвердевания отливки.
- •50. Технологические приемы, обеспечивающие снижение химической неоднородности по сечению отливки (диаграммы, рисунки)
- •51. Влияние вибрации, перемешивания ультрозвуковой обработки на структуру металла в отливки
- •52. Влияние модифицирования, активации примесей, термовременной обработки, суспензионного литья на структура расплава.
- •53 Влияние структуры металла в отливке на ее физико- механические свойства.
- •54. Теоретическое обоснование и технологические приемы , обеспечивающие формирование мелкозернистой и крупнозернистой структуры.
- •55. Физическая природа объемной усадки металлов и сплавов при затвердевании. Коэффициенты объемной усадки сплавов (формулы, диаграммы, рисунки)
- •56. Механизм образования усадочной пористости в отливках, факторы, влияющие на образование усадочных пор. Технологические приемы, обеспечивающие предупреждение усадочной пористости в отливках
- •57. Зависимость вида усадочных пустот от положения сплава на диаграмме состояния. Влияние характера кристаллизации на механизм образования усадочных пустот
- •58. Технологические приемы, обеспечивающие предупреждение усадочной пористости. Мероприятия по борьбе:
- •59. Механизм образования концентрированной усадочной раковины в отливках и технологические приемы, обеспечивающие такой механизм кристаллизации отливок (диаграммы, рисунки)
- •60. Концентрированная усадочная раковина и рассеянная усадочная пористость.
- •61. Свободная и затрудненная усадка отливок из различных сплавов.
- •62. Питание и затвердевание отливок. Прибыли и основы их расчета
- •63. Направленная кристаллизация. Прибыли, их назначение и основная классификация.
- •64. Факторы учитываемые при расчете и выборе формы и местоположения прибыли . Универсальные методы расчета.
- •66. Напряжения в отливках. Виды напряжения. Меры предупреждения напряжений.
- •68. Трещины в отливках. Виды трещин. Меры предупреждения трещин.
- •69. Факторы, влияющие на возникновение напряжений и трещин в отливках. Механизм образования этих дефектов. Мероприятия по их предупреждению или устранению
- •70. Трещины горячие и холодные. Процесс образования горячих трещин в отливках.
27. Взаимодействие металлических расплавов со сложными газами. Меры предупреждения газонасыщения
Наиболее часто в атмосфере печей в литейном форме присутствуют пары воды (Н2О), окислы углерода (Со и СО2), сернистый газ и углеводороды (CnHm).
Взаимодействие сложных газов с жидким металлом начинается с диссоциации сложных молекул газа на атомы. Если в процессе разрушения молекул образуют простые газы (кислород, водород), то они будут растворяться в соответствии с их физико-химическими свойствами. Однако в связи с тем, что степени диссоциации сложных газов в условиях плавки большинства металлов мала, эти газы чаще всего вступают в металлами в химическое взаимодействие, образуя растворы или окислы, карбиды и сульфиды.
Установлено, что почти все металлы при температурах приготовления сплавов взаимодействую с парами воды. Легкоплавкие металлы (олово, свинец, висмут, кадмий, цинк) не растворяют в себе кислород и водород. Поэтому они будут окисляться парами воды и покрываться пленкой нерастворимых окислов, а водород будет уходить в атмосферу. Жидкий алюминий и маний также покрываются нерастворимым в металле окислом, однако выделяющийся водород дутее растворяться в расплаве. Другие металлы (титан, цирконий, ванадий, медь, никель, молибден и т.д.) способны растворять водород и кислород. Поэтому при плавке в атмосфере содержащей водяные пары, они будут насыщаться этими газами.
Оксиды углерода, особенно окись, не взаимодействуют с медью, никелем, серебром и их сплавами. В отдельных случаях для этих металлов окислы углерода могут служить надежной защитной средой при плавлении.
Жидкие алюминий, магний и сплавы на их основе при обычных условиях плавки активно окисляются в атмосфере углекислого газа с образованием нерастворимых окислов, свободных углерода или карбидов (выше 1000 °С). При контакте углекислого газа с цинком, оловом, свинцом и их сплавами также образуются нерастворимые окислы, однако карбидом не образуется.
Тугоплавкие металлы (титан, цирконий, ванадий, хром и другие) активно взаимодействуют с углекислым газом, образуя растворы с кислородом, углеродом и самостоятельные фазы.
Сернистый газ для расплавов алюминия, магния, меди, никеля и их сплавов является окислительной средой, вызывающей образование окислов, сульфидов и иногда свободной среды. Взаимодействие магния, цинк и кадмия с сернистым газом происходит газом происходит весьма интенсивно по реакции: 3Ме + SO2 = 2МеО + MeS.
Олово, висмут, свинец, алюминий в жидком состоянии растворяют серу, но не растворяют кислород. Их взаимодействие протекает по иной реакции: 2Ме + SO2 = 2МеО + S.
Для меди и серебра вследствие малых теплот растворение серы и кислорода в сравнении с теплотой образования SO2 эта реакция эндотермическая. Поэтому при понижении температуры равновесие смещается влево. Это может способствовать образованию газовых пузырей в отливках. Однако присутствие в расплавах мед и серебра, любых легирующих элементов подавляет выделение SO2 при охлаждении, так как они обладают большим сродством к сере и кислороду.
Взаимодействие магния с сернистым газом происходит значительно медленнее, чем с кислородом, азотом. Поэтому часто сернистый газ используется для защиты расплавов магния и его сплавов от окисления. Переходные металлы (титан, цирконий, молибден и другие), взаимодействуя с сернистым газом, образуют окислы и сульфиды, растворимые в металлах.
Из углеводородов наиболее часто в атмосфере пламенных печей присутствуют метан. Метан при повышенных температурах диссоциирует на атомы водорода и углерода, насыщая расплав этими элементами одновременно.