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材料成型传输原理课后答案(吴树森版)

材料成型传输原理课后答案(吴树森版)第⼀章流体的主要物理性质1-1何谓流体,流体具有哪些物理性质?答:流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。
它包括液体和⽓体。
流体的主要物理性质有:密度、重度、⽐体积压缩性和膨胀性。
1-2某种液体的密度ρ=900 Kg/m3,试求教重度γ和质量体积v。
解:由液体密度、重度和质量体积的关系知:∴质量体积为1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中,当压强为2MN/m2时体积为995cm3,当压为多少?强为1MN/m2时体积为1000 cm3,问它的等温压缩率kT公式(2-1):解:等温压缩率KTΔV=995-1000=-5*10-6m3注意:ΔP=2-1=1MN/m2=1*106Pa将V=1000cm3代⼊即可得到K=5*10-9Pa-1。
T注意:式中V是指液体变化前的体积1.6 如图1.5所⽰,在相距h=0.06m的两个固定平⾏乎板中间放置另⼀块薄板,在薄板的上下分别放有不同粘度的油,并且⼀种油的粘度是另⼀种油的粘度的2倍。
当薄板以匀速v=0.3m/s被拖动时,每平⽅⽶受合⼒F=29N,求两种油的粘度各是多少?解:流体匀速稳定流动时流体对板⾯产⽣的粘性阻⼒⼒为平板受到上下油⾯的阻⼒之和与施加的⼒平衡,即代⼊数据得η=0.967Pa.s第⼆章流体静⼒学2-1作⽤在流体上的⼒有哪两类,各有什么特点?解:作⽤在流体上的⼒分为质量⼒和表⾯⼒两种。
质量⼒是作⽤在流体内部任何质点上的⼒,⼤⼩与质量成正⽐,由加速度产⽣,与质点外的流体⽆关。
⽽表⾯⼒是指作⽤在流体表⾯上的⼒,⼤⼩与⾯积成正⽐,由与流体接触的相邻流体或固体的作⽤⽽产⽣。
2-2什么是流体的静压强,静⽌流体中压强的分布规律如何?解:流体静压强指单位⾯积上流体的静压⼒。
静⽌流体中任意⼀点的静压强值只由该店坐标位置决定,即作⽤于⼀点的各个⽅向的静压强是等值的。
2-3写出流体静⼒学基本⽅程式,并说明其能量意义和⼏何意义。
解:流体静⼒学基本⽅程为:同⼀静⽌液体中单位重量液体的⽐位能可以不等,⽐压强也可以不等,但⽐位能和⽐压强可以互换,⽐势能总是相等的。
材料成形基本原理课后习题答案

第一章习题1 . 液体与固体及气体比较各有哪些异同点?哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏?(2)金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说明:①物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。
金属熔化时典型的体积变化∆V m/V为3%~5%左右,表明液体的原子间距接近于固体,在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。
②金属熔化潜热∆H m约为气化潜热∆H b的1/15~1/30,表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。
由此可见,金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏,液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。
2 . 如何理解偶分布函数g(r) 的物理意义?液体的配位数N1、平均原子间距r1各表示什么?答:分布函数g(r) 的物理意义:距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率,换言之,表示离开参考原子(处于坐标原子r=0)距离为r的位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo(=N/V)的相对偏差。
N1 表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)原子数。
r1 表示参考原子与其周围第一配位层各原子的平均原子间距,也表示某液体的平均原子间距。
3.如何认识液态金属结构的“长程无序”和“近程有序”?试举几个实验例证说明液态金属或合金结构的近程有序(包括拓扑短程序和化学短程序)。
答:(1)长程无序是指液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的,液体结构宏观上不具备平移、对称性。
近程有序是指相对于完全无序的气体,液体中存在着许多不停“游荡”着的局域有序的原子集团(2)说明液态金属或合金结构的近程有序的实验例证①偶分布函数的特征对于气体,由于其粒子(分子或原子)的统计分布的均匀性,其偶分布函数g(r)在任何位置均相等,呈一条直线g(r)=1。
晶态固体因原子以特定方式周期排列,其g(r)以相应的规律呈分立的若干尖锐峰。
而液体的g(r)出现若干渐衰的钝化峰直至几个原子间距后趋于直线g(r)=1,表明液体存在短程有序的局域范围,其半径只有几个原子间距大小。
材料加工冶金传输原理吴树森版习题答案

第一章 流体的主要物理性质1-1何谓流体,流体具有哪些物理性质?答:流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理性质有:密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。
1-2某种液体的密度ρ=900 Kg /m 3,试求教重度y 和质量体积v 。
解:由液体密度、重度和质量体积的关系知:)m /(88208.9900g 3N VG=*===ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中,当压强为2MN /m 2时体积为995cm 3,当压强为1MN /m 2时体积为1000 cm 3,问它的等温压缩率k T 为多少? 解:等温压缩率K T 公式(2-1): TT P V VK ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3注意:ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa将V=1000cm 3代入即可得到K T =5*10-9Pa -1。
注意:式中V 是指液体变化前的体积1.6 如图1.5所示,在相距h =0.06m 的两个固定平行乎板中间放置另一块薄板,在薄 板的上下分别放有不同粘度的油,并且一种油的粘度是另一种油的粘度的2倍。
当薄板以匀速v =0.3m/s 被拖动时,每平方米受合力F=29N ,求两种油的粘度各是多少?解:流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为YA F 0y x νητ==平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡,即hh F 0162/22/h νηνηνητ=+==合代入数据得η=0.967Pa.s第二章 流体静力学(吉泽升版)2-1作用在流体上的力有哪两类,各有什么特点? 解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。
质量力是作用在流体内部任何质点上的力,大小与质量成正比,由加速度产生,与质点外的流体无关。
而表面力是指作用在流体表面上的力,大小与面积成正比,由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。
机械设计课后习题答案

机械设计课后习题答案第三章机械零件的强度 p45习题答案3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ1 180MPa ,取循环基数 N 0 5 106,m 9 ,试求循环次数 N 分别为7 000 、 25 000、620 000 次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
σs 260MPa ,σ1 170MPa ,Φσ 0.2 ,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解 ] A '(0,170)C(260,0)得D '(283.332,283.332),即 D '(141.67,141 .67)根据点 A '(0,170) , C (260,0) , D '(141.67,141.67) 按⽐例绘制该材料的极限应⼒图如下图所⽰3-4 圆轴轴肩处的尺⼨为: D=72mm ,d=62mm ,r=3mm 。
如⽤题 3-2 中的材料,设其强度极限σB=420MPa ,精车,弯曲,βq =1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
D54 r 3 [解]因D54 1.2, r 3 0.067 ,查附表 3-2,插值得σ1.88 ,查附图 3-1 得q σ0.78 ,将所查d45 d 45σσ值代⼊公式,即查附图 3-2,得εσ 0.75 ;按精车加⼯⼯艺,查附图 3-4,得βσ 0.91,已知βq 1,则根据 A 0,72.34 ,C 260,0 ,D 141.67,60.29 按⽐例绘出该零件的极限应⼒线图如下图3-5 如题 3-4 中危险截⾯上的平均应⼒σm 20MPa ,应⼒幅σa 20MPa ,试分别按① r C ②σm C ,求出该截⾯的计算安全系数 S ca 。
[解]由题 3-4可知σ-1 170MPa, σs 260MPa, Φσ 0.2,K σ 2.35( 1) r C ⼯作应⼒点在疲劳强度区,根据变应⼒的循环特性不变公式,其计算安全系数( 2)σm C⼯作应⼒点在疲劳强度区,根据变应⼒的平均应⼒不变公式,其计算安全系数3-2 已知材料的⼒学性能为 [解 ]σ1N 15 1067 103180 373.6MPa第五章螺纹连接和螺旋传动p101习题答案5-1 分析⽐较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点,各举⼀例说明它们的应⽤5-2 将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处?答:可以减⼩螺栓的刚度,从⽽提⾼螺栓联接的强度。
材料力学的第五版(孙训方)课后题答案及解析

材料力学第五版课后答案[习题2-2]一打入基地内的木桩如图所示,杆轴单位长度的摩擦力f=kx**2,试做木桩的后力图。
解:由题意可得:33233110,,3/()3/(/)ll N fdx F kl F k F l F x Fx l dx F x l =====⎰⎰1有3[习题2-3] 石砌桥墩的墩身高m l10=,其横截面面尺寸如图所示。
荷载kN F 1000=,材料的密度3/35.2m kg =ρ,试求墩身底部横截面上的压应力。
解:墩身底面的轴力为:g Al F G F N ρ--=+-=)( 2-3图 )(942.31048.935.210)114.323(10002kN -=⨯⨯⨯⨯+⨯--=墩身底面积:)(14.9)114.323(22m A =⨯+⨯=因为墩为轴向压缩构件,所以其底面上的正应力均匀分布。
MPa kPa m kNA N 34.071.33914.9942.31042-≈-=-==σ[习题2-7] 图示圆锥形杆受轴向拉力作用,试求杆的伸长。
2-7图解:取长度为dx 截离体(微元体)。
则微元体的伸长量为:)()(x EA Fdx l d =∆ ,⎰⎰==∆l l x A dxE F dx x EA F l 00)()(l xr r r r =--121,22112112d x l d d r x l r r r +-=+⋅-=,2211222)(u d x l d d x A ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ,dx l d d du d x l d d d 2)22(12112-==+-du d d ldx 122-=,)()(22)(221212udu d d l du u d d l x A dx -⋅-=⋅-=ππ 因此,)()(2)()(202100udu d d E Fl x A dx E F dx x EA F l l l l⎰⎰⎰--===∆π lld x l d d d d E Fl u d d E Fl 011221021221)(21)(2⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ππ ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--=21221)(2111221d d l l d d d d E Fl π⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=122122)(2d d d d E Fl π214dEd Fl π=[习题2-10] 受轴向拉力F 作用的箱形薄壁杆如图所示。
材科基课后习题答案

第二章答案2-1略。
2-2(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求该晶面的晶面指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的晶面指数。
答:(1)h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为(321);(2)h:k:l=3:2:1,∴该晶面的晶面指数为(321)。
2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数:(001)与[],(111)与[],()与[111],()与[236],(257)与[],(123)与[],(102),(),(),[110],[],[]答:2-4定性描述晶体结构的参量有哪些?定量描述晶体结构的参量又有哪些?答:定性:对称轴、对称中心、晶系、点阵。
定量:晶胞参数。
2-5依据结合力的本质不同,晶体中的键合作用分为哪几类?其特点是什么?答:晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。
离子键的特点是没有方向性和饱和性,结合力很大。
共价键的特点是具有方向性和饱和性,结合力也很大。
金属键是没有方向性和饱和性的的共价键,结合力是离子间的静电库仑力。
范德华键是通过分子力而产生的键合,分子力很弱。
氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键,具有饱和性。
2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种?一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙?答:等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种,一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。
2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙?不等径球是如何进行堆积的?答:n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。
不等径球体进行紧密堆积时,可以看成由大球按等径球体紧密堆积后,小球按其大小分别填充到其空隙中,稍大的小球填充八面体空隙,稍小的小球填充四面体空隙,形成不等径球体紧密堆积。
2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
答:面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为:(000)、(001)(100)(101)(110)(010)(011)(111)(0)(0)(0)(1)(1)(1)。
材料连接原理考研必背

1.试简述焊条的工艺性能?焊接电弧的稳定性;焊缝成型;各种位置焊接的适应性;飞溅;脱渣性;焊条熔化速度;焊条药皮发红;焊接烟尘。
2.试简述药芯焊丝的特性?(1) 熔敷速度快,因而生产效率高;(2) 飞溅小;(3) 调整熔敷金属成分方面;(4) 综合成本低。
3.试简述低氢焊条熔敷金属含氢量低的原因?(1)药皮中不含有机物,清除了一个主要氢源;、降低了PH2;(2)药皮中加入了大量的造气剂CaCO3的去氢作用;(3)CaF2(4)焊条的烘干温度高。
4.试简述不锈钢焊条药皮发红的原因?有什么解决措施?药皮发红的原因:不锈钢寒心电阻大,焊条融化系数小造成焊条融化时间长,且产生的电阻热量大,使焊条温度升高而导致药皮发红。
解决措施:调整焊条药皮配方,使焊条金属由短路过渡转化为细颗粒过渡,提高焊条的融化系数,减少电阻热以降低焊条的表面升温。
5.CO2焊接低合金钢一般选用何种焊丝?试分析其原因?答:应选用Si、Mn等脱氧元素含量较高的焊丝,常用的如:H08Mn2SiA。
(1)CO2具有较强的氧化性,一方面使焊丝中有益的合金元素烧损,另一方面使熔池中[FeO]含量升高。
(2)如焊丝中不含脱氧元素或含量较低,导致脱氧不足,熔池结晶后极易产生CO气孔。
(3)按一定比例同时加入Mn、Si联合脱氧,效果较好。
6.试分析说明钛钙型(J422)焊条与碱性低氢型(J507)焊条,在使用工艺性和焊缝力学性能方面有哪些差别?工艺性对比其他工艺性能如全位置焊接性,融化系数等差别不大机械性能对比:钛钙型(J422)(1)S、P、N控制较差,冷脆性、热裂纹倾向大(2)[O]高,氧化夹杂多,韧性低(3)[H]高,抗冷裂能力差碱性低氢型(J507)(1)杂质S、P、N低(2) [O]低,氧化夹杂少(3) [H]低故低氢型焊条的塑性,韧性及抗裂性较酸性的钛钙型大大提高,但其焊接工艺性能较差,对于铁锈,油污,水份等很敏感。
7熔合比的表达式和影响因素?多层焊时,如果各层间的熔合比是固定的,试推导第n层金属的成分。
材料科学基础课后习题及参考答案

绪论1、仔细观察一下白炽灯泡,会发现有多少种不同的材料每种材料需要何种热学、电学性质2、为什么金属具有良好的导电性和导热性3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体4、铝原子的质量是多少若铝的密度为cm3,计算1mm3中有多少原子5、为了防止碰撞造成纽折,汽车的挡板可有装甲制造,但实际应用中为何不如此设计说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类:黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨,为什么不用Al2O3制造铁锤晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数(晶面指数)、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求出该晶面的米勒指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(322)与[236],(257)与[111],(123)与[121],(102),(112),(213),[110],[111],[120],[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为,O2-半径为,计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃,NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
8、根据最密堆积原理,空间利用率越高,结构越稳定,金钢石结构的空间利用率很低(只有%),为什么它也很稳定9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25.9%;10、金属镁原子作六方密堆积,测得它的密度为克/厘米3,求它的晶胞体积。
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1.焊接热源有哪些共同要求?描述焊接热源主要用什么指标?(简05.07.09)答:能量密度高、快速实现焊接过程、得到高质量的焊缝和最小的焊接热影响区。
主要指标:最小加热面积、最大功率密度和正常焊接规范条件下的温度。
2.试述焊接接头的形成过程及对焊接质量的影响。
答:(1)预压阶段;(2)通电加热阶段;(3)冷却结晶阶段。
对焊接质量的影响:3.溶滴比表面积的概念及对焊接化学冶金过程的影响?答:熔滴的表面积Ag 与其质量 之比称为熔滴的比表面积S 。
熔滴的比表面积越大,熔滴与周围介质的平均相互作用时间越长,熔滴温度越高,越有利于加强冶金反应。
4.焊条熔化系数、熔敷系数的物理意义及表达式?真正反映焊接生产率的指标是什么? 答:焊条金属的平均融化速度 :在单位时间内熔化的焊芯质量或长度;损失系数 :在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发而损失的金属质量与熔化的焊芯质量之比;平均熔敷系数 (真正反映焊接生产率的指标),由于损失系数不等于零,单位时间内真正进入焊接熔池的金属质量称为平均熔敷速度。
5.试简述不锈钢焊条药皮发红的原因?有什么解决措施?(简05.08.10)答:药皮发红的原因:不锈钢焊芯电阻大,焊条融化系数小造成焊条融化时间长,且产生的电阻热量大,使焊条温度升高而导致药皮发红。
解决措施:调整焊条药皮配方,使焊条金属由短路过渡转化为细颗粒过渡,提高焊条的融化系数,减少电阻热以降低焊条的表面升温。
6.熔合比的表达式和影响因素?多层焊时,如果各层间的熔合比是恒定的,试推导第n 层焊缝金属的成分?答:表达式:影响因素:焊接方法、焊接工艺参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目、母材热物理性能等。
7.从传热学角度说明临界板厚δcr 的概念?某16Mn 钢焊件,采用手工电弧焊,能量E=15KJ/cm 求δcr ?答:由传热学理论知道:在线能量一定的情况下,板厚增加冷却速度Wc 增大,冷却时间t8/5变短,当板厚增加到一定程度时,则Wc 和t8/5不再变化,此时板厚即为临界板厚δcr 。
00 1.952c -T 800-T cr E cm δρ==11(+)5008.手工电弧焊接厚12mm 的MnMoNbB 钢,焊接线能量E=2kj/cm,预热温度为50度,求t8/5?附λ=0.29J/(cm s ℃) CP=6.7 J/(cm s ℃)0085000.732c -T 800-T 1.20.750.55,0.982-T 800-T cr cr E cm cm cm E t s δρδδπλ===>==11(+)50011(+)=5009.直流正接为何比直流反接时焊缝金属熔氢量高?答:(1)直流正接:工件接正极。
直流反接:工件接负极。
(2)带电质点H + 在电场作用下只溶于阴极(3)处于阴极的熔滴不仅温度高而且比比表面积大,其溶氢量大于熔池处于阴极时的溶氢量。
10.一:试简述氮对低碳合金钢焊缝金属性能的影响?(简05.07.08.09.10)答:(1)N 引起焊缝金属时效脆化,使焊缝金属强度提高,塑性韧性降低,尤其是低温韧性;(2)促使焊缝产生氮气孔;(3)N 有时是有益的,但必须有弥散强化元素存在并在正火条件下使用。
控制含氮量的措施:(1)焊接区中的氮主要来自空气,必须加强对焊接区机械保护(2)合理选择焊接工艺参数(3)利用合金元素控制焊缝含氮量。
碳的氧化引起熔池沸腾,有利于氮逸出,同时炭氧化生成CO 、CO2,加强焊接区保护降低氮的分压,因此碳可降低氮在金属中的溶解度;选含有能够生成氮化物元素的焊丝进行焊接,这些元素与氮的亲和力大易形成稳定的氮化物,并通过熔渣排出氮化物,因此有效的控制焊缝中的含氮量。
综上所述,加强保护是控制焊缝含氮量的最有效措施。
二:试简述氢对结构钢焊接质量的影响?答:氢脆;白点;气孔;冷裂纹;组织变化。
控制含氢量措施:(1)限制氢的来源:限制焊接材料中的含氢量,焊前要对焊条和焊剂进行严格的烘干;气体保护焊所用的气体,焊丝和工件表面的油污、铁锈和水分都是氢的重要来源。
(2)进行冶金处理:通过适当的化学冶金反应,降低气相中的氢分压,从而降低氢在液态金属中的溶解度(3)控制焊接材料的氧化还原势(4)在焊条药皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素(5)控制焊接工艺参数(6)焊后脱氧处理:焊后把工件加热到一定温度,促使氢扩散外逸总之,对氢的控制首先应限制氢的来源;其次应防止氢溶入金属;最后应对溶入金属的氢进行脱氧处理。
三:试简述氧对焊接质量的影响?答:(1)随着焊缝含氧量增加,焊缝强度、塑性、韧性下降;尤其是焊缝的低温冲击韧性急剧下降,引起焊缝红脆、冷脆,时效硬化倾向增加;(2)影响焊缝金属的物理化学性能,如降低导电性、导磁性、耐蚀性等;(3)形成CO 气孔;(4)造成金属飞溅,影响焊接过程的稳定性;(5)焊接过程中导致合金元素的氧化损失将恶化焊接性能;综上,氧对焊接过程及焊缝是有害的,但在特殊情况下具有氧化性是有利的。
11.试以硅的沉淀脱氧为例,叙述提高脱氧效果的途径?(简08)答:(1)硅的百分含量升高,氧化亚铁的百分含量降低(2)B增加和减少渣中的二氧化硅,二氧化硅百分含量降低,氧化亚铁的百分含量降低(3)温度降低,反应向右进行,氧化亚铁的百分含量降低12.为何酸性焊条宜用锰铁脱氧?而碱性焊条宜用硅锰联合脱氧?为什么要控制W[Mn]/W[Si]的比值?(问06.09.11)答:增加锰在金属中的含量,或减少MnO的活度,都可以提高脱氧效果。
酸性焊条宜用锰铁脱氧:[Mn]+[FeO]=[Fe]+(MnO),在酸性渣中含SiO2和TiO2较多,脱氧产物转化为MnO·SiO2和MnO·TiO2复合物,减少了MnO的活度系数,提高了脱氧效果。
碱性焊条宜用硅锰联合脱氧:在碱性渣中MnO活度系数较大,不利于Mn的脱氧,而且碱度越大,脱氧效果越差。
故碱性焊条不宜用锰铁脱氧。
[Si]+2[FeO]=2[Fe]+(SiO2),SiO2与MnO生成复合物MnO·SiO2,使MnO活度系数降低。
而MnO·SiO2密度小、熔点低,易易于上浮到渣中,故碱性焊条宜用硅锰联合脱氧。
W[Mn]/W[Si]过大,出现固态MnO;W[Mn]/W[Si]过小,出现固态SiO2;均会导致焊缝中夹杂物过多,只有W[Mn]/W[Si]合理时,才会生成低熔点的不饱和液态硅酸盐,使焊缝中的含氧量降低。
13.酸型焊条熔敷金属为何氧含量较高?(简09)答:(1)酸型焊条采用锰脱氧不如碱性焊条锰硅联合脱氧效果好(2)酸型焊条碱度B小,有利于渗硅反应的进行,使焊缝含氧较高(3)酸型焊条为了控氢的目的,导致焊缝含氧14.试简述低氢焊条熔敷金属含氢量低的原因?(简05.10)答:(1)药皮中不含有机物,清除了一个主要氢源;(2)药皮中加入了大量的造气剂CaCO3、降低了PH2;(3)CaF2的去氢作用;(4)焊条的烘干温度高。
15.为什么碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大?而碱性焊条焊缝含氢量比酸性焊条低?答:碱性焊条熔渣中含SiO2、TiO2等酸性氧化物较少,FeO的活度大,易向焊缝金属扩散,使焊缝增氧。
因此在碱性焊条药皮中一般不加入含FeO的物质,并要求清除焊件表面的铁锈和氧化皮,否则不仅会增加焊缝中的氧,还可能产生气孔等缺陷,所以碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大。
碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条低,是因为碱性焊条的药皮氧化势小的缘故。
16.J422焊条药皮中含W(TiO2)=28%,W(SiO2)=26.5%,W(CaO)=10.6%,W(锰铁)=12%,焊芯含W[Si]=0.02%,W[O]=0.01%,而熔敷金属中却含W[Si]=0.15%,W[O]=0.05%,试分析其原因。
答:该焊条酸性焊条,焊后视像为[Si]和[O]含量增多,熔渣与液态铁发生渗硅反应,酸性焊条有利于渗碳(SiO2)+2[Fe]=[Si]+2[FeO]。
反应结果使焊缝中增加Si.FeO大部分进入熔渣,一小部分进入液态钢中使焊缝增氧。
4(TiO2)=2[Ti2O3]+[O2]释放出O2,该气氛中的氧化性气体使铁氧化存在置换氧化,其中熔渣中(SiO2).(TiO2)的置换氧化是主要增氧的途径。
熔渣中含有的大量SiO2及Mn-Fe增加了渗硅反应的可能性,渗硅反应较激烈使[Si]大大增加。
17.综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。
答:氧化:碱性渣使FeO更易向金属分配;脱氧:碱性渣使FeO活度大,扩散脱氧能力比酸性渣差;脱硫:碱性渣中MnO、CaO及MgO含量多利于脱硫;脱磷:增加熔渣的碱性可减少焊缝中的含磷量,酸性渣脱磷效果较差;合金过渡:当合金元素的氧化物与熔渣酸碱的性质一致时,有利于合金元素的过渡,使过渡系数提高。
18.试分析说明钛钙型(J422)焊条与碱性低氢型(J427)焊条,在使用工艺性和焊缝力学性能方面有哪些差别?答:其他工艺性能如全位置焊接性,融化系数等差别不大。
机械性能对比:钛钙型(J422):S、P、N控制较差,冷脆性、热裂纹倾向大;【O】高,氧化夹杂多,韧性低;【H】高,抗冷裂能力差碱性低氢型(J4277):杂质S、P、N低;【O】低,氧化夹杂少;【H】低故低氢型焊条的塑性,韧性及抗裂性较酸性的钛钙型大大提高,但其焊接工艺性能较差,对于铁锈,油污,水份等很敏感。
19.试简述药芯焊丝的特性?(简05.10)答:(1)熔敷速度快,因而生产效率高;(2)飞溅小;(3)调整熔敷金属成分方面;(4)综合成本低。
20.CO2焊接低合金钢一般选用何种焊丝?试分析其原因?(问05.08.10)答:应选用Si、Mn等脱氧元素含量较高的焊丝,常用的如:H08Mn2SiA。
(1)CO2具有较强的氧化性,一方面使焊丝中有益的合金元素烧损,另一方面使熔池中【FeO】含量升高。
(2)如焊丝中不含脱氧元素或含量较低,导致脱氧不足,熔池结晶后极易产生CO气孔。
(3)按一定比例同时加入Mn、Si联合脱氧,效果较好。
21.焊接熔池的结晶和铸锭的结晶过程有何区别?答:焊接熔池的熔池温度高,存在时间短,冶金过程进行不充分,氧化严重,热影响区大,冷却速度快,洁净易生成粗大的柱状晶。
22.试简述接头偏析的种类和产生原因?(简08)答:宏观偏析:由于柱状晶倾向性方向使杂质偏聚于晶间及部分地区溶质浓度升高。
(1)层状偏析:周期性分布产生于焊缝的层状偏析,是结晶速度周期性变化引起的。
(2)焊道中心偏析:结晶由未熔化母材处向焊缝中心结晶,使杂质推往最后凝固的熔池中心而形成。
(3)焊道偏析:多道、多层焊时在层间、道间形成的成分偏析。
(4)弧坑偏析:收弧处熔池未能填满,凝固时大量杂质无法排出及成分扩散不均匀而导致偏析。