铸造合金流动性的测定
工程材料机械制造实验报告
长安大学
工程材料及机械制造实验报告（平衡组织观察、焊缝组织观察和铸造流动性）
班级：
学号：
姓名：
工程机械学院材料实验室
实验一：金相常识与铁碳平衡组织观察、分析和研究
简述本次实验使用的实验仪器与实验过程
实验数据与绘图（要求画出九个金相组织图，标明材料编号，用F、P、Te3C、Ld等符合标明相应的组织）
分析与思考
1、随着化学成分的变化，铁碳合金的组织和性能分别有什么变化？
2、正常情况下，铁素体的形状、颜色及硬度范围？珠光体的形状，颜色及硬度范围？渗碳体的形状、颜色及硬度范围？
实验二：铸造合金流动性测定
实验内容：
配制AL—Cu5%的合金，用螺旋型制作砂型，将溶化好的试验材料浇入砂型，等凝固后，清理出螺旋形试样，测量出螺旋形试样长度，分析浇注温度、铸型性质对合金流动性的影响。
实验数据：
实验分析
1：同种合金，铸型性质相同，分析浇铸温度对合金流动性的影响。
2：同种合金，浇注温度相同，分析铸型性质对合金流动性的影想
实验三：实验名称：焊缝组织的观察与分析简述实验仪器与实验过程
实验数据与绘图
焊缝各区的组织与性能分析：
1：溶化区（熔池）：
2：溶合区（半熔化区）
3：过热区（粗晶区）
4：正火区（细晶区）
5：部分相变区（混合晶粒区）
6：母材区。
铸造合金流动性的测定
铸造合金流动性的测定
铸造合金流动性的测定可以通过以下方法进行：
1. 堆积密度法：将铸造合金密实堆积于一个容器中，然后测量容器中的合金重量和容器的体积。
通过计算得出铸造合金的堆积密度，从而判断其流动性。
2. 扭曲试验法：将一定量的铸造合金放入一个固定的容器中，然后用特定的扭曲力将其转动。
通过观察铸造合金的流动情况，可以判断其流动性。
3. 充型试验法：将铸造合金充满一个特定形状的模具，然后观察合金填充模具的速度和程度。
根据填充速度和程度，可以判断铸造合金的流动性。
4. 铸模试验法：制作标准的铸模，然后将铸造合金的融化液体倒入铸模中。
观察铸模中合金的流动情况和形状，从而判断合金的流动性。
这些方法可以单独或结合使用，得到更准确的铸造合金流动性测定结果。
铸造高级工考核试卷及答案
四、 简答题（每题 5 分，共 20 分） 1、横浇道挡渣作用得以实现的条件是什么？ 2、如何选择铸件的浇注位置？ 3、防止铸件产生缩孔、缩松的方法有哪些？ 4、造型机械有些什么特点？ 五、作图题（共 10 分） 如图所示是一铸铁端盖，密度为 7.2×103kg/m3，如采用实样模造型，试确定： 1、铸件线收缩率； 2、分型面及浇注位置；
a. 大量生产 b. 成批生产 c. 单件生产 7、分型面处有圆角，凸缘细薄或者要求定位稳固的模样，应采用 装配在模 底板上。 a. 浅嵌入式 b. 上深嵌入式 c. 下深嵌入式 8、砂箱内凸边的主要作用是 。 a.防止砂型塌落 b. 提高砂箱强度 c. 提高砂型刚度 9、因金属液内含有气体形成的气孔是 气孔。 a. 侵入性 b. 析出性 c. 反应性 10、形状简单的中、小铸件宜采用 。 a. 抛丸清理 b. 滚筒清理 c.喷丸清理 三、计算题（每题 10 分，共 20 分） 1、如图所示，某铸铁件的浇注质量为 750kg，若浇注时间为 32s，阻力系数μ 为 0.60，试求内浇道截面积总值。
7、菱苦土制作的模样质量最好。 a.白色 b. 米黄色 c. 灰白色 8、垂直于铸件表面上厚薄不均匀的薄片状金属突起物称为 。 a. 夹砂结疤 b. 飞翅 c. 毛刺 9、可以防止侵入性气孔产生的措施是 。 a. 增大砂型表面气体的压力 b. 采用快速浇注 c. 减小上型高度 10、设备复杂、投资大，但生产效率较高的是 造型生产线。 a. 震压 b. 高压 c. 抛砂 三、计算题（每题 10 分，共 20 分） 1、已知某铸铁件的浇注质量为 250kg，采用顶注式浇注系统，其各组元截面积 比为：A 内：A 横：A 直=1：1.1：1.2，浇注时间为 16s，阻力系数μ =0.41，上型高 度为 250mm，试求浇注系统各组元截面积总值 A 内、A 横、A 直。 2、如图所示，座圈的铸造工艺图，零件材料为 HT200，线收缩率取 0.8％，现采 用铝合金来制造金属模，铝合金的线收缩率取 1.2％，试计算铝模样和母模样的 总高度尺寸（零件的加工余量为 4mm，模样毛坯的加工余量为 3mm） 。
合金的铸造性能
减小液态合金流动阻力及降低冷却速度的工艺因 素均可提高合金的流动性。具体工艺措施有：
增加直浇口高度提高液态合金静压力 增大浇注速度提高液态合金动压力 简化浇注系统，光滑铸型型壁，减小流动阻力 减少型砂发气量，减小气体对合金流动的反压力 增大型砂透气性，减少气体反压力 预热铸型，降低冷却速度，提高合金流动性
在相同浇注温度下将不同的液态合金浇入相同砂型中以 测定化学成分对合金流动性的影响
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
浇注温度对合金流动性的影响
提高浇注温度
浇注温度过高
液态合金热容量增加， 冷却速度降低，合金 保持液态的时间增长， 流动性好；液态合金 内摩擦减少，粘度降 低，流动性好。
但是浇注温度如果过 高，则容易导致合金 的吸气、氧化及收缩 等缺陷的发生。
缩松—铸件中分散型的孔洞
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
防止缩孔缩松的工艺措施
浇注温度—合金浇注温度越高，液态收缩越大，铸件
越容易形成缩孔。因此在保证合金流动性的前提下应尽 量降低浇注温度。
化学成分—采用结晶间隔小的合金或接近共晶成分
的合金来生产铸件。另外增加铸铁含硅量可以促进石 墨化进程，因此控制铸件含碳量可以防止缩松。
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
化学成分对合金流动性的影响
化学成分的影响主要体现在碳含量对流动性的影 响上。
接近共晶成分
合金结晶温度范围缩小，所成树枝状晶体增 大未凝合金流动阻力及增大冷却速度的倾向 减弱，其流动性提高。
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
铸造工艺对合金流动性的影响
2020年8月4日星期二
材料成型专业综合实验报告
摘要金属材料的热处理后的力学性能取决其内部组织的改变状况，内部组织可以通过金相显微镜对其进行综合分析，力学性能可通过静拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验、磨损试验中仪器的使用获得。
热处理工艺的制订则有赖于正确掌握成分，淬火温度，冷却速度与组织、性能之间的关系。
一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。
本实验通过对40Cr淬火温度、冷却速度、回火的综合实验设计，使其每一种热处理影响因素都在单一变量和对照的条件下实现了分析，从而得出了40Cr的金相组织、硬度等相关性能随热处理工艺的变化而发生变化，主要介绍40Cr正火、淬火（水冷）后的组织性能特点。
关键字：仪器使用、原理、40Cr、热处理、金相分析目录第一章仪器的使用及原理1.1 金属力学性能试验1.1.1 静拉伸试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 21.1.2 硬度试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 21.1.3 冲击试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 41.1.4 疲劳试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 41.1.5 磨损实验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4 1.2 金相综合分析1.2.1 金相显微镜的构成原理及使用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥41.2.2 钢件的火花鉴别法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5 1.3 钢的热处理1.3.1 碳钢的热处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥61.3.2 结构钢的淬透性测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥61.3.3 离子氮化‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6 1.4 铸造综合实验1.4.1中频感应电炉‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥61.4.2真空热压炉‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥61.4.3铸造合金流动性测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7第二章40Cr热处理及金相分析2.1实验目的‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72.2实验材料及设备‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72.3 实验工艺制定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72.4 实验结果及分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥92.5 2号试样（正火+淬火水冷））具体过程及分析‥‥‥102.6实验总结‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12致谢‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12第一章仪器的使用及原理1.1金属力学性能实验1.1.1静拉伸试验一、使用及原理静拉伸试验在油压式万能试验机上进行。
合金的流动性及合金的充型能力实验
华侨大学机电及自动化学院实验报告专业班级：姓名：学号：任课老师：成绩：合金的流动性及合金的充型能力实验一．实验目的1．熟悉合金流动性的概念，掌握铸造合金流动性的测定方法。
2．了解影响合金流动性及充型能力的因素。
二．实验原理液态合金充满铸型型腔。
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。
若充型能力不足，将使铸件产生浇不足或冷隔等缺陷。
1．合金的流动性液态合金本身的流动能力，称为合金的流动性，是合金主要铸造性能之一。
合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈便于浇出轮廓清晰·壁薄而复杂的铸件，同时也有利于夹杂物和气体的上浮与排除，有利于凝固过程的补缩。
影响合金流动性的因素有很多，但化学成分的影响最为显著。
纯金属和共晶成分的合金，是在恒温下逐层凝固的，凝固层内表面较光滑，对液体的流动阻力小，流动性小；非共晶成分合金是在一定温度范围内结晶的，且为糊状凝固方式，已结晶的树脂晶体对液态合金的流动阻力较大，流动性较差，结晶温度范围愈大，则合金的流动性愈差。
2．浇注条件（1）浇注温度浇注温度愈高，合金的粘度下降，且因过热度大，合金在铸型中保持流动时间长，故充型能力强。
反之充型能力差。
（2）充型压力液态合金在流动方向上所受的压力愈大，则充型能力愈好。
在离心铸造时液态合金受到了离心力的作用，充型能力较强。
（3）液态合金充型时，铸型的阻力将影响合金的流动速度；铸型的导热速度也将影响合金的充型能力。
铸型型腔复杂、导热速度快，均会降低液态合金的充型能力。
三．实验设备及材料1.螺旋形硅橡胶铸型模具，螺旋形金属铸型模具。
2.HWIOO型离心铸造机。
3.电阻干锅炉，热电偶，温控器。
4.共晶成分锡铅合金（Sn-37%Pb），亚共晶成分锡铅合金（Sn-10%Pb）。
5.钢尺，浇注工具等。
四．实验过程及分析1.化学成分对合金流动性的影响（1）实验过程将螺旋形硅橡胶模具分两次放入离心机中固定，依次定量浇入温度为270℃左右的共晶（Sn-37%Pb）和亚共晶（Sn-10%Pb）合金。
高铬铸铁综合实验报告
高铬铸铁综合实验报告第一篇基础实验第一部分铸造综合设计实验在进行高铬铸铁试样制备之前先了解一下铸造实验室主要大型设备和常用设备的原理，使用维护和注意事项。
1、中频感应电炉使用可控硅元件连接成三相全控桥电路，将三相工频交流电压整流为单相直流电压。
（电压从0伏-540伏可调节）为逆变电路提供了电源。
炉体的感应线圈（铜管绕制）与补偿电容组成振荡电路，从而将三相工频电压转换成单相的中频电压（1000Hz）。
此电压通入感应线圈就可熔炼金属，也可中频淬火。
中频感应电炉在使用过程中一定要保证冷却水管畅通无阻。
在调节功率时不要超过额定值（电压<750V,电流<300A）。
2、真空热电炉利用可控硅调压器以及大功率变压器提供给石墨发热体可调节电压（0-30伏），石墨发热体安置在耐用钢板制作的炉体内，此炉体通过机械真空泵及扩散泵的工作将炉体内的空气抽出形成真空。
这样在一定的真空度夏可烧结材料。
真空热压炉在使用过程中同样保持冷水管畅通。
实验一铸造合金流动性测定实验内容：配制Al—Cu5%的合金，用螺旋型板制作砂型，将熔化好的试验材料浇入砂型，等凝固后，清理出螺旋形试样，测量出螺旋形试样长度，分析浇注温度、铸型性质对合金流动性的影响。
1、同种合金，铸型性质相同，分析浇注温度对合金流动性的影响。
由实验数据可知，同种合金，铸型性质相同，浇注温度越高，凝固后清理出的螺旋线长度就越长，说明合金流动性越好。
2、同种合金，浇注温度相同，分析铸型性质对合金流动性的影响。
由实验数据可知，同种合金，浇注温度相同，型腔内涂了黑烟的砂型比普通砂型凝固后清理出的螺旋线长度长，说明合金流动性较好。
实验二高铬铸铁试样的制备1、概述高铬铸铁是一种耐磨合金白口铁，它具有很高的抗磨料磨损性能、适当的韧性以及较高的抗磨蚀性，并且经退火后能被切割加工。
因此在世界上它得到了越来越多的应用，已被成功地用于各种磨煤机，矿石破碎机、水泥磨机、抛丸机、泥浆泵等受磨损严重的零件上，并获得显著的经济效益。
实验一 金属液的充型能力及流动性测定实验
实验一 金属液的充型能力及流动性测定实验一、实验目的1、 了解合金的化学成分和浇注温度对金属液充型能力和流动性的影响。
2、 熟悉采用螺旋型试样测定铸造金属液的流动性和评定其充型能力的方法。
3、 具备设计和实施常用金属材料充型比较的能力，并能够对实验结果进行分析。
二、实验的主要内容利用电阻坩埚炉熔化合金；使用螺旋形试样的模样造型；完成浇注；冷凝后得到试样。
通过测量试样长度来判断合金在不同条件下的流动性和充型能力。
三、实验设备和工具电阻坩埚炉（5KW ）、螺旋形试样模样（见图1）、热电偶测温仪、型砂、砂箱、造型工具、浇注工具等。
四、实验原理充型能力是金属液充满铸型型腔、获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。
充型能力主要取决于液态金属的流动性，同时又受相关工艺因素的影响。
金属液的流动性是金属液本身的流动能力，用在规定铸造工艺条件下流动性试样的长度来衡量。
流动性与金属的成分、杂质含量及物理性能等有关。
影响金属液充型能力的工艺因素主要有浇注温度、充型压力等。
提高浇注温度或充型压力，均有利于提高充型能力。
五、实验方法和步骤 1．合金的熔化、保温方案一：将某一成分的铝硅合金在坩埚炉中，加热熔化并过热到一定的温度保温。
方案二：将同一成分的铝硅合金（适量）分别置于两个坩埚炉中，加热熔化并过热到不同的温度保温。
2．造型方案一：采用同一个螺旋形试样的模样分别制作两个直浇道高度不同的砂型。
方案二：采用同一个螺旋形试样的模样分别制作两个直浇道高度相同的砂型。
3．浇注方案一：将熔化并保温的铝硅合金液分别浇注到两个直浇道高度不同的砂型中。
方案二：将两个坩埚炉中加热熔化并保温的铝硅合金液分别浇注到两个直浇道高度相同 的砂型中。
4．开型、落砂 待试样凝固后即可开型并落砂。
图1 螺旋形试样5．测定流动性分别测出不同试样螺旋形部分的长度。
（凸点间距L0=50mm，设凸点数为n，不足L0的长度A0估出，L=L0×n+A0）6．填写实验记录，并整理好工具、模样、砂箱，清扫造型场地。
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实铸造合金流动性的测定
一、实验目的
1.了解浇注温度对铸造合金流动性的影响；
2.了解铸造合金流动性与铸造缺陷的关系；
3.掌握使用螺旋试样法测定铸造合金流动性的方法。
二、实验设备、工具及材料
图1-1螺旋形流动性试样
坩埚电阻炉，20号石墨坩埚，测温热电偶；浇注工具，螺
旋形试样模具，造型工具，钢卷尺；粘土湿型砂，铸造铝
硅合金(ZL102，ZL105)。
三、实验原理
液态合金本身的流动能力称为“流动性”，是合金的
铸造性能之一。
它与合金的成分、温度、杂质含量及物理
性质有关。
合金的流动性对铸型的充填过程及排出其中的气体
和杂质，以及补缩、防裂有很大影响。
合金的流动性好，
则充型能力强，气体和杂质易于上浮，使合金净化，有利
于得到没有气孔和夹杂，且形状完整、轮廓清晰的铸件。
良好的流动性能使铸件在凝固期间产生的收缩得到合金
1-1螺旋形流动性试样
液的补充，并可使铸件在凝固末期因收缩受阻而出现的热
裂得到液态合金的弥合。
液态合金的流动性是用浇注“流动性试样”的方法衡量的。
实际中，是将试样的结构和铸型性质固定不变，在相同的浇注条件下(例如，在液相线以上相同的过热温度或在同一浇注温度)，浇注各种合金的流动性试样，以试样的长度或试样某处的厚薄程度表示该合金流动性的好坏。
对于同一种合金，也可用流动性试样研究各种铸造因素对其充型能力的影响。
例如，采用某种结构的流动性试样，可以改变型砂水分、浇注温度、直浇道高度等因素之一，以判断该因素的变动对充型能力的影响。
因此，各种测定流动性的方法都可用于合金充型能力的测定。
流动性试样的类型很多，如螺旋形、球形、U形、楔形试样以及真空试样等等。
在生产和科学研究中应用最多的是螺旋形试样(见图1-1)。
其优点是：灵敏度高，对比形象，结构紧凑。
缺点是：沟槽断面尺寸较大，液态合金的表面张力的影响表现不出来；沟槽弯曲，沿程阻力损失较大；沟槽较长，受型砂的水分、紧实度、透气性等因素的影响较显著；不易精确控制，故测量精度受到一定影响。
试验时，将液态合金从浇口杯浇入，凝固后取出试样，测量其长度。
为了便于读出和测量试验结果，在螺旋槽中，从缓冲坑开始每隔50 mm 做一个小凹坑。
四、实验步骤
1.配制型砂
用原砂(140/100号)加入适量粘土和水混制成湿型砂。
2.造型合箱
用模样制成上、下砂型，然后合箱等待浇注。
3.熔化浇注
用电阻炉熔化指定成分的铝合金。
当铝液升温至730～750 ℃时，用氯化锌或六氯乙烷精炼，以去除气体和杂质，立即清除熔渣并静置1～2 min，此后进行浇注。
4.打箱、测量
待铸件凝固后，开箱清砂。
待试样冷却后测量其螺旋线长度，并记录实测数据。
5.填写实验报告
实验报告一
班级: 学号: 姓名:
一、实验目的
二、铸造合金流动性实测记
三、回答问题
浇注温度对合金流动性有何影响?试分析原因。
四、思考题
1.分析螺旋形试样铸型各部分的作用。
2.合金流动性较差时，铸件易产生什么缺陷，为什么?。