试述快速凝固技术的原理及快速凝固材料的组织特点
题目
试述快速凝固技术的原理及快速凝固材料的组织特点
相似考题
参考答案和解析
正确答案:
原理：
（1） 急冷凝固技术
急冷凝固技术的核心是要提高凝固过程中熔体的冷速。从热传输的基本原理可以知道一个相对于环境放热的系统的冷速取决于该系统在单位时间内产生的热量和传出系统的热比。因此对金属凝固而言，提高系统的冷速必须要求：第一，减少单位时间内金属凝固时产生的熔化潜热；第二，提高凝固过程中的传热速度。根据这两个基本要求，急冷段固技术的基本原理是设法减小同一时刻凝固的熔体体积并减小熔体体积与其散热表面积之比，并没法减小形体与热传导性能很好的冷却介质的界面热阻以及主要通过传导的方式散热。
（2） 大过冷凝固技术
与急冷凝固技术相比大过冷凝固技术的原理比较简单，就是要在形体中形成尽可能接近均匀形核的凝固条件，从而获得大的凝固过冷度。通常在熔体凝固过程中促进非均匀形核的形核媒质主要来自熔体内部和容器如坩埚、铸模等壁，因此大过玲技术就是主要从这二个方面设法消除形核媒质。
组织特点：
（1）偏析形成倾向减小
（2）形成非平衡相
（3）细化凝固组织
（4）改变析出相的结构
（5）形成非晶态
（1） 急冷凝固技术
急冷凝固技术的核心是要提高凝固过程中熔体的冷速。从热传输的基本原理可以知道一个相对于环境放热的系统的冷速取决于该系统在单位时间内产生的热量和传出系统的热比。因此对金属凝固而言，提高系统的冷速必须要求：第一，减少单位时间内金属凝固时产生的熔化潜热；第二，提高凝固过程中的传热速度。根据这两个基本要求，急冷段固技术的基本原理是设法减小同一时刻凝固的熔体体积并减小熔体体积与其散热表面积之比，并没法减小形体与热传导性能很好的冷却介质的界面热阻以及主要通过传导的方式散热。
（2） 大过冷凝固技术
与急冷凝固技术相比大过冷凝固技术的原理比较简单，就是要在形体中形成尽可能接近均匀形核的凝固条件，从而获得大的凝固过冷度。通常在熔体凝固过程中促进非均匀形核的形核媒质主要来自熔体内部和容器如坩埚、铸模等壁，因此大过玲技术就是主要从这二个方面设法消除形核媒质。
组织特点：
（1）偏析形成倾向减小
（2）形成非平衡相
（3）细化凝固组织
（4）改变析出相的结构
（5）形成非晶态
更多“试述快速凝固技术的原理及快速凝固材料的组织特点”相关问题
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第1题：
快速凝固技术可以分为（）和大过冷凝固技术两大类
- A、极冷凝固技术
- B、急冷凝固技术
- C、速冷凝固技术
- D、快冷凝固技术
正确答案:B -
第2题：
为什么要发展和应用快速凝固技术？
正确答案:常规铸造合金会出现晶粒粗大、偏析严重、铸造性能不好等严重缺陷，它们不仅使现有牌号合金的性能和质量很难得到保证，还限制和束缚了新型合金材料的研制，其主要原因是由于它们凝固时的冷速较小，从而导致合金凝固时的过冷度和凝固速度都很小。因此要消除铸造合金存在的这些缺陷，突破研制新型合金的障碍，就要提高熔体凝固时的冷却速度，实现快速凝固。 -
第3题：
简述快速凝固技术、大块非晶制备技术
正确答案: 快速凝固技术：
（1）急冷凝固技术：设法减小同一时刻凝固的熔体体积并减小熔体体积与其散热表面积之比，并没法减小形体与热传导性能很好的冷却介质的界面热阻以及主要通过传导的方式散热。急冷凝固技术的核心是要提高凝固过程中熔体的冷速。
（2）大过冷凝固技术：在形体中形成尽可能接近均匀形核的凝固条件，从而获得大的凝固过冷度。通常在熔体凝固过程中促进非均匀形核的形核媒质主要来自熔体内部和容器如坩埚、铸模等壁，因此大过冷凝固技术就是主要从这二个方面设法消除形核媒质。
大块非晶制备技术：
（1）铜模吸铸法：将高纯度的组元在氩气保护下熔化，均匀混合后利用负压直接吸入循环水冷却的铜模中。铜模将合金液的热量迅速转移，使合金熔体的温度快速降低至非晶转变温度以下凝固形成非晶固体。
（2）水淬法：将合金置于石英管中，将合金熔化后连同石英管一起淬人流动水中，以实现快速冷却，得到大块非晶。
（3）感应加热铜模铸造法：将合金置于底端通孔的石英管中，利用感应线圈在合金中产生的涡流加热使合金迅速熔化。液态合金由于表面张力并不自动滴漏，需要从石英管顶部外加一个正气压将其吹入铜模。
（4）模具移动法：母合金被感应加热熔化后， 向石英管内通入一定压力的惰性气体，使熔融的合金液连续注入到以一定速度移动的水冷铜模表面的凹槽中，快速凝固形成非晶合金棒材，若水冷铜模的移动方式为旋转式，则可连续制备出一定直径（mm级） 的非晶合金线材。 -
第4题：
简述快速凝固技术材料的组织与性能特点？
正确答案: A. 凝固速度快，从而可以使金属在液态中的溶解度得到扩大，材料各部位的组织更加的紧密，改变金属中各元素的所含比例，从而可以改变该材料的性质，使其达到某种用途的需求。
B. 由于凝固的速度比一般铸造的快，这样得到的凝固结晶会更加的细小，晶粒的分布更加的均匀，一定程度减少了杂质的混入，提高材料的质量，由于晶粒组织的优化，该材料的力学，化学性质会得到提高。
C. 由于快速凝固给材料带来的溶解度的扩大，更加精细的晶粒的析出，从而赋予了材料的高强度，高韧度，以及高耐腐蚀性。
D. 除了金属的快速凝固，还有一种快速凝固非晶态合金。可以使材料具有极高的强度，硬度。又因为其实处于非晶态，它在具有高强度的同时也具有较好的韧性。同时，因为非晶态这种特殊形态，可以使材料具有良好的半导体性能。 -
第5题：
问答题为什么要发展和应用快速凝固技术？正确答案： 常规铸造合金会出现晶粒粗大、偏析严重、铸造性能不好等严重缺陷，它们不仅使现有牌号合金的性能和质量很难得到保证，还限制和束缚了新型合金材料的研制，其主要原因是由于它们凝固时的冷速较小，从而导致合金凝固时的过冷度和凝固速度都很小。因此要消除铸造合金存在的这些缺陷，突破研制新型合金的障碍，就要提高熔体凝固时的冷却速度，实现快速凝固。解析： 暂无解析 -
第6题：
多选题快速凝固技术可以分为（）A极冷凝固技术
B急冷凝固技术
C大过冷凝固技术
D快冷凝固技术
正确答案： B,D解析： 暂无解析 -
第7题：
单选题下列哪种凝固方法是将型壳置于绝热耐火材料箱中（）A发热剂法
B功率降低法
C快速凝固法
D液态金属冷却法
正确答案： C解析： 暂无解析 -
第8题：
问答题简述快速凝固技术材料的组织与性能特点？正确答案： A. 凝固速度快，从而可以使金属在液态中的溶解度得到扩大，材料各部位的组织更加的紧密，改变金属中各元素的所含比例，从而可以改变该材料的性质，使其达到某种用途的需求。
B. 由于凝固的速度比一般铸造的快，这样得到的凝固结晶会更加的细小，晶粒的分布更加的均匀，一定程度减少了杂质的混入，提高材料的质量，由于晶粒组织的优化，该材料的力学，化学性质会得到提高。
C. 由于快速凝固给材料带来的溶解度的扩大，更加精细的晶粒的析出，从而赋予了材料的高强度，高韧度，以及高耐腐蚀性。
D. 除了金属的快速凝固，还有一种快速凝固非晶态合金。可以使材料具有极高的强度，硬度。又因为其实处于非晶态，它在具有高强度的同时也具有较好的韧性。同时，因为非晶态这种特殊形态，可以使材料具有良好的半导体性能。解析： 暂无解析 -
第9题：
问答题举例说明快速凝固应用正确答案： （1） 获得新的凝固组织开发新材料
新的凝固组织包括凝固组织的微细化、过饱和固溶体和非晶相的出现等。凝固组织越微细，得到高强度和起塑性材料的可能性就越大，也有可能通过再结晶来制备单晶材料；过饱和固溶体结构可得到高强度材料，并且可通过热处理获得各种性质的材料；非晶材料具有优异的电磁性能、耐腐蚀性能、强度和触媒性能等特点。
（2） 简化制备工序实现近终形成形
薄板坯连铸已获得工业应用，典型产品厚度为60mm，而常规板坯的典型厚度为200mm。带坯连铸（铸轧）也开始了工业应用，其产品厚度为0.5-3mm。
用溢流法和甩出法可生产出更薄的铝、镁、钛以及各种碳钢与不锈钢的箔带。
（3） 制备难加工材料薄带细小线材和块体材料
如：超合金和Cu-10％Sn青铜等热加工性能差（易产生龟裂）的材料，通过快速冷却减少偏析，细化组织，就可提高变形性能，实现热加工； 又如温度保险丝用Pb-Bi共晶合金等细线强度低，拔丝困难，可采用旋转水纺线法制备。解析： 暂无解析 -
第10题：
单选题按固—液界面的形态可将快速凝固的模式分为平界面凝固、胞晶凝固及（）A有溶质再分配凝固
B无溶质再分配凝固
C无偏析凝固
D树枝晶凝固
正确答案： B解析： 暂无解析 -
第11题：
单选题快速凝固技术可以分为（）和大过冷凝固技术两大类A极冷凝固技术
B急冷凝固技术
C速冷凝固技术
D快冷凝固技术
正确答案： A解析： 暂无解析 -
第12题：
多选题按固-液界面的形态可将快速凝固的模式分为（）A平界面凝固
B胞晶凝固
C树枝晶凝固
正确答案： B,C解析： 暂无解析 -
第13题：
用单辊法制备金属带材的快速凝固工艺特点是什么？
正确答案: ①单辊需要以2000~10000r∕min的高速度旋转，同时要保证单辊的转速均匀性很高，径向跳动非常小，以控制薄膜的均匀性
②为了防止合金溶液的氧化，整个快速凝固过程要在真空或保护性气氛下进行
③为了获得较宽并且均匀的非晶合金带材，液流必须在单上均匀成膜，液流出口的设计及流速的控制精度要求很高。 -
第14题：
举例说明快速凝固应用
正确答案: （1） 获得新的凝固组织开发新材料
新的凝固组织包括凝固组织的微细化、过饱和固溶体和非晶相的出现等。凝固组织越微细，得到高强度和起塑性材料的可能性就越大，也有可能通过再结晶来制备单晶材料；过饱和固溶体结构可得到高强度材料，并且可通过热处理获得各种性质的材料；非晶材料具有优异的电磁性能、耐腐蚀性能、强度和触媒性能等特点。
（2） 简化制备工序实现近终形成形
薄板坯连铸已获得工业应用，典型产品厚度为60mm，而常规板坯的典型厚度为200mm。带坯连铸（铸轧）也开始了工业应用，其产品厚度为0.5-3mm。
用溢流法和甩出法可生产出更薄的铝、镁、钛以及各种碳钢与不锈钢的箔带。
（3） 制备难加工材料薄带细小线材和块体材料
如：超合金和Cu-10％Sn青铜等热加工性能差（易产生龟裂）的材料，通过快速冷却减少偏析，细化组织，就可提高变形性能，实现热加工； 又如温度保险丝用Pb-Bi共晶合金等细线强度低，拔丝困难，可采用旋转水纺线法制备。 -
第15题：
常用金属线材的快速凝固方法有哪些？它们的工艺特点是什么？
正确答案: a.玻璃包覆熔融的线法。特点：容易成型、连续等径、表面质量好的线材。但生产效率低，不适合生产大批量工业用线材。
b.合金熔液注入快冷法。特点：装置简单，但液流稳定性差，流速较低、难控制速率，不能连续生产。
c.旋转水纺线法。特点：原理和装置简单、操作方便、可实现连续生产。
d.传送带法。特点：综合了b、c法，可实现连续生产，但装置较复杂，工艺参数调控较难，传送速率不快。 -
第16题：
下列哪种凝固方法是将型壳置于绝热耐火材料箱中（）
- A、发热剂法
- B、功率降低法
- C、快速凝固法
- D、液态金属冷却法
正确答案:A -
第17题：
问答题试述快速凝固技术的原理及快速凝固材料的组织特点正确答案： 原理：
（1） 急冷凝固技术
急冷凝固技术的核心是要提高凝固过程中熔体的冷速。从热传输的基本原理可以知道一个相对于环境放热的系统的冷速取决于该系统在单位时间内产生的热量和传出系统的热比。因此对金属凝固而言，提高系统的冷速必须要求：第一，减少单位时间内金属凝固时产生的熔化潜热；第二，提高凝固过程中的传热速度。根据这两个基本要求，急冷段固技术的基本原理是设法减小同一时刻凝固的熔体体积并减小熔体体积与其散热表面积之比，并没法减小形体与热传导性能很好的冷却介质的界面热阻以及主要通过传导的方式散热。
（2） 大过冷凝固技术
与急冷凝固技术相比大过冷凝固技术的原理比较简单，就是要在形体中形成尽可能接近均匀形核的凝固条件，从而获得大的凝固过冷度。通常在熔体凝固过程中促进非均匀形核的形核媒质主要来自熔体内部和容器如坩埚、铸模等壁，因此大过玲技术就是主要从这二个方面设法消除形核媒质。
组织特点：
（1）偏析形成倾向减小
（2）形成非平衡相
（3）细化凝固组织
（4）改变析出相的结构
（5）形成非晶态解析： 暂无解析 -
第18题：
问答题常用金属线材的快速凝固方法有哪些？它们的工艺特点是什么？正确答案： a.玻璃包覆熔融的线法。特点：容易成型、连续等径、表面质量好的线材。但生产效率低，不适合生产大批量工业用线材。
b.合金熔液注入快冷法。特点：装置简单，但液流稳定性差，流速较低、难控制速率，不能连续生产。
c.旋转水纺线法。特点：原理和装置简单、操作方便、可实现连续生产。
d.传送带法。特点：综合了b、c法，可实现连续生产，但装置较复杂，工艺参数调控较难，传送速率不快。解析： 暂无解析 -
第19题：
问答题实现快速凝固的途径有哪些？正确答案： A.动力学急冷法
B.热力学深过冷法
C.快速定向凝固法解析： 暂无解析 -
第20题：
多选题按固—液界面的形态可将快速凝固的模式分为（）A无偏析凝固
B平界面凝固
C胞晶凝固
D树枝晶凝固
正确答案： C,D解析： 暂无解析 -
第21题：
多选题快速凝固技术可非为（）A急冷凝固技术
B大过冷凝固技术
C小过冷凝固技术
正确答案： C,B解析： 暂无解析 -
第22题：
问答题用单辊法制备金属带材的快速凝固工艺特点是什么？正确答案： ①单辊需要以2000~10000r∕min的高速度旋转，同时要保证单辊的转速均匀性很高，径向跳动非常小，以控制薄膜的均匀性
②为了防止合金溶液的氧化，整个快速凝固过程要在真空或保护性气氛下进行
③为了获得较宽并且均匀的非晶合金带材，液流必须在单上均匀成膜，液流出口的设计及流速的控制精度要求很高。解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题简述快速凝固技术、大块非晶制备技术正确答案： 快速凝固技术：
（1）急冷凝固技术：设法减小同一时刻凝固的熔体体积并减小熔体体积与其散热表面积之比，并没法减小形体与热传导性能很好的冷却介质的界面热阻以及主要通过传导的方式散热。急冷凝固技术的核心是要提高凝固过程中熔体的冷速。
（2）大过冷凝固技术：在形体中形成尽可能接近均匀形核的凝固条件，从而获得大的凝固过冷度。通常在熔体凝固过程中促进非均匀形核的形核媒质主要来自熔体内部和容器如坩埚、铸模等壁，因此大过冷凝固技术就是主要从这二个方面设法消除形核媒质。
大块非晶制备技术：
（1）铜模吸铸法：将高纯度的组元在氩气保护下熔化，均匀混合后利用负压直接吸入循环水冷却的铜模中。铜模将合金液的热量迅速转移，使合金熔体的温度快速降低至非晶转变温度以下凝固形成非晶固体。
（2）水淬法：将合金置于石英管中，将合金熔化后连同石英管一起淬人流动水中，以实现快速冷却，得到大块非晶。
（3）感应加热铜模铸造法：将合金置于底端通孔的石英管中，利用感应线圈在合金中产生的涡流加热使合金迅速熔化。液态合金由于表面张力并不自动滴漏，需要从石英管顶部外加一个正气压将其吹入铜模。
（4）模具移动法：母合金被感应加热熔化后， 向石英管内通入一定压力的惰性气体，使熔融的合金液连续注入到以一定速度移动的水冷铜模表面的凹槽中，快速凝固形成非晶合金棒材，若水冷铜模的移动方式为旋转式，则可连续制备出一定直径（mm级） 的非晶合金线材。解析： 暂无解析