1.固态金属的加热膨胀的实质是原子距离的增加与空穴的产度提供，即过冷度就是凝固的驱动力生，粘度的实质是液态金属原子间的结合力，表面张力的实9.分为平衡凝固、近平衡凝固、非平衡凝固随着凝固速度质是表面原子受力不平衡的增加，金属的凝固由平衡凝固到近平衡凝固，再到非平衡2.金属的熔化过程是金属由固态变成液态时原子由规则排列凝固即三者的凝固速度依次增加变成非规则排列的过程，在该过程中，原子紊乱度增加，熵10.凝固过程总的来说是由于体系自由能的降低自发进行的，值增大3.理想液态金属的结构由原子集团、游离态原子、空穴或裂程不可能瞬时完成两个能障是热力学能障和动力学能障实际液态金属除上述四种外还有杂质与气泡组成11.4.三个起伏是能量起伏、浓度起伏、结构起伏AG = AG、+ AG5.粘度的影响因素：①粘度与离位激活能成正比②一定范形4_-一 Kr 3 AG + 4兀 r 23围内，温度与粘度成反比③与杂质及合金元素有关④熔体处理包括精炼处理，粘度降低；变质处理，改变其中的dAG令2形状；细化处理，减少其尺寸粘度在材料成型中的意义:①液态金属的净化②对液态金属流动阻力的影响③对凝固过程中液态金属对流的影响。
表面张力的影响因素：①熔drAGVAGVLAT带入前式可得：r*均2T mLAT凝固过程中产生的固-液界面使体系自由能增加，导致凝固过点越高，表面张力越大②温度与表面张力成反比③与合金元素有关表面活性元素使表面张力减小，表面非活性元素使其增加表面张力的意义：①对铸型表面光滑程度的影响②获得薄壁件③对铸件凝固后期热裂有影响AG *均16=—兀33T 2 m—L2 AT 26.当界面上的原子与内部的原子所处的状态相差不大时，接触的两相质点间结合力越大，界面张力越小，界面越稳定，润湿角越小非均质形核证明过程：LCLCcos 07.因素：液态金属性质；铸型性质；浇注条件;铸件结构根据公式=n • (r sin0 )2i = 5•但• kl+C1(0 浇-七). i .Pa―1 '浇0 -0L 型=j0 (2兀rsin0) rd0 = 2兀r2(1 -cos0)0Kr3 , —^(2 - 3cos 0 + cos3 0)一.液态金属性质：①合金成分纯金属、共晶合金流动性好；结晶温度越宽，充型能力越差②.结晶潜热越大，j0兀(r sin 0)2d (r 一 r cos 0)=0充型能力越大③比热容越大，密度越大，充型能力越大;=。
LC=气4+lsA2导热系数越大，充型能力越大④粘度越大，充型能力越差⑤表面张力越大，充型能力越差二铸型性质①蓄热系数越大，充型能力降低②型腔温度增大，充型能力降低③铸型AGi=兀[2LS(2 - 3COS0 + COS 30)AG、=AG • VV中的气体三浇注条件①浇注温度增大，充型能力越好② 颈压头增大，充型能力增强③浇注系统结构四铸件结构Kr 3-3- (2 一 3cos0 + cos3 0) • AG①折算厚度越大，充型能力越好②浇注方案③铸件复杂程度增加，充型能力越弱8.由公式AGVL(T - T) = LAT 对m于某一金属而言，AG = AG、+AGidAG熔化潜热L和熔点Tm是定值dr有关因此液态金属凝固的驱动力由过冷AG *异/ 4 2 - 3cos0 + cos3 0=(—Kr3 • AG + 4Kr2) 32 LSAGVLS16K21 [2一3cos0 +cos30 ] = ag，• f(0)3AG 2 4 」 均八/V物理含义：均质形核功2/3由体积自由能的减少提供，剩 余的1/3由能量起伏提供异质形核功是一个一个液态金属 原子变成固态金属原子的能量之和关系：异质形核功总是 小于均质形核功。
因为ag，=agm・f仰)， 异 均0 < f (9 ) < 1 n AG异 < AG均12. 形核率为单位时间、单位体积生成固相核心的数目；这句 话是错的因为随着过冷度的增加，形核率增加，达到最大 值后，不但不增加，反而下降关系：温度和时间适当升高， 大尺寸异质核心熔化，形核率增大；温度过高，时间过长， 异质核心全部熔化，形核率降低13. 宏观：平面方式生长；树枝晶方式生长微观：晶体连续 或垂直生长；晶体的二维生长；晶体从缺陷处生长14. 不对这句话只适用于纯金属，对合金来说是错的15. 固液界面结构从微观上分为:粗糙界面;光滑或平整界面 金属的熔化熵值小，界面大多为粗糙界面；非金属及化合物 的熔化熵值大，界面大多为光滑或平整界面金属的生长方 式是晶体连续或垂直生长【七=K1 * ATk 1；非金属则是晶体的二维生长【V2 = Kf -B/ATk】和螺旋生长【v = K ・AT2l 关系.v > v > v16.方根定律适用于球体、大平板、圆柱体因为这些铸件的结晶间距小凝固时间越长，冒口补缩能力越强19..0C* = C体积凝固，结晶温度范围很宽，温度梯度很小，易产生缩松; 逐层凝固，结晶温度范围很窄，温度梯度很小，易产生缩孔。
17.因为温度梯度为正，而热流密度为正，所以需要在热流密 度的表达式前面加一个负号p V <'k l + C (T — T )——[ 1_浇 ]2b A T — T2 1 i 2018.平方根定律:其计算结果大于实际时间平CK0CK CC*I SC.0|C *L从上到下为：平衡凝固，固相无扩散液相均匀混合，液相无 对流只有有限扩散，固相无扩散液相有对流开始凝固时，固相中的溶质含量为K0C.0，液相中的溶质含量为C0,随着固液两相成分的变化，当T (x、)= T - m C (x、)两式得:G <-md^L L dx、Ix、=026.八 八八 CCS = Co, CL = K时，进入稳态凝固阶段并维持较0长一段时间形成上图曲线证明•. (1 - f)dC: 将八 C* dC* (1 - k )dfCL=于带入上式得• C^ = 3 S 0 S S积分得 me； = (k0 - 1)ln(1 - fs) + In C 滞入 f =0, C*=kC n C = kC 故入 S S 0 0 0 0 故C*= kC (1 - f )k0-1 同理S 0 0 S 同理CL = C0 f k-1 因为还没有到达凝固结束时，液 相中溶质含量就达到共晶成分而进行共晶凝固，这就超出了 单相凝固的条件。
20. 存在对流时，固液界面前沿富集程度，富集区均减小，使CL减小，由CS - k CL可知，CS也减小21. 成分过冷判据证明过程略G < 气（E |L dx、 x、=0M mL（1- k0）Cv — Dk 0 0影响因素：液体中溶质扩散系数;凝固速度关系•随着成分 过冷区得增大，液态金属从平面生长过渡到胞状生长、柱状 生长、自由树枝晶生长22. 密排面形成的界面能小，非密排面形成的界面能大，导致露出密排面，所以接触面为非密排面生长面为非密排面23. 枝晶间距与生长速度成反比，与凝固温度范围成正比凝 固温度范围越宽，流动性越差原因：24. 因素：①体积分数②界面能的各向异性③第三组元的影 响不对，在近平衡凝固条件下，非共晶成分的合金也可得 到100%共晶组织25. 对因为当组成共晶两相的两个组元熔点相差较大，两条 液相线不对称，共晶点成分通常靠近低熔点组元一侧，此时， 高熔点组元的相容易析出，但合金中低熔点组元含量多，形 成共晶时，两组元的体积分数相近，所以共晶共生区偏向高 熔点组元一侧共晶晶粒的形态是从中心向外发射的球体结 构d^ (x、)| =- v (C; C0)dx、 x、=0 D ―企L 1 - CL得.G < 耕C―L-得； v D 0 k1 - 0k 05 — 8时，液相只有有限扩散片间距入 很小时，曲率导致的过冷的影响是主要的，反之， 片间距入较大时，成分过冷是主要的。
规则共晶是金属与金 属相组成；非规则共晶由金属与非金属相和非金属与非金属 相组成27.石墨呈六方晶格，基面（0001）之间原子的作用力较弱， 因此，容易产生挛晶旋转台阶，碳原子向台阶处堆积，在 [1010]方向上以旋转台阶生长方式快速生长，而（0001） 是密排面，生长缓慢，当石墨形成时，丫依附在（0001）面 阻碍其生长，又第三组元如S、O等活性元素吸附在旋转挛晶台阶处，显著降低了（ 1°1°）面与合金液间的界面张力，使得［1°1° ］方向的生长速度大于［°°°1 ］方向石墨最终长成板片状Al-Si合金中的在自然条件下生长成板片状，具有｛111 ｝28.①° SL >b SL +七「固液界面的推进速度大于 乂2 乂 1 12液滴上浮速度时，获得棒状结构，反之，分层结构②气L =GSL +cLL cos°液滴形成棒状结构组织③°SL
3°.含义：两个固相之间的界面张力° a°远小于它们与液相之间的界面张力° aL和意义：①有助于平界面的生长；②复合材料具有高的稳定性31.落和枝晶熔断④结晶雨游离33. 一.向熔体中加入强生核剂包括：①直接作为外加晶核 的生核剂②生核剂中的元素能与液态金属中的某元素形成较 高熔点的稳定化合物③溶质富集，迫使结晶相提前析出④加 入强成分过冷元素的生核剂二.控制浇注条件包括：①采 用较低浇注温度②采用合适浇注工艺③铸型性质和铸件结构 ④动态下结晶细化等轴晶34. 夹杂的形成：一次夹杂，在金属熔炼及炉前处理过程中形 成;二次夹杂，是液态金属在浇注及充型过程中因氧化而产生 的夹杂物夹杂的控制：一次夹杂①精炼处理②过滤③防止 偏晶反应二次夹杂①控制易氧化元素②合金浇注工艺③真 空或保护性气氛状态下气孔的形成:①析出性气孔：液态金 属含气较多时，随着温度下降溶解度降低，气体析出压力增 大，当大于外界压力时便形成气泡，气泡如在金属凝固时来 不及浮出液面，便残留在金属中形成气孔②侵入性气孔： 主要由砂型或砂芯在液态金属高温作用下产生的气体侵入到 液态金属内部形成的③反应性气孔：在金属与铸型间的反 应、金属与熔渣间的反应或液态金属内元素间的反应中形成 的。
气孔的控制：对于析出性气孔：①消除气体来源②熔炼 室温度不要太高③精炼处理④防止气体的析出对于侵入性 气孔：①控制气体来源②控制铸型的透气性③提高砂型的排 气能力④适当提高浇注温度对于反应性气孔：①严格控制 合金中的强氧化元素②平稳充型裂纹的形成：热裂在铸件 凝固后期收缩时形成；冷裂在铸件凝固完得降温过程中形成 的裂纹的控制：①铸型均匀冷却，保持温度场均匀②提高 铸型和芯子的退让性③采用时效或共振法④提高合金抗热裂 能力32. 铸件从表面到中心，其宏观组织分别为表面细晶区；柱状 晶区；等轴晶区表面细晶区的形成机理：①液态金属激冷 作用导致的非均质形核②晶粒的游离柱状晶区的形成机理: 晶体与热流方向平行的择优生长等轴晶区的形成机理：① 过冷引起的非自发形核②激冷形成的晶核卷入③型壁晶粒脱。