1. 液态金属充型过程的水力学特点。
答：（1）多相黏性流动。含有夹杂物和气体的钢水一定是黏性的多相流体。（2）不稳定流动。（3）紊流流动。其雷诺数Re远大于临界雷诺数Re*.(4)在“多孔管”中流动。 2. 3.
4.液态金属充型能力？它与液态金属的流动性有什么区别和联系？
答：液态金属充型能力：液态金属充满铸型的型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。区别：液态金属的流动性（流动能力）指的是影响液态金属充型能力的金属及合金的性质。 联系：液态金属的流动性是决定液态金属充型能力的内因，起主导作用。、
5. 液态金属充型过程停止流动机理？
答：（1）对于纯金属、共晶合金或窄结晶温度范围合金，如低碳钢，因其结晶特点是在一定的温度点开始凝固，当具有一定过热度的液态金属在管道中流动时，靠近管壁的液态金属首先达到凝固温度开始在管壁上凝固，而中心的过热液态金属可以继续向前流动，且能够全部或部分地熔化正在生长的柱状晶。当流动的液态金属的过热度散失殆尽，柱状晶一直生长到中心，液态金属完全在流动的前端之前被堵塞而停止流动。
（2）对于有一定结晶温度范围的合金，因其结晶特点是在一定的温度范围内，当具有一定过热度的液态金属在管道中流动时，不断接触管壁的液态金属前端首先达到凝固温度，开始有部分固相以枝晶析出，此时液态金属仍可继续向前流动，而流动阻力越大，流动速度越慢，当液态金属前端析出15%~20%左右的固相时，在流动的前端被堵塞而停止流动。
6.金属动态凝固曲线的意义？
答：金属动态凝固曲线：把凝固体断面上实际测得的温度随时间变化曲线上确定的温度点投影到凝固体断面上不同位置与时间的框图中，把不同时间，不同位置的同一温度点连接起来得到的曲线。
7.金属凝固方式有哪几种？影响金属凝固动态曲线的因素是什么？
答：凝固方式：逐层、体积、中间凝固方式。影响因素：（1）金属本身的凝固特点。凝固温度范围，即金属或合金的成分，液相线与固相线之间的温度差，这是影响金属或合金凝固方式的重要因素。（2）外界条件。这是决定凝固体断面温度分布的因素。
8.砂型铸造时，铸件铸型界面存在哪些作用？ 答：（1）热作用——传热、传质。在金属和砂型间有热交换、水分迁移、气体迁移和元素扩
1如果砂型表面强度不够，散。（2）机械作用——冲击、冲刷、静压力。○金属液将冲坏型壁，2如果砂型整体强度不够，使铸型产生表面缺陷。○型壁在金属液压力作用下发生移动，使铸件产生尺寸误差缺陷（胀箱、肥大）。（3）化学和物理化学作用——造型材料本身、造型材1造型材料自身的分解和化学反应，料与液态金属发生化学和物理化学反应。○可改变界面气
2金属液与造型材料起化学和物化反应，可引起铸件粘砂、氛和压力，引起铸件气孔缺陷。○
表面成分改变、气孔等缺陷。
9.湿砂型浇注金属时发生的现象？这些现象对砂型的影响？对铸件质量的影响？
10.夹砂结疤和鼠尾（膨胀类缺陷）产生的机理及主要防止措施。 答：形成机理：在浇注过程中，砂型表面被金属液烘烤加热，使砂型里外层之间产生温度差，产生水分迁移现象而形成干砂区和高湿度低强度的水分饱和凝聚区。由于砂型例外层温度不同而使砂型各层的膨胀量不同，当表面烘干层膨胀受阻时就形成较大的热压应力。在这种情况下，干砂区和水分饱和凝聚区将产生相对滑移的趋势，当干砂区的压应力大于水分饱和凝聚区的剪切应力时，干砂区边缘翘起而形成鼠尾缺陷；当水分饱和凝聚区的抗拉强度较低时，干砂区就会凸起导致分层，严重时凸起的沙层就会破裂，金属液进入层间孔隙而形成夹砂缺陷。产生夹砂结疤的倾向与砂型干砂区和水分饱和凝聚区的性能有关，干砂区的热压应力越大，水分饱和凝聚区的强度越低，则产生夹砂结疤的可能性越大。
防止措施：从提高砂型的热湿拉强度和降低热压应力着手，具体可采取如下措施：（1）造型
1使用粒度分散的原砂，并控制原砂中的SiO2含量，这样会降低材料方面可采取的措施：○
2使用钠基膨润土或钙基活化膨润土作粘结剂，这样会提高砂型表面 烘干层的热压应力；○
3使用能提高砂型热湿拉强度、砂型的热湿拉强度；○降低表面烘干层热压应力的附加物，如4控制型砂的含水量，降低型砂的含泥量。1缩煤粉、渣油等；○（2）工艺方面采取的措施：○
2合理设计浇注系统和选择浇注位置，短浇注时间，使金属液尽快充满型腔；○避免局部型壁3保证砂型排气通畅；○4砂型的紧实度要均匀，不宜过大。 烘烤时间过长和过热；○
11.侵入性气孔形成条件？防止措施？
答：P(气)>P（静）+P（阻）+P（腔），P（气）——铸件/砂型界面处气泡（气核）的压力；P（静）——界面处气泡（气核）位置的液态金属静压力，P（静）=ghρ；P（阻）——气泡（气核）进入液态金属中的阻力，P（阻）=2σ/r，σ为液态金属表面张力，r为气泡（气核）半径；P（腔）——型腔中金属液面压力，当型腔与外界相通时为大气压。 防止措施：（1）控制砂型的发气性，如减少造型材料中的发气物质，使用发气慢、发气温度高的造型材料；（2）增加砂型的透气性，如扎气眼，设置排气道，使用透气性好的背砂等；（3）降低浇注温度。
12.什么叫机械粘砂、化学粘砂？形成机理和影响因素？
答：机械粘砂：金属渗入砂型微孔中，将砂粒钩联下来的粘砂现象。形成机理：根据毛细理论：将砂型表面砂粒间的微孔看成是直径细小的毛细管，认为机械粘砂是金属液与型砂微孔的毛细现象引起的。影响因素：（1）金属液凝固时间：浇注温度越高，铸件热节越大，则金属对砂型的热作用时间越长，越容易产生粘砂；（2）砂型特点：砂型的微孔尺寸越大，激冷能力越弱，蓄热量越小，发气量越小，越容易产生粘砂；（3）界面特性：金属液的表面张力及其与砂型的润湿性影响到粘砂的产生，金属液润湿砂型，则P（临）降低，金属易于渗入，这时表面张力愈大，渗入越深。控制界面气氛可改变金属液对砂型的润湿性；（4）金属液静压力：砂型某部位的金属液静压力与铸件高度和浇注位置有关，金属液静压力大的部位容易产生粘砂。
化学粘砂：金属氧化物渗入砂型微孔中并与砂粒起反应的粘砂现象。形成机理：化学粘砂形成包括两部分：一是粘砂层的形成，二是粘砂层与铸件的结合。下面分别讨论：（1）金属液的表面氧化及粘砂层的形成：铸件浇注后，金属液表面被氧化生成的氧化铁在液态时FeO多，而在凝固后的冷却过程中要有一部分FeO转化为高价氧化铁。高温氧化生成的氧化铁可分成Fe3O4、Fe2O3、FeO三部分，它们构成了粘砂层中的金属氧化层。金属氧化物易于向砂型微孔中渗透，并与砂粒、粘结剂反应形成硅酸铁等化合物，所以硅酸铁等低熔点化合物构成了粘砂层中的烧结层。（2）粘砂层与铸件的结合：粘砂层的结合部位有两处：铸件与
氧化层、氧化层与烧结层。氧化层分为三层，Ⅰ层主要为FeO和Fe3O4，Ⅱ层主要为FeO、Fe3O4和Fe2O3，Ⅲ层主要为Fe3O4和Fe2O3。由于高价氧化铁形成时相变体积变化大，应力大，所以Ⅰ层与铸件的结合力最大，Ⅲ层与铸件的结合力最小。影响因素：（1）氧化层的多少；（2）烧结层的多少。
13.利用砂型表面的的合金元素对铸件进行合金化有何优点？常用哪些方法进行合金化？ 答：根据渗入合金的特性，这层合金层可以改善铸件的耐磨、耐热、耐蚀及其他性能，从而显著提高铸件的使用寿命。具体优点如下：（1）与非铸造途径的表面强化方法相比较，具有不需要专用的处理设备且生产周期短，成本低，零件不变形等优点。（2）与整体的合金铸件相比较，合金元素能得到有效利用，铸件表面各部分的不同性能要求可以设法通过铸渗不同的合金来满足需要，而铸件的其他部分可以采用其他材料。这样既可以节约贵重金属材料，降低成本，又达到了物尽其用的目的。
产用方法：（1）表面孕育法；（2）铸渗法；（3）金属涂敷铸造法。
14.湿砂型的型砂要求具备哪些工艺性能？这些性能对铸件质量有什么影响？
答：湿砂型的工艺性能有湿态强度、透气性、流动性、可塑性与韧性、干湿程度、抗夹砂结
1湿态强度：若湿态强度过低，在造型、下芯、疤能力、抗粘砂能力。对铸件质量的影响：○
合箱、搬运过程中可能造成砂型的破损，甚至塌箱；在浇注时砂型表面可能被金属液冲坏，型壁移动，使铸件产生砂眼、胀箱和跑火缺陷。若湿态强度过高，则砂型的退让性差，铸件
在凝固过程中容易产生裂纹，同时砂型的溃散性也差，使铸件落砂困难，增加清理工作量。 2透气性：若砂型透气性差，排气不利，就会使铸件产生气孔、浇不足等缺陷，严重的会出○
现呛火。若砂型透气性太好，说明砂型微孔的尺寸较大，铸件易产生表面粗糙和粘砂缺陷。 3流动性：流动性好的型砂可形成紧实度均匀、轮廓清晰、表面光洁的型腔，造型效率高。○ 4可塑性与韧性：可塑性好的型砂，造型、起模、修型方便，铸件表面质量好。韧性好的型○
5抗夹砂结疤能力：防止铸件砂起模性好，砂型不易损坏，型腔轮廓清晰，造型效率高。 ○
6抗粘砂能力：防止铸件产生粘砂缺陷。 ○7干湿程度：型砂干湿程产生夹砂、结疤缺陷。 ○
度对型砂基本性能和铸件的质量影响很大，控制好砂型的干湿程度，就能有效防止铸件产生
缺陷。
15.型砂的最适宜水分？用紧实率判断型砂干湿程度有何优点？如何测定紧实率？
答：型砂的最适宜水分：将紧实率控制在最适宜干湿程度下的型砂水分。用紧实率判断型砂干湿程度的优点：（1）紧实率对型砂的干湿程度敏感，能够真实反映型砂水分的变化，型砂水分增加，紧实率也增加。（2）紧实率可反映型砂成分和混砂效果，型砂中的泥分增加则紧实率下降，混砂均匀度增加则紧实率也增加。（3）紧实率易于测试，将测试装置安装在混砂机上，随时调整型砂水分加入量，实现型砂性能的在线控制。
测定紧实率：紧实率是指型砂被紧实前后的体积变化率。紧实率=（型砂被紧实的体积/型砂紧实前体积）×100%，紧实率是在三锤制样机上或SYY液压制样机上进行测定，按下式计算：紧实率=（紧实距离h/试样筒高度H）×100%，由于标准筒高度H=100mm，所以紧实率=h%。
16.铸造用硅砂的性能有哪些？这些性能对铸件质量有何影响？角形因数的大小说明什么问题？
答：铸造用硅砂的性能主要包括含泥量、颗粒组成、颗粒形貌、矿物组成和化学成分、pH值和需酸量。
对铸件质量的影响：
角形因数是单位质量原砂的实测表面积与单位质量同样粗细等直径假想圆球的表面积的比值。当比值为1时，砂粒为圆球形，比值越大，砂粒的形状就越偏向尖角形。
17.膨润土和普通黏土的晶体结构有何不同？它们的性能有何不同？黏土对型砂性能有哪些影响？ 答