《材料成形原理》阶段测验-第八九章A卷参考答案(曹玉科整理)

A卷《材料成形原理》阶段测验（第八、九章）班级：成三姓名：曹玉科学号20111720成绩：座位：第排，左起第座1、填写表中氧化物是酸碱性（1×8分）氧化物K2OTiO2MnOMgOFeOSiO2CaOZrO2酸碱性？碱性酸性碱性碱性碱性酸性碱性酸性2、填空题（每题2分）（1）熔渣是多种化合物构成的复杂混合物系统，按其构成属性可分为盐型、盐—氧化物型和氧化物型熔渣三类。氧化物型熔渣具有较强的氧化性，一般用于低碳钢、低合金高强钢焊接。（2）随温度增高粘度下降速度缓慢的渣称为长渣；从粘度对温度角度看碱性焊条熔渣属于短渣；在酸性渣中减少SiO2，增加TiO2或增加碱性氧化物的含量，都可以使复杂的Si-O阴离子减少，可降低粘度并使渣成为短渣。（3）碱性焊条又称为低氢型焊条。碱性熔渣与熔滴间的界面张力较大，焊接时较易发生熔滴粗化、飞溅。酸性焊条施焊时，熔滴过渡的颗粒较小，焊缝鱼鳞纹细密，外观成形好。（4）CaF2能促使碱性渣中CaO熔化，也可减小酸性渣中Si-O离子团聚合度及其尺寸，从而降低熔渣粘度，因此，在焊接熔渣和炼钢熔渣中常用作为稀释剂。此外，CaF2可显著降低熔渣与钢液之间的界面力而改善润湿性；在焊条药皮中加入7％～8％CaF2，还可显著减少焊缝熔池金属中氢含量。（5）熔渣中的FeO既溶于渣又溶于液态钢，其在两相中的分配常数L随温度升高而减小，所以（FeO）等浓度时熔渣的氧化性随温度升高而增大。焊接时在高温下FeO更容易向金属中分配，在熔池尾部温度较低，FeO向熔渣中扩散。（6）钢液的沉淀脱氧是将脱氧剂直接加入液态金属中与[FeO]起作用，其脱氧产物析出转入熔渣的一种脱氧方式。这种脱氧方式的优点是脱氧速度快，脱氧彻底，其缺点是脱氧产物难以彻底清除。（7）脱氧产物的酸碱性质应与熔渣的相反，以利于熔渣吸收并中和脱氧产物，因此酸性焊条可采用Mn作为脱氧元素而不适宜采用Si进行脱氧。（8）常规熔炼钢水的脱碳反应，工艺方法上常采用如吹氧或加Fe的高价氧化物（如铁矿石、锈蚀严重的铁屑等），利用其与[Fe]反应所生成的CO气泡(同时生成[FeO])，随气泡析出过程降低钢液中有害气体及夹杂物的含量，其主要目的是净化钢液。（9）为提高钢液熔渣（扩散）脱磷的效果，希望大量的低粘度碱性渣，同时渣中含有高浓度的（FeO），即强氧化性渣，且在较低温度下进行。3、炼钢过程熔渣（扩散）脱硫的反应式为（CaO）＋（FeS）→（CaS）＋（FeO），且为吸热反应。那么，如何控制下列因素，以提高脱硫效果和速率？（3×4分）（1）温度：较高温度（2）熔渣性质（酸碱性）：碱性（3）熔渣粘度：降低（4）熔渣氧化或还原性：还原性4、右图表明一些元素脱氧能力，及达到平衡时不同残留量[Me]残留量条件下钢液中氧含量[O]。请说明：（4+4+6+6分）（1）排列Si、Mn、Al、Ti、Ca五元素脱氧能力由强到弱顺序：CaAlTiSiMn（顺序错则不得分）（2）平衡条件下[Al]残留量为0.01%、0.1%时，钢液中的[O]含量分别为：1PPM及0.4PPM(注：PPM——百万分之一)（3）从脱氧程度看，图中[Me]残留量~[O]的共性关系表达了什么？（4）选用脱氧元素时，除了考虑其脱氧能力之外，从其蒸气压（高A卷则在钢液中溶解度低）以及脱氧产物的熔点、密度方面应如何考虑？答：（3）[Me]残留量越大，[O]越少，因此，脱氧剂需要有一定的残留量，否则难以取得好的脱氧效果。（4）应选蒸汽压低的脱氧元素，否则难以保证一定的溶解度（如单独用Ca则溶入很少）；脱氧产物熔点稍低于金属熔体；脱氧元素所形成的脱氧产物密度小，这样有利于脱氧产物上浮到熔渣中。