凝固原理与铸造技术复习题答案1、画出纯金属浇入铸型后发生的传热模型示意图，并简要说明其凝固过程的传热特点 。凝固过程的传热有如下一些特点：简单地说：一热、二迁、三传。首先它是一个有热源的传热过程。金属凝固时释放的潜热，可以看成是一个热源释放的热，但是金属的凝固潜热，不是在金属全域上同时释放，而只是在不断推进中的凝固前沿上释放。即热源位置在不断地移动；另外，释放的潜热量也随着凝固进程而非线性地变化。一热：有热源的非稳态传热过程，是第一重要的。二迁：固相、液相间界面和金属铸型间界面，而这二个界面随着凝固进程而发生动态迁移，并使传热现象变得更加复杂。三传：液态金属的凝固过程是一个同时包含动量传输、质量传输和热量传输的三传（导热、对流和辐射传热）耦合的三维传热物理过程。其次，在金属凝固时存在着两个界面。即固相、液相间界面和金属铸型间界面，而在这些界面上，通常发生极为复杂的传热现象。2、一个直径为 25cm的长圆柱形铸钢件在砂型和金属型中凝固：(l) 当忽略铸件 - 铸型界面热阻时，它们的凝固时间各为多少？(2) 当铸件 - 铸型的界面换热系数hi=0.0024J(cm2．s．℃) 时，它们的凝固时间各为多少？计算用参数如表 l -2 所示，计算中假定钢水无过热度，并在一个固定的温度Tf下凝固，同时假定铸型无限厚。3、对于单元系而言，为什么高温时稳定的同素异性结构具有比低温时稳定的同素异性结构有较高的热焓，即H(γ -Fe)>H (α -Fe)? 4、推导曲率引起的平衡温度改变的计算公式。除压力外， 表面曲率亦对平衡温度产生影响。在凝固时， 表面曲率对固相来说相当于增加了一项附加压力，这项附加压力是与界面张力相平衡的。当任一曲面体的体积增加Δ V，面积增加 Δ A 时，附加压力 Δ P 与界面张力 σ 的关系为：由于曲率引起的平衡温度的改变为：5、二元合金的溶质平衡分配系数，除可以用热力学数据计算外，还可以用液相线斜率 mL及结晶潜热 Δ Hm来计算。试推导其计算公式。溶质平衡分配系数k0 为恒温下固相溶质浓度CS与液相溶质浓度CL达到平衡时的比值(即 k0= Cs/CL)。二元合金的溶质平衡分配系数，除可以用热力学数据计算外，还可以用液相线斜率 mL 及结晶潜热 Δ Hm 来计算。在二元合金中，设mL 和 mS 为常数，则有：6、已知纯铜的熔点为 1085℃，液态时铜的摩尔体积为8.0 ×10-6m3，固态时为 7.1×10-6m3，当压力的变化为 103MPa时，试确定纯铜熔点...
