上次课复习：
第五章内容
本次课题（或教材章节题目）：
习题
教学要求：
重
点：
难
点：
教学手段及教具：讲授，板书
讲授内容及时间分配：
习题（90mins）
课后作业
参考资料
见附录1
第16
次课
学时
习
题
砂型
b2
专用材料b2｀
37.5
12.5
1．一面为砂型，另一面为某种专用材料制成的铸型中浇铸厚度为50mm铝板，浇铸时无过热，凝固后检验其组织，在位于砂型37.5mm处发现轴线缩松，计算专用材料的蓄热系数。
解：
2．已知厚为50mm的板材铸件在砂型中的凝固时间为6min，砂型
保温型
轴线缩松区
在保温铸型中的凝固时间为20min，如采用复合铸型
（即一面为砂型，一面为保温铸型），欲在切削后得到
47mm厚的密致板件，铸件厚度最少应为多大？
解：
3．已知某半无限大板状铸钢件的热物性参数为：导热系数λ=46.5
W/(m·K)，比热容C=460.5
J/(kg·K)，密度ρ=7850
kg/m3，取浇铸温度为1570℃，铸型的初始温度为20℃。
用描点作图法绘出该铸件在砂型和金属型铸模（铸型壁均足够厚）中浇铸后0.02h、0.2h时刻的温度分布状况并作分析比较。铸型的有关热物性参数见表2-2。
解：
（1）砂型：
=12965
=639
界面温度：
=1497℃
铸件的热扩散率：
=1.3´10-5
m2/s
根据公式
分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表1。
表1
铸件在砂型中凝固时的温度分布
与铸型表面距离（m）
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
温度
（℃）
t=0.02h时
1497
1523
1545
1559
1566
1569
t=0.20h时
1497
1505
1513
1521
1528
1535
根据表1结果做出相应温度分布曲线见图1。
（2）金属型：
=12965
=15434
界面温度：
=727.6℃
同理可分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表2与图2。
表2
铸件在金属型中凝固时的温度分布
与铸型表面距离（m）
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
温度
（℃）
t=0.02h时
727.6
1030
1277
1438
1520
1555
t=0.20h时
727.6
823
915
1005
1080
1159
t=0.02h
t=0.0h
图2
铸件在金属型中凝固时的温度分布曲线
图1
铸件在砂型中凝固时的温度分布曲线
(3)
分析：采用砂型时，铸件金属的冷却速度慢，温度梯度分布平坦，与铸型界面处的温度高，而采用金属铸型时相反。原因在于砂型的蓄热系数b比金属铸型小得多。
4．在砂型中浇铸尺寸为300´300´20
mm的纯铝板。设铸型的初始温度为20℃，浇注后瞬间铸件-铸型界面温度立即升至纯铝熔点660℃，且在铸件凝固期间保持不变。浇铸温度为670℃，金属与铸型材料的热物性参数见下书上表：
试求：（1）根据平方根定律计算不同时刻铸件凝固层厚度s,并作出曲线；
（2）分别用“平方根定律”及“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间，并分析差别。
解：
(1)
代入相关已知数解得：，=1475，=
0.9433
(m)
根据公式计算出不同时刻铸件凝固层厚度s见下表,曲线见图3。
τ
(s)
0
120
(mm)
0
4.22
6.00
7.31
8.44
9.43
10.3
图3
关系曲线
(2)
利用“平方根定律”计算出铸件的完全凝固时间：
取
＝10
mm，代入公式解得：
τ=112.4
(s)；
利用“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间：
=
8.824
(mm)
=
87.5
(s)
采用“平方根定律”计算出的铸件凝固时间比“折算厚度法则”的计算结果要长，这是因为“平方根定律”的推导过程没有考虑铸件沿四周板厚方向的散热。
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