材料成型技术基础复习重点

1.1

1.常用的力学性能判据各用什么符号表示？它们的物理含义各是什么？

塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性

1.2

金属的结晶：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。

细化晶粒的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。

合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。

固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。1.3

铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体

1.4

钢的牌号和分类

影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度

1.5

塑料即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。

热塑性塑料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。

热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。

橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。

1.6

复合材料：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。

通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧性等。

1.8工程材料的发展趋势

据预测，21世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主导地位，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。

今后材料发展的总趋势是：以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。

2.0材料的凝固理论

凝固：由液态转变为固态的过程。

结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。

粗糙界面：微观粗糙、宏观光滑；

将生长成为光滑的树枝；

大部分金属属于此类

光滑界面：微观光滑、宏观粗糙；

将生长成为有棱角的晶体；

非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类

偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象

宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象2.1

铸件凝固组织：宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况，铸件的凝固

组织是由合金的成分和铸造条件决定的。

铸件的宏观组织一般包括三个晶区：表面的细晶粒区、柱状晶粒区和内部等轴晶区。3.0

金属塑性成形指利用外力使金属材料产生塑性变形，使其改变形状、尺寸和改善性能，从而获得各种产品的加工方法。

主要应用：

（1）生产各种金属型材、板材、线材等；

（2）生产承受较大负荷的零件，如曲轴、连杆、各种工具等。

3.1

金属塑性成形特点

（1）产品力学性能优于铸件和切削加工件；

（2）材料利用率高，生产率高；

（3）产品形状不能太复杂；

（4）易实现机械化、自动化，模具投资较大。

塑性与柔软性的区别是什么？

塑性反映材料产生永久变形的能力。

柔软性反映材料抵抗变形的能力。

影响塑性的内部因素

1．化学成分

（1）杂质

（2）合金元素对塑性的影响

2．组织结构

包括组元的晶格、晶粒的取向、晶界的特征等。

影响金属塑性的外部因素

1.变形温度

金属的塑性可能因为温度的升高明而得到改善。

2.变形速度

变形速度对塑性的影响比较复杂。当变形速度不大时，随变形速度的提高塑性是降低的；而当变形速度较大时，塑性随变形速度的提高反而变好。

3.变形程度

变形程度对塑性的影响，是同加工硬化及加工过程中伴随着塑性变形的发展而产生的裂纹倾向联系在一起的。

4.应力状态

5.变形状态

6.尺寸因素

7.周围介质

提高金属塑性的主要途径

(1)控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性；

(2)采用合适的变形温度—速度制度；

(3)选用三向压应力较强的变形过程，减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态；

(4)避免加热和加工时周围介质的不良影响。

金属的加工硬化：即金属在低于再结晶温度加工时，由于塑性应变而产生的强度、硬度增加，塑性、韧性下降的现象。

回复：即将冷成形后的金属加热至一定温度后，使原子恢复到平衡位置，晶内残余应力大大减小的现象。

T回＝（0.25～0.3）T熔K

生产中常利用回复消除加工硬化后工件的残余内应力。

再结晶：即塑性变形后金属被拉长的晶粒重新生核、结晶，变为等轴晶粒的现象。

T再＝0.4 T熔K

冷成形：即坯料在回复温度以下进行的塑性成形过程，变形过程中会出现加工硬化。热成形：即金属在再结晶温度以上进行的塑性成形过程。

温成形：即金属在高于回复温度以上和低于再结晶温度范围内进行的塑性成形过程。

例1：已知铅的熔点为327℃，钨的熔点为3380℃。问：铅在20℃、钨在1000℃时变形各属哪种变形？为什么？

解：T铅再＝0.4T 熔＝0.4（327+273）

＝240°K ＝-33℃< 20℃

故铅在20℃属于热变形.

T 钨再＝0.4 T熔＝0.4（3380+273）

＝1461°K ＝1188℃>1000℃

T 钨回＝（0.25－0.3）T熔

＝（913－1096）K

＝（640－823）℃< 1000℃

故钨在1000℃属于温变形。

锻造比“y”：锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。

拔长时：y = A0 （前）/ A （后）= L / L0

镦粗时：y = A / A0 = H0 / H

一般：随y增大，金属力学性能提高；

结构钢钢锭的y通常为2－4

最小阻力定律变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动。即做最少的功，走最短的路。

最小周边法则存在接触面摩擦时，物体各质点向周边流动的阻力与质点离周边的距离成正比，因而必然向周边最短法线流动，周边形状表现为最小的圆形。

均匀变形与不均匀变形

若变形区内金属各质点的应变状态相同，即它们相应的各个轴向上变形的发生情况，发展方向及应变量的大小都相同，这个体积的变形可视为均匀的。

不均匀变形实质上是由金属质点的不均匀流动引起的。因此，凡是影响金属塑性流动的因素，都会对不均匀变形产生影响。

均匀变形：变形区某体积内金属各质点的变形状态相同，就称为均匀变形，否则就叫不均匀变形。

均匀变形的特点：1.平面与直线2.圆与球体3.相似单元体

残余应力的来源：不均匀变形相变热处理铸造电镀机加工等

残余应力所引起的后果

引起物体尺寸和形状的变化

使零件的使用寿命缩短

降低了金属的塑性加工性能

降低金属的耐蚀性及冲击韧性和疲劳强度

减小或消除残余应力的措施

热处理方法

机械处理法

零件彼此碰撞

喷丸法

表面压平

表面拉制

在模子中表面校形或精压

3.2

锻造锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得具有一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。

自由锻把加热好的坯料放在自由锻造设备的平砧之间或简单的工具中进行锻造的方法称为自由锻。

（1）分类

1）手工锻造，生产小型锻件。

2）机器锻造，生产大、中、小型锻件。

（2）特点

）金属坯料在水平方向可自由流动；

2）可使用多种锻压设备；

3）锻件力学性能好；

4）节约金属，减少切削加工工时；

5）锻件形状简单，精度低；

6）生产率较低，劳动强度较大。

主要用于形状简单的单件小批生产，

特别适于重型、大型锻件生产。

（4）自由锻的基本工序

1）辅助工序：

为方便基本工序的操作而预先进行局部小变形的工序。如倒棱、压肩等。

2）精整工序：

修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪斜的工序。如修整鼓形、校平、校直等。3）基本工序：

锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等。

模锻把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的模具内进行锻造的方法称为模锻。（1）模锻分类：

1）锤上模锻：在锻锤上进行；

2）胎模锻：在自由锻设备上使用可移动模具；

3）压力机上模锻：在压力机上对热态金属进行模锻。

（2）模锻特点

1）坯料整体塑性变形，三向受压；

2）锻件尺寸精确，加工余量小；

3）锻件形状可较复杂；

4）生产率较高；

5）锻模造价高，制造周期长；

适于小型锻件的成批大量生产。

如飞机、机车、军工、轴承等制造业中的

齿轮、轴、连杆等零件。

（3）模锻方法

1）锤上模锻：

即在锻锤上进行的模锻。按所用设备和模具不同，可分为锤模锻和胎模锻。

2）锻造压力机模锻

其锻造工艺流程是：

备料－－加热－－模锻－－切边、冲孔－－热处理－－酸洗、清理－－校正。

组成模锻工艺的几种工序：

1）备料工序；

2）加热工序；

3）锻造工序：制坯和模锻（预锻和终锻）

冲压是使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称。

冲压特点1）冲压件轻、薄、刚度好；

2）生产率和材料利用率高；

3）成品形状可较复杂、尺寸精度高、表面质量好、质量稳定，一般无需切削加工；4）大批量生产时，产品成本低。

冲压基本工序

⑴冲裁：即利用冲模将板料以封闭或不封闭的轮廓线与坯料分离的冲压方法。

即用带刃口的冲模使板料分离。

⑵弯曲：即将板料、型材或管材在弯矩的作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。

⑶拉深：也称为拉延，是使板料成形为空心件而厚度基本不变的加工方法。

铸造方法

砂型铸造将熔化的金属注入砂型，凝固后获得铸件的方法，也称一次型铸造。

特种铸造除砂型铸造以外的铸造方法。如：熔模铸造、压力铸造、离心铸造等。

砂型铸造的特点:

（1）生产周期短，产品成本低；

（2）产品批量、大小不受限制；

（3）劳动强度大，劳动条件较差；

（4）铸件质量不稳定，易产生缺陷

按使用的工具不同，分为手工造型和机器造型。

（1）手工造型：指全部用手工或手动工具完成的造型工序。

1）特点：操作灵活，适应性强，成本低，生产准备时间短，铸件质量差，劳动强度大，生产率低。

2）应用：单件、小批量生产，各种大、小型铸件。

（2）机器造型指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型工序。

1）特点：

①提高了生产率，铸件尺寸精度较高；

②节约金属，降低成本；

③改善了劳动条件；

④设备投资较大。

2）应用：成批、大量生产各类铸件。

特种铸造：是指与砂型铸造有显著区别的一些铸造方法。

例如：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、

壳型铸造和连续铸造等。

熔模铸造：即用易熔材料制成模样，用造型材料将其包覆，制成型壳，熔出模样，经高温焙烧，浇注获得铸件的方法。

（2）熔模铸造的特点

1）铸件精度和表面质量较高。

2）可以铸造形状复杂的薄壁铸件。

3）生产批量不受限制。

4）原材料价格贵，铸件成本高。

5）工艺过程繁杂，生产周期长。

6）铸件尺寸不能太大，质量一般小于25Kg。

3.3

零件结构的工艺性

定义:指在一定生产批量和制造条件下，零件结构能否用最经济的方法制造出来并符合设计要求的能力。

铸件结构设计应遵循的基本原则：

1）铸件的结构形状应便于造型、制芯和

清理；

2）铸件的结构形状应利于减少铸造缺陷。

3）对铸造性能差的合金如球墨铸铁、可锻铸铁、铸钢等，其铸件结构应从严要求，以

免产生铸造缺陷。

铸造工艺设计包括：

1.选择铸造方法或造型方法

2.铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构；

3.加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数；

4.浇注系统、冒口和冷铁的布置等；

5.将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。

浇注位置的选择原则

(1)铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于侧面，避免砂眼、气孔和夹渣

(2)铸件的大平面应朝下，减少辐射防开裂夹渣。

(3)面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置，防止产生浇不足冷隔。

(4)对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型的上部或侧面，以便在铸件厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固

(5)芯子数量力求少，砂垛代芯省又好。

4.3自由锻基本工序

5.1

冲压工序的分类

根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序

落料：用模具沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为工件。

冲孔：用模具沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为废料。

弯曲：用模具把平面毛坯弯成具有一定角度或一定形状。

冲模：冲压生产对模具结构的基本要求是：在保证冲出合格冲件的前提下，不但应与生产批量相适应，而且还具有结构简单、操作方便、安全、使用寿命长、易于制造、维修、成本低廉等特点。

冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类：

工艺零件：直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括：成形零件、定位零件、卸料与压料零件等；

结构零件：不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、支撑固定零件等.

5.2

冲裁所产生的废料：一类是结构废料；另一类是工艺废料。

6.0

连接成形是将若干个构件连接为一体的成形方法，按其机理不同，可分为焊接、胶接和机械连接等三大类。

焊接是利用局部加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使分离的两部分通过原子的扩散与结合而形成永久性连接的一种工艺方法。

（1）熔焊指焊接过程中将焊件加热至熔化状态，不加压力而完成焊接的方法。熔焊适用于各种金属和合金的焊接加工，常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊等。（2）压焊指焊接过程中对焊件施加压力（加热或不加热）而完成焊接的方法。压焊适用于塑性较好的金属材料的焊接，常见的压焊方法有电阻焊、摩擦焊等。

（3）钎焊指将比母材（被焊接的材料的总称）熔点低的填充金属（称作钎料）熔化之后填充工件接头间隙，并与固态母材相互扩散以实现连接的焊接方法。钎焊不仅适合于同种材料的焊接加工，也适合于异种金属或异类材料的焊接。

焊接接头是由相互联系，而在组织和性能上又有区别的三部分所组成，包括焊缝区、熔合区和热影响区。

P126

焊接应力的减少和消除

减少和消除焊接应力的常用措施

①尽量减少焊缝数量和尺寸，并避免焊缝密集和交叉；

②采用合理的焊接顺序，使焊缝自由收缩；

③加热减应区；

④锤击焊缝；

⑤预热和后热。

⑥去应力退火：加热温度为500～650℃，可进行整体或局部去应力退火。

⑦机械拉伸法：对焊件施加载荷，使焊缝区产生塑性拉伸如：压力容器的水压试验。

⑧温差拉伸法：利用温差使焊缝两侧金属受热膨胀以对焊缝区进行拉伸，使其产生拉伸塑性变形，减少或消除应力。

⑨振动法：通过激振器使焊接结构发生共振产生循环应力来降低或消除内应力。

（2）防止焊接变形的措施：

1）在结构设计上：

a尽量减少焊缝的数量和尺寸；

b合理选用焊缝的截面形状；

c合理地安排焊缝位置；

2）在工艺上：

①反变形法；

②加余量法；

③刚性固定法；④合理选用焊接方法和焊接规范；

⑤选用合理的装配焊接顺序；

⒈热裂纹（在固相线附近高温下产生的裂纹）

防止措施

①限制母材和焊接材料的低熔点杂质；

②提高焊缝成形系数（即焊道的宽度与计算厚度之比）；

③细化焊缝晶粒，减少偏析；

④减少焊接应力（预热）；

⑤操作上填满弧坑。

2.冷裂纹（在马氏体开始转变温度以下产生的裂纹）

产生的原因焊接接头存在淬硬组织；焊接接头氢含量较高；较大的焊接拉应力

防止措施

①减少氢来源：用碱性焊条，要烘干，接头要清洁；

②避免产生淬硬组织：如采用焊前预热、焊后缓冷的方法；

③焊后立即进行消氢处理：（即加热到250℃，保温一定时间，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面），减少氢的危害；

④降低焊接应力：采用合理的焊接工艺规范和焊后热处理等。

正接与反接

正接指工件接阳极，焊条接阴极，适用于焊接较厚的工件。

反接指工件接阴极，焊条接阳极，适用于焊接非铁金属及合金薄钢板，以免烧穿焊件。焊接件工艺设计

①选择焊接结构材料（母材）；

②确定焊接方法及焊接材料；

③确定焊接接头及坡口形式；

④合理布置焊缝位置；

⑤制订合理的焊接规范；

⑥绘制焊接结构工艺图。

焊接基本原则

①在满足使用性能要求的前提下，应尽量选用焊接性较好的材料。

②尽量选用同一种材料焊接。若必须采用异种金属焊接，须尽量选择化学成分、物理性能相近的材料。

③尽量采用廉价材料，仅在有特殊要求的部位采用特种材料，以降低成本。

④尽量选用轧制型材，以简化工艺，降低成本，且可减少缺陷。形状复杂部位可采用冲压件、铸钢件等。

影响因素

①材料的焊接性；

②工件结构特点及其工艺性；

③生产批量；

④经济性。

工件的焊接缺陷

焊接缺陷是指焊接过程中在焊接接头中产生的不符合设计或工艺条件要求的缺陷。主要有焊接裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边和焊瘤等。

焊接缺陷的影响：①产生应力集中，降低承载能力；

②引起裂纹，缩短使用寿命；

③造成脆断，引发事故；

焊缝在空间的位置：

平焊；横焊；立焊；仰焊。

7.0

表面技术(surface technology)是应用物理、化学、机械等方法，改变或控制材料表面的化学成分或组织结构，以获得所需要的表面状态和性能，提高产品可靠性或延长产品使用寿命的各种技术的总称。

按照表面技术的方法和手段分类，可以将表面技术分为三个大类：表面涂镀技术、表面改性技术和表面处理技术

堆焊是用焊接的方法，即利用火焰、电弧、等离子弧等热源将堆焊材料熔化，靠自身重力在工件表面堆覆成耐磨、耐蚀、耐热涂层的工艺方法。

8.0

粉末冶金和陶瓷材料以粉体（粉末）为原材料，经过成形和烧结工艺制备而成。

凝固缺陷：缩孔、缩松；偏析缺陷；裂纹。还有许多缺陷，如夹杂物、气孔、冷隔等，出现在填充过程中，它们不仅与合金种类有关，而且，还与具体成形工艺有关。

缩松是指铸件最后凝固的区域没有得到液态金属或合金的补缩形成分散和细小的缩孔。

(a)柱状晶：

优点：结晶后缩松少，晶间杂质少，组织较致密，且性能有明显的方向性，纵向好，横向差；

缺点：杂质元素被排斥在界面前沿的柱状晶和等轴晶的交界处，容易导致铸件的裂纹产生。

（b）等轴晶

优点：晶界面积大，杂质和缺陷分布较分散，性能均匀没有方向性；

缺点：枝晶发达，显微缩松较多，凝固后组织不致密。

改进方法：细化等轴晶粒以改善其性能

工程材料及成形技术基础A答案

、单项选择题（每小题1分，共15 分） 一、填空题（每空1分，共20分） 1. 机械设计时常用屈服强度和抗拉强度两种强度指标 2. 纯金属的晶格类型主要有面心立方、体心立方和密排六方三种。 3. 实际金属存在点 _____、 ____ 线______ 和面缺陷等三种缺陷。 4. F和A分别是碳在、丫-Fe 中所形成的间隙固溶体。 5. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。 6. QT600-3中,QT表示球墨铸铁,600表示抗拉强度不小于600Mpa。 7?金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形。 8 ?设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相_同^而使切应力与流 线方向相垂直。 9?电焊条由药皮和焊芯两部分组成。 10 .冲裁是冲孔和落料工序的简称。 1. 在铁碳合金相图中，碳在奥氏体中的最大溶解度为（b ）。 a 、0.77% b 、2.11% c 、0.02% d 、4.0% 2. 低碳钢的焊接接头中，（b ）是薄弱部分，对焊接质量有严重影响，应尽可 能减小。 a 、熔合区和正火区 b 、熔合区和过热区 c、正火区和过热区d 、正火区和部分相变区 3. 碳含量为Wc= 4.3 %的铁碳合金具有良好的（c ）。 a、可锻性b 、可焊性c 、铸造性能d、切削加工性 4. 钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（b ） a 、增大V K b、增加淬透性c、减少其淬透性d、增大其淬硬性

5. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（a ） a 、强度硬度下降，塑性韧性提高 b 、强度硬度提高，塑性韧性下降 c、强度韧性提高，塑性硬度下降 d 、强度韧性下降，塑性硬度提高 6. 感应加热表面淬火的淬硬深度，主要决定于因素（d ） a 、淬透性b、冷却速度c、感应电流的大小d、感应电流的频率 7. 珠光体是一种（b ） a 、单相间隙固溶体b、两相混合物c、Fe与C的混合物d、单相置换固溶体 8. 灰铸铁的石墨形态是（a ） a 、片状 b 、团絮状 c 、球状 d 、蠕虫状 9. 反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂，这是由于产生了（ a ）

材料成型基础试题

一．解释下列名词（20分） 1. 顺序凝固原则 2. 孕育处理 3. 冒口 4. 锻造比 5. 熔合比 二．判断正误（10分） 1. 熔模铸造不需要分型面. 2. 确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝上。 3. 钢的碳当量越高,其焊接性能越好。 4. 凝固温度范围越大的合金,其流动性越好。 5. 当铸件壁厚不均匀时,使铸件按顺序凝固方式凝固可避免出 现缩孔。 6. 给铸件设置冒口的目的是为了排出多余的铁水. 7. 模锻只适合生产中小型锻件。 8. 选择锤上模锻件分模面时,若最大截面有一个在端面,则应选 此面为分模面以简化锻模制造。 9. 纤维组织愈明显,金属沿纵向的塑性和韧性提高很明显,而横 向则较差,这种差异不能通过热处理方法消除。 10. 焊接结构钢时,焊条的选用原则是焊缝成分与焊件成分一致 11. 低碳钢和强度等级较低的低合金钢是制造焊接结构的主要 材料。 三．选择正确的答案(每题2分，20分) 1. 综合评定金属可锻性的指标是 A.强度及硬度. B.韧性及塑性 C.塑性及变形抗力 D.韧性及硬度 2. 锻件的粗晶结构是由于 A.终锻温度太高 B.始锻温度太低 C.终锻温度太低 D.始锻温度太高 3. 模锻件上必须有模锻斜度,这是为了 A.便于充填模膛 B,减少工序 C.节约能量 D.便于取出锻件 4. 拉深进取的拉深系数大,说明拉深材料的 A.变形抗力小 B.塑性好 C.塑性差 D.变形抗力大 5. 电焊条药皮的作用之一是 A.防止焊芯生锈 B.稳定电弧燃烧

C.增加焊接电流 D.降低焊接温度 6. 影响焊接热影响区大小的主要因素是 A.焊缝尺寸 B.焊接方法 C.接头形式 D.焊接规范 7. 氩弧焊特别适于焊接容易氧化的金属和合金,是因为 A.氩弧温度高 B.氩气容易取得 C.氩弧热量集中 D.氩气是惰性气体 8. 闪光对焊比电阻对焊在焊接质量上是 A.内在质量好.接头处光滑 B.内在质量不好.接头处光 滑 C.内在质量好.接头处有毛刺 D.内在质量不好.接头处有毛 刺 9. 钎焊接头的主要缺点是 A.焊件变形大 B.焊件热影响区大 C.强度低 D.焊件应力大 10. 机床导轨面在粗加工时发现有大砂眼数处,要焊补出较好的 质量其方法是 A.钢芯铸铁焊条冷焊 B.镍基铸铁焊条冷焊 C.铸铁芯焊条热焊 D.铜基铸铁焊条冷焊四．填空题（30分） 1. 常用的酸性焊条有_______等,其焊接工艺性_____而焊接质量____. 2.防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚______,在铸造工艺上应采取______凝固原则,铸件成形后可采用__________热处理以消除应力. 3. 防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚______,在铸造工艺上应采取______凝固原则,铸件成形后可采用__________热处理以消除应力. 4. 合金在凝固过程中的收缩可分为三个阶段,依次为__________,_________,__________ 5. 锻件必须有合理的锻造流线分布,设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相____,而使切应力与流线方向相_______,并且使锻造流线的分布与零件的外轮廓相______而不被______. 6. 过共析钢的终锻温度是在___________两相区,其主要目的是______________________. 7. 铸件的浇注位置是指_________________________________.

材料成型工艺基础部分复习题答案

材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案 第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝则和定向凝则？ 答：①同时凝则：将浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果没球墨铸铁好？普通灰铸铁常用热处理方法有哪些？目的是什 么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。 第三章 ⑴．为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇铸成形？为什么脱蜡时水温不应达到沸点？ 答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的蜡料中，石蜡和硬脂酸各占50%，其熔点为50℃~60℃，高熔点蜡料可加入塑料，制模时，将蜡料熔为糊状，目的除了使温度均匀外，对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。

材料成形技术基础习题集答案

作业2 铸造工艺基础 专业_________班级________学号_______姓名___________ 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（×）2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（O）3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（O） 4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O）5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×）6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。（×）7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（O）8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（O）

材料成型技术基础 模拟试题 参考答案复习进程

材料成型技术基础模拟试题参考答案 一、填空题： 1、合金的液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。 2、铸造车间中，常用的炼钢设备有电弧炉和感应炉。 3、按铸造应力产生的原因不同可分为热应力和机械应力。 4、铸件顺序凝固的目的是防止缩孔。 5、控制铸件凝固的原则有二个，即同时凝固和顺序凝固原则。 6、冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。 7、板料冲裁包括冲孔和落料两种分离工序。 8、纤维组织的出现会使材料的机械性能发生各向异性，因此在设计制造零件时， 应使零件所受剪应力与纤维方向垂直，所受拉应力与纤维方向平行。 9、金属的锻造性常用塑性和变形抗力来综合衡量。 10、绘制自由锻件图的目的之一是计算坯料的质量和尺寸。 二、判断题： 1、铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。F 2、铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。T 3、同一铸件中，上下部分化学成份不均的现象称为比重偏折。T 4、铸造生产中，模样形状就是零件的形状。F 5、模锻时，为了便于从模膛内取出锻件，锻件在垂直于分模面的表面应留有一定的斜度，这称为锻模斜度。T 6、板料拉深时，拉深系数m总是大于1。F 7、拔长工序中，锻造比y总是大于1。T 8、金属在室温或室温以下的塑性变形称为冷塑性变形。F 9、二氧化碳保护焊由于有CO2的作用，故适合焊有色金属和高合金钢。F 10、中碳钢的可焊性比低强度低合金钢的好。F 三、多选题： 1、合金充型能力的好坏常与下列因素有关A, B, D, E A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 型砂的退让性 D. 砂型的透气性 E. 铸型温度 ２、制坯模膛有A, B, D, E A. 拔长模膛 B. 滚压模膛 C. 预锻模膛 D. 成形模膛 E. 弯曲模膛 F. 终锻模膛 ３、尺寸为φ500×2×1000的铸铁管，其生产方法是A, C A. 离心铸造 B. 卷后焊接 C. 砂型铸造 D. 锻造 四、单选题： 1、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱的造型方法称 A. 挖砂造型 B. 整模造型 C. 分模造型 D. 刮板造型 2、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是由于 A. 析出石墨弥补体收缩 B. 其凝固温度低 C. 砂型阻碍铸件收缩 D. 凝固温度区间小 ３、合金流动性与下列哪个因素无关 A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 过热温度 D. 砂型的透气性或预热温度

《材料成形技术基础》习题集答案

填空题 1．常用毛坯的成形方法有铸造、、粉末冶金、、、非金属材料成形和快速成形. 2.根据成形学的观点,从物质的组织方式上,可把成形方式分为、、 . 1．非金属材料包括、、、三大类. 2．常用毛坯的成形方法有、、粉末冶金、、焊接、非金属材料成形和快速成形作业2 铸造工艺基础 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（×） 2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（O） 3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（O） 4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O） 5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×） 6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。（×）7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（O） 8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（O） 2-2 选择题 1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（D）。 A．减弱铸型的冷却能力； B．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度； D．A、B和C； E．A和C。 2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（D），而同时凝固适合于（B）。 A．吸气倾向大的铸造合金； B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C．流动性差的铸造合金； D．产生缩孔倾向大的铸造合金。 3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（D）；消除铸件中机械应力的方法是（C）。 A．采用同时凝固原则； B．提高型、芯砂的退让性； C．及时落砂； D．去应力退火。 4．合金的铸造性能主要是指合金的（B）、（C）和（G）。 A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。

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作业 2 铸造工艺基础 专业 _________班级 ________学号 _______姓名 ___________ 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有 利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（× ）2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松 的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（ O）3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶 温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔， 从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（ O）4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严 格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O）5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以 当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×）6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共 晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的 铸造性能。（×） 7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还 降低了铸件的气密性。（ O）8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂 程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（ O） 2-2 选择题 1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（ A ．减弱铸型的冷却能力； B ．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度；D． A 、 B 和 C；E．A 和 C。 D ）。 2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适 合于（ D ），而同时凝固适合于（ B ）。 A ．吸气倾向大的铸造合金；C．流动性差的铸造合金； B ．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； D ．产生缩孔倾向大的铸造合金。 3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（D）；消除铸件中机械应力的方法是（C）。 A ．采用同时凝固原则； B ．提高型、芯砂的退让性；

材料成型技术基础复习题

材料成形技术基础复习题 一、选择题 1．铸造中，设置冒口的目的是（）。 a. 改善冷却条件 b. 排出型腔中的空气 c. 减少砂型用量 d. 有效地补充收缩 2．铸造时不需要使用型芯而能获得圆筒形铸件的铸造方法是( )。 a. 砂型铸造 b. 离心铸造 c. 熔模铸造 d. 压力铸造 3．车间使用的划线平板，工作表面要求组织致密均匀，不允许有铸造缺陷。其铸件的浇注位置应使工作面（）。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 4．铸件产生缩松、缩孔的根本原因（）。 a. 固态收缩 b. 液体收缩 c. 凝固收缩 d. 液体收缩和凝固收缩 5．为提高铸件的流动性，在下列铁碳合金中应选用（）。 a. C=3.5% b. C=3.8% c. C=4.0% d. C=4.7% 6．下列合金中，锻造性能最好的是（），最差的是（）。 a.高合金钢 b.铝合金 c.中碳钢 d.低碳钢 7．大型锻件的锻造方法应该选用（）。 a.自由锻 b.锤上模锻 c.胎膜锻 8．锻造时，坯料的始锻温度以不出现（）为上限；终锻温度也不宜过低，否则会出现（）。 a.晶粒长大 b.过热 c.过烧 d.加工硬化 9．材料经过锻压后，能提高力学性能是因为（）。 a.金属中杂质减少 b.出现加工硬化 c.晶粒细小，组织致密

材料和制造方法应选（）。 a.30钢铸造成形 b.30钢锻造成形 c.30钢板气割除 d.QT60-2铸造成形11．设计板料弯曲模时，模具的角度等于成品角（）回弹角。 a.加上 b.减少 c.乘以 d.除以 12．酸性焊条用得比较广泛的原因之一（）。 a. 焊缝美观 b. 焊缝抗裂性好 c. 焊接工艺性好 13．低碳钢焊接接头中性能最差区域（）。 a. 焊缝区 b. 正火区 c. 部分相变区 d. 过热区 14．焊接应力与变形的产生，主要是因为（）。 a. 材料导热性差 b. 焊接时组织变化 c.局部不均匀加热与冷却15．焊接热影响区，在焊接过程中是（）。 a. 不可避免 b. 可以避免 c. 不会形成的 16．灰口铁的壁越厚，其强度越低，这主要是由于（）。 a. 气孔多 b. 冷隔严重 c. 浇不足 d. 晶粒粗大且缩孔、缩松。17．圆柱齿轮铸件的浇注位置，它的外圈面应( )。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 18．合金的体收缩大,浇注温度过高, 铸件易产生（）缺陷; 合金结晶温度围广, 浇注温度过低,易使铸件产生（）缺陷。 a. 浇不足与冷隔 b. 气孔 c. 应力与变形 d. 缩孔与缩松19．绘制铸造工艺图确定拔模斜度时，其壁斜度关系时（）。 a. 与外壁斜度相同 b. 比外壁斜度大 c. 比外壁斜度小 20．引起锻件晶粒粗大的原因是（）。 a.终锻温度太高 b.始锻温度太低 c.终锻温度太低

材料成型技术基础试题答案

《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 、判断题（每题分，共分，正确的画“O ”，错误的打“X ”） 、选择题（每空1分，共38分） 三、填空（每空0.5分，共26分） 1.( 化学成分) ( 浇注条件) ( 铸型性质) 2.( 浇注温度) 3.( 复杂) ( 广) 4.( 大) 5.( 补缩) ( 控制凝固顺序)6.( 球铁) ( 2 17% ) 7.( 缺口敏感性) ( 工艺)8.( 冷却速度) ( 化学成分) 9.( 低) 10.( 稀土镁合金)11.( 非加工)12.( 起模斜度) ( 没有) 13.( 非铁) ( 简单)14.( 再结晶)15.( 变形抗力) 16.( 再结晶) ( 纤维组织)17.( 敷料) ( 锻件公差) 18.( 飞边槽)19.( 工艺万能性)20.( 三) ( 二） 21.( -二二) ( 三)22.( 再结晶退火)23.( 三） 24.( -二二)25.( 拉) ( 压)26.( 化学成分) ( 脱P、S、O )27.( 作为电极) ( 填充金属)28.( 碱性) 29.( 成本) ( 清理)30.( 润湿能力)31.( 形成熔池) （达到咼塑性状态) ( 使钎料熔化)32.( 低氢型药皮) ( 直流专用)

Ct 230 图5 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） ? 2J0 环O' 4 “ei吋 纯 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序（6 分）。 O O 2 令 i 1 q―1 孔U 400 圈6 3、请修改图7?图10的焊接结构，并写出修改原因。 自由锻基本工序： 拔长、局部镦粗、拔长 图7手弧焊钢板焊接结构（2 分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2 分） 修改原因：避免焊缝交叉修改原因：避免应力集中（平滑过 度）

材料成形技术基础答案_第2版_施江澜_赵占西主编

材料成形技术基础答案_第2版_施江澜_赵占西主编 第一章金属液体成型 1。液态合金的填充能力是多少？它与合金的流动性有什么关系？为什么不同化学成分的合金有不同的流动性？为什么铸钢的填充能力比铸铁差？ ①液态合金的填充能力是指液态合金填充型腔并获得轮廓清晰、形状完整的高质量铸件的能力 ②流动性好，合金熔体充型能力强，容易获得尺寸准确、外观完整的铸件如果流动性不好，填充能力差，铸件容易出现冷隔、气孔等缺陷。不同成分的 ③合金具有不同的结晶特征。共晶合金的流动性最好，其次是纯金属，最后是固溶体合金 ④与铸钢相比，铸铁更接近共晶成分，结晶温度范围更小，流动性更好。2.既然提高浇注温度可以提高液态合金的填充能力，为什么要防止浇注温度过高呢？铸造温度过高( )会增加合金的收缩率，增加空气吸力，并导致严重氧化。相反，铸件容易出现缺陷，如缩孔、缩松、粘砂、夹杂物等。 3。缩孔和气孔的存在会减小铸件的有效承载面积，并引起应力集中，导致铸件的力学性能下降。缩孔 大且集中，容易发现。它可以通过特定的工艺从铸件主体上移除。缩孔较小且分散，多多少少存在于铸件中。对于普通铸件来说，它通常不被视为缺陷，只有当铸件具有高气密性时，才可以防止它液态合

金填充型腔后，如果在冷却和凝固过程中液态收缩和凝固收缩的量没有得到补充，在铸件的最终凝固部分将形成一些型腔。大而集中的空洞变成了缩孔，而小而分散的空洞被称为缩孔 的不足之处是砂类充填不充分。冷绝缘是指在施加一定的力之后，铸造工件出现裂纹或断裂，并且氧化物夹杂出现在断裂表面或没有熔合在一起。 出风口的作用是在铸造过程中排出型腔内的气体，防止铸件产生气孔，便于观察铸件情况。冒口是附加在铸件顶部或侧面的辅助部件，以避免铸造缺陷。在 分步凝固过程中，其横截面上的固相和液相被边界线清楚地分开。在定向凝固中，熔融合金根据所需的晶体取向在与热流相反的方向上凝固。 5。定向凝固的原理是将冒口放置在铸件可能出现缩孔的厚而大的部分，同时采用其他技术措施，从铸件远离冒口的部分到冒口建立逐渐增加的温度梯度，从而实现从远离冒口的部分如冒口方向的顺序凝固。 铸件相邻零件或铸件凝固开始和结束的时间相同或相似，甚至同时完成凝固过程，顺序和方向没有明显区别，称为同步凝固 定向凝固主要用于大体积收缩的合金，如铸钢、球墨铸铁等。同时，凝固适用于凝固收缩小的合金和壁厚均匀、结晶温度范围宽的合金铸件，但对致密性要求不高。6.不均匀冷却使得铸件的慢冷却部分拉伸，而快冷却部分压缩。零件向下弯曲。手动建模和机器建模的优缺点是

机械工程与材料成型基础试卷A卷、A答

本试卷共 3 页，此页为 A 卷第 1 页 注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩） 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

本试卷共 3 页，此页为 A 卷第 2 页 4.中小批量生产图示铸件，材料HT200。请选择铸造方法、造型方法、分型面和浇注位置（需说明理由，4分），示意绘出铸造工艺简图（3分）。 5.分析以下零件的结构工艺性，讲明原因并予以改正。（6分） （1）铸件 （2）自由锻件 （3）手工电弧焊件 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

本试卷共 3 页，此页为 A 卷第 3 页 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

中原工学院 2009～2010 学年第一学期 机自专业机械工程材料及成形基础课程期末试卷标准答案 一、判断题（在括号内打“√”或“×”，每小题1分，共17分） 1.×； 2.√； 3.×； 4.√； 5.√； 6.×； 7.×； 8.×； 9.√； 10.×； 11×； 12.×； 13.√； 14.×； 15.√； 16.×；17.√ 二、填空题（每空1分，共30分） 1.屈服点（或屈服强度、σs）；抗拉强度（或σb）。；P。 3. 奥氏体（或A）； 面心立方；%。4.化学成分；齿轮的组织。 5.球墨铸铁；最低抗拉强度值；MPa； 断后伸长率δ=7%。拔=F / F；Y镦=H0/H。7.收缩变形，扭曲变形，波浪变形，弯曲变形，角变形。8.经济性，实用性，工艺性。(或渗碳体)，G（或石墨）。 10. 升温，保温，冷却。 11.铸铝，黄铜 三、选择题（每空1分，共17分） ；；；；；；；； ；；；；；；； 四、综合题（共36分） 1.答：正火目的：细化晶粒，提高力学性能。（分） 调质目的：提高小轴综合力学性能（或强韧性）。（分） 轴颈高频淬火目的：提高轴颈硬度和耐磨性。（分） 回火目的：消除淬火应力，进一步提高耐磨性。（分） 各处理状态下的组织： 正火：F+P(或铁素体+珠光体)。（1分） 调质：S回（或回火索氏体）。（1分） 轴颈淬火：M+少量Ar（或马氏体+少量残留奥氏体）。（1分） 回火：M回（或回火马氏体）（1分） 2.答：（1）：B；（2）：C；（3）：D；（4）：A 。（每空1分） 3.答：改善焊接热影响区性能的措施有：（1）选择合理的焊接方法和规范；（2）确 定合适的焊后热处理工艺。（2分） 消除焊接应力的措施有：（1）焊前预热；（2）焊后热处理。（2分） 防止变形的工艺措施有：（1）选择合理的焊接顺序；（2）采用反变形法； （3）采用刚性固定法。（3分） 矫正焊接变形的措施有：（1）机械矫正法；（2）火焰矫正法。（2分） 4.答：铸造方法选择：该铸件给定材质为HT200，形状简单，生产批量不大，故选用砂型铸造。（1分） 造型方法选择：可选整模或分模造型，整模造型不易错箱，选整模造型。（1分）分型面选择：因该铸件呈轴对称结构，最大外径和高度相近，可有两种造型方法：○1沿轴线做分模面，分模造型。优点：内孔型芯易安放；缺点：易错箱。○2沿工件上端面做分型面，整模造型。优点：工件整体质量好；缺点：型芯安放稍困难。综合分析：分型面选后者较好。（1分） 浇注位置选择：该工件热节部位位于上端，为方便补缩，浇注位置选择为工件大端面朝上。（1分） 铸件图如图所示。（3分） A卷

西南交通大学 材料成型技术基础复习纲要

第一篇 金属铸造成形工艺 一.掌握铸造定义与实质及其合金的铸造性能。 A铸造：将熔融金属浇入铸型型腔， 经冷却凝固后获得所需铸件的方法。 B铸造实质：液态成形。 C合金：两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素（碳）熔和在一起，所构成具有金属特性的物质。 D合金的铸造性能：是指合金在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力，流动性和收缩性是合金的主要铸造工艺特性。 二.掌握合金的充型能力及影响合金充型能力的因素。 A合金的充型能力：液态合金充满铸型，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。 B影响合金充型能力的因素： （1）铸型填充条件 a. 铸型材料； b. 铸型温度； c. 铸型中的气体 （2）浇注条件 a. 浇注温度（T） T 越高（有界限），充型能力越好。 b. 充型压力 流动方向上所受压力越大， 充型能力越好。 （3）铸件结构

结构越复杂，充型越困难。 三.掌握合金收缩经历的三个阶段及其铸造缺陷的产生。 A合金的收缩：合金从浇注、凝固、冷却到室温，体积 和尺寸缩小的现象。 B合金收缩的三个阶段： （1）液态收缩 合金从 T浇注→ T凝固开始 间的收缩。 （2）凝固收缩 合金从 T凝固开始→T凝固终止 间的收缩。 液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。 （3）固态收缩（易产生铸造应力、变形、裂纹等。） 合金从 T凝固终止→T室 间的收缩。 四.了解形成铸造缺陷（缩孔，缩松）的主要原因及其防止措施。 A产生缩孔和缩松的主要原因：液态收缩 和 凝固收缩 导致。 B缩孔形成原因：收缩得不到及时补充； 缩松形成原因：糊状凝固，被树枝晶体分隔区域难以实现补缩。 C缩孔与缩松的预防： （1）定向凝固，控制铸件的凝固顺序； （2）合理确定铸件的浇注工艺 五.掌握铸件产生变形和裂纹的根本原因。 铸件产生变形和裂纹的根本原因：铸造内应力（残余内应力） 六.掌握预防热应力的基本途径。 预防热应力的基本途径：缩小铸件各部分的温差，使其均匀冷却。借助于冷铁使铸件实现同时凝固。

材料成形技术基础(问答题答案整理)

第二章铸造成形 问答题： 合金的流动性（充型能力）取决于哪些因素？提高液态金属充型能力一般采用哪些方法？答：因素及提高的方法： （1）金属的流动性：尽量采用共晶成分的合金或结晶温度范围较小的合金，提高金属液的品质； （2）铸型性质：较小铸型与金属液的温差； （3）浇注条件：合理确定浇注温度、浇注速度和充型压头，合理设置浇注系统； （4）铸件结构：改进不合理的浇注结构。 影响合金收缩的因素有哪些？ 答：金属自身的化学成分，结晶温度，金属相变，外界阻力（铸型表面的摩擦阻力、热阻力、机械阻力） 分别说出铸造应力有哪几类？ 答：（1）热应力（由于壁厚不均、冷却速度不同、收缩量不同） （2）相变应力（固态相变、比容变化） （3）机械阻碍应力 铸件成分偏析分为几类？产生的原因是什么？ 答：铸件成分偏析的分类：（1）微观偏析 晶内偏析：产生于具有结晶温度范围能形成固溶体的合金内。（因为不平衡结晶） 晶界偏析：（原因：(两个晶粒相对生长，相互接近、相遇；(晶界位置与晶粒生长方向平行。）（2）宏观偏析 正偏析（因为铸型强烈地定向散热，在进行凝固的合金内形成一个温度梯度） 逆偏析 产生偏析的原因：结晶速度大于溶质扩散的速度 铸件气孔有哪几种？ 答：侵入气孔、析出气孔、反应气孔 如何区分铸件裂纹的性质（热裂纹和冷裂纹）？ 答：热裂纹：裂缝短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化颜色 冷裂纹：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。 七：什么是封闭式浇注系统？什么是开放式浇注系统？他们各组元横截面尺寸的关系如何？答：封闭式浇注系统：从浇口杯底孔到内浇道的截面逐渐减小，阻流截面在直浇道下口的浇注系统。(ΣF内<ΣF横ΣF横>F直下端>F直上端） 浇注位置和分型面选择的基本原则有哪些？ 答：浇注位置选择：（1）逐渐的重要表面朝下或处于侧面；（原因：以避免气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷） （2）铸件的宽大平面朝下或倾斜浇注； （3）铸件的薄壁部分朝下；（原因：可保证铸件易于充型，防止产生浇不足、冷隔缺陷）（4）铸件的厚大部分朝上。（原因：便于补缩）容易形成缩孔的铸件，厚大部分朝上。（原因：便于安置冒口实现自上而下的定向凝固，防止产生缩孔） 分型面的选择：（1）应尽可能使全部或大部分构件，或者加工基准面与重要的加工面处于同

材料成型工艺基础A试卷

如有帮助，欢迎下载支持。 1 20 2008 至 2009 学年第 2 学期 材料成型工艺基础 试卷A 卷 出卷教师：课题组 适应班级： 考试方式：闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 % 复查总分 总复查人 （本题 28 分）一、填空题（每空0.5分，共28分） 1.铸件在冷却过程中，若其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。按内应力的产生原因，可分为 热 应力和 机械 应力两种。 2.常用的特种铸造方法有： 壳型铸造 、 金属型铸造 、 压力铸造 、 低压铸造 、离心铸造 和 熔模铸造 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生 塑性变形 而获得毛坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有 熔焊 、 压焊 和 钎焊 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有 金属的流动性 、 浇注条件 和 铸型的性质 等。 6.压力加工的基本生产方式有 轧制 、 挤压 、 拉拔 、 自由锻 、 模锻 和 板料冲压 等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受 拉 应力，薄壁受 压 应力。 8.提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。但温度过高，必将产生 、 、 和严重氧化等缺陷。所以应该严格控制锻造温度。 9.板料分离工序中，使坯料按封闭的轮廓分离的工序称为 冲裁 ；使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为 剪切 。 10.拉深件常见的缺陷是 拉裂 和 起皱 。 11.板料冲压的基本工序分为 分离工序 和 成形工序 。前者指冲裁工序，后者包括 拉伸 、 弯曲 、和 胀型、翻边、缩口、旋压 。 12.为防止弯裂，弯曲时应尽可能使弯曲造成的拉应力与坯料的纤维方向 垂直 。 13.拉深系数越 小 ，表明拉深时材料的变形程度越大。 14.将平板毛坯变成开口空心零件的工序称为 拉深 。 15.熔焊时，焊接接头是由 焊缝 、 熔合区 、 热影响区 和 其相邻的母材 组成。其中 和 是焊接接头中最薄弱区域。 16.常用的塑性成形方法有： 、 、 、 、 等。 16.电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件局部加热到塑性或融化状态，然后在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为 焊、 焊和 焊三种型式。其中 适合于无气密性要求的焊件； 适合于焊接有气密性要求的焊件； 只适合于搭接接头； 只适合于对接接头。 《材料成型工艺基础》试卷A 卷 第 1 页 （ 共 6 页 ） （本题 15 分）二、判断题（正确打√，错误打×，每题1分，共15分） 1.灰口铸铁的流动性好于铸钢。 （ ） 2.为了实现顺序凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩。 （ ） 3. 热应力使铸件的厚壁受拉伸，薄壁受压缩。 （ ） 4.缩孔是液态合金在冷凝过程中，其收缩所缩减的容积得不到补足，在铸件内部形成的孔洞。（ ） 5.熔模铸造时，由于铸型没有分型面，故可生产出形状复杂的铸件。 （ ） 6.为便于造型时起出模型，铸件上应设计有结构斜度即拔模斜度。 （ ） 7.合金的液态收缩是铸件产生裂纹、变形的主要原因。 （ ） 8.在板料多次拉深时，拉深系数的取值应一次比一次小，即m1>m2>m3…>mn。 （ ） 9.金属冷变形后，其强度、硬度、塑性、韧性均比变形前大为提高。 （ ） 10.提高金属变形时的温度，是改善金属可锻性的有效措施。因此，在保证金属不熔化的前提下，金属 的始锻温度越高越好。 （ ） 11.锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。 （ ） 12.由于低合金结构钢的合金含量不高，均具有较好的可焊性，故焊前无需预热。 （ ） 13.钢中的碳是对可焊性影响最大的因素，随着含碳量的增加，可焊性变好。 （ ） 14.用交流弧焊机焊接时，焊件接正极，焊条接负极的正接法常用于焊厚件。 （ ） 15. 结422表示结构钢焊条，焊缝金属抗拉强度大于等于420Mpa ，药皮类型是低氢型，适用于交、直 流焊接。 （（本题 15 分）三、选择题（每题1分，共15分，要求在四个备选答案中选择 一个填在题后的括号内。） 1. 亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔 ，流动性 。 a .减小，提高； b .增大，降低； c. 减小，减小； d. 增大, 提高 2. 预防热应力的基本途径是尽量 铸件各部位的温度差。 a .尽量减少； b . 尽力保持； c.略微提高； d. 大幅增加 3.卧式离心铸造常用来生产 铸件。 a. 环、套圈类； b .铸管类； c.箱体类； d.支架类 4.预防热应力的基本方法是采取 原则。 a. 同时凝固； b. 顺序凝固； c. 逐层凝固； d. 糊状凝固 5.为防止缩孔的产生，可选择的工艺措施为 。 a.顺序凝固； b. 同时凝固 c. 糊状凝固 6. 液态合金在冷凝过程中，其 收缩和 收缩所缩减的容积得不到补足，则在铸件最 后凝固的部位形成缩孔。 a .液态，凝固； b .凝固，固态； c .液态，固态； 《材料成型工艺基础》试卷A 卷 第 2 页 （ 共 6 页 ） 学院名称 专业班级 姓名： 学号： 密 封 线 内 不 要 答 题 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 线 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃

材料成型技术基础知识点总结

第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素： 金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式 ②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。 收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 9.影响收缩的因素 （１）化学成分：碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力 10.缩孔及缩松：铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 缩孔的形成：主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。 缩松的形成：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。

材料成形技术基础习题集答案

2?顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适 合于（ D ），而同时凝固适合于（ B A .吸气倾向大的铸造合金； B .产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C.流动性差的铸造合金； D ?产生缩孔倾向大的铸造合金。 3 ?铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是 （ D ）；消除铸件中机械应力的方法是（ C ）o A .采用同时凝固原则； B ?提高型、芯砂的退让性； C.及时落砂； D .去应力 退火。 4．合金的铸造性能主要是指合金的（ B ）。 C )和( G ）。 作业 2 铸造工艺基础 2-1 判断题（正确的画0,错误的画X ） 1 ．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有 利于获得 形状完整、 轮廓清晰、 薄而复杂的铸件。 因此, 浇注温度越高越好。 （X ） 2．合金收缩经历三个阶段。其中,液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松 的基本原 因,而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。 （ 0 ） 3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶 温度范围 小的合金或共晶成分合金, 原因是这些合金的流动性好, 且易形成集中缩孔, 从而可以通过设置冒口,将缩孔转移到冒口中,得到合格的铸件。 4 ．为了防止铸件产生裂纹,在零件设计时,力求壁厚均匀；在合金成分上应严 格限制 钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。 5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以 当 合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。 6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共 专业 班级 学号 姓名 O ） O ） (X) 晶成分合金由于在恒温下凝固, 即开始凝固温度等于凝固终止温度, 结晶温度范围为 零。因此,共晶成分合金不产生凝固收缩,只产生液态收缩和固态收缩,具有很好的 铸造性能。 7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能,而且还 降低了 铸件的气密性。 8．采用顺序凝固原则,可以防止铸件产生缩孔缺陷,但它也增加了造型的复杂 程度,并 耗费许多合金液体,同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。 (X) O ） O ) 2- 2 选择题 1 ．为了防止铸件产生浇不 足、 A .减弱铸型的冷却能力； 冷隔等缺陷，可以采用的措施有（ B ．增加铸型的直浇口高度； D . A 、B 和 C ; E . A 和 C o ）。