材料成型工艺基础作业题答案
铸造部分
作业一
1、名词解释：铸造、铸型、型芯头、起模斜度、铸造圆角、铸造工艺图
答：铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型、冷却凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。
铸型：决定铸件形状的容器。
型芯头：（为了在铸型中支承型芯的空腔），模样比铸件多出的突出部分称为型芯头。
起模斜度：凡垂直于分型面的立壁，制造模样时必须留出的一定的倾斜度。
铸造圆角：模样上相交壁的交角处做成的圆弧过渡。
铸造工艺图：按规定的工艺符号或文字，将铸造工艺方案、工艺参数、型芯等绘制在零件图上形成的图。
2、造型方法主要有哪两种？
答：造型的方法主要有手工造型和机器造型。
3、整模、分模、挖砂、活块、刮板和三箱造型各适用于铸造什么样的零件？
答：整模造型适合一端为最大截面且为平面的铸件；
分模造型适合最大截面在中部的铸件；
挖沙造型适合分型面为曲面的单件铸件；
活块造型适合单件，小批量生产带有凸出部分难以起模的铸件；
刮板造型适合等截面的或回转体的大、中型铸件的单件货小批量生产；
三箱造型适合单件、小批量生产具有两个分型面的铸件。
4、为什么铸件的重要加工面在铸型中应朝下？
答：位于铸型下面的区域由于重力的作用，其质量一般比上面区域的好，将铸件重要加工面在铸型中朝下，可避免重要加工表面出现气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷。
5、大面积的薄壁铸件应放在铸型的什么位置？为什么？
答：大面积的薄壁铸件应放在铸型的下部或侧面，因为这样可以避免浇不到、冷隔等缺陷。
6、为什么尽量使铸件全部或大部位于同一个砂箱中？
答：使铸件全部或大部位于同一个砂箱中，可以保证铸件尺寸精度，避免错箱等缺陷。
7、浇注位置选择的原则有哪些？
答：浇铸位置的选择原则有：
（1）铸件的重要加工面或重要工作面应处于底面或侧面；
（2）铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇铸；
（3）铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面；
（4）铸件的厚大部分应放在顶部或分型面的侧面。
8、铸型分型面的选择原则是什么？
答：铸型分型面选择原则有：
（1）应保证顺利起模；
（2）分型面的数目应尽量少；
（3）应尽量减少型芯、活块数量；
（4）铸件尽可能放在一个砂箱内，或将重要加工面、加工的基准面放在同一砂箱内。
9、铸造工艺图中的工艺参数主要有哪些？
答：主要工艺参数有：（1）机械加工余量（2）铸造收缩率（3）起模斜度（4）型芯头（5）铸造圆角
作业二
1、何谓合金的铸造性能？铸造性能不好会引起那些缺陷？
答：合金的铸造性能是指合金在铸造成型过程中，容易获得外形正确，内部无缺陷铸件的性能。
合金铸造性能不好会引起的缺陷有：
（1）若流动性不好，会引起浇不足和冷隔缺陷；
（2）收缩会引起缩孔、缩松缺陷，同时因为应力，会使铸件变形和产生裂纹。
2、从Fe-Fe3C相图分析，什么样的合金成分具有较好的流动性？为什么？
答：由于液相和固相共存的凝固区合金流动性差，而共晶成分的合金，不存在液相、固相共存的区域，且相同条件下，凝固温度最低，因此共晶成分的合金具有较强的流动性。
3、铸件的凝固方式依照什么来划分？那些合金倾向于逐层凝固？
答：铸件的凝固方式依照凝固区域的宽窄及向铸件中心迁移的情况来划分；
纯金属和共晶成分的合金，不存在凝固区，倾向于逐层凝固。
4、缩孔和缩松是如何形成的？可采用什么措施防止？为何缩孔比缩松较容易防止？
答：液态合金在凝固时，若其液态收缩和凝固收缩的缩减容积得不到补足，则会在铸件最后凝固的部分形成一些孔洞。容积较大且集中的为缩孔，容积小且分散的为缩松；
可采取以下措施防止缩孔和缩松：
（1）控制铸件的凝固顺序；
（2）合理布置内浇道及浇铸工艺；
（3）合理利用冒口、冷铁、补贴等工艺措施。
因为缩孔容积大，且接近外壳，采用顺序凝固即可防止。而缩松容积较小，不易观察且分布广泛，因而不易防止。
5、什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需要采用什么措施来实现？
答：定向凝固原则：在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位，最后才是冒口本事凝固；
同时凝固原则：通过减小铸件各部分之间的温度差，使其均匀冷却；
定向凝固可采用合理安放冒口位置，放置冷铁等工艺实现；同时凝固可通过将浇道开在薄壁处，是薄壁处较厚壁处升温较高，补偿薄壁处冷速快的现象来实现。
6、铸造应力有哪几种？如何形成的？如何防止铸造应力、变形和裂纹？
答：铸造应力分为机械应力和热应力。
机械应力是铸件的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的；热应力是铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均匀收缩引起的。
防止机械应力的措施是提高铸型、型芯的退让性；防止热应力的措施是采用同时凝固的方法。
防止铸件变形的措施有：（1）铸件壁厚尽量均匀、对称（2）采用同时凝固工艺（3）反变形（4）去应力退火
防止裂纹的措施有：（1）合理设计铸件的结构（2）改善铸件、型芯退让性（3）现在金属液的含硫量。
7、铸件的缩孔缺陷与合金的何种铸造性能有关？
答：铸件的缩孔缺陷与合金的收缩性有关。
作业三
1、铸铁有哪几类？他们的基本区别是什么？和碳钢比，铸铁在化学成分和显微组织上有何不同？
答：根据碳在铸铁中的存在形式，铸铁可以分为白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁；
它们的基本区别是碳的存在形式不同：白口铸铁碳主要以Fe3C形式存在，灰口铸铁碳主要以石墨形式存在，麻口铸铁中既有石墨又有Fe3C；
在化学成分上，铸铁和碳钢的区别主要是含碳量不同。含碳量在2.14%~6.67%的Fe-C 合金为铸铁，含碳量在0.02%~2.14%的为碳钢。铸铁的显微组织较碳钢多了石墨组织。
2、什么是石墨化？影响铸铁石墨化的主要因素是什么？
答：石墨化是指铸铁中碳原子析出聚集形成石墨的过程。
影响石墨化的主要因素有：
（1）化学成分：C、Si元素能促进石墨化过程；
S、Mn元素阻碍石墨化过程；
P元素对石墨化影响不大，但是会增加铸铁脆性
（2）温度及冷却速度：高温缓慢冷却，有利于石墨相的析出。
3、灰铸铁的力学性能、铸造性能和其他性能有何特点？如何形成这些特点的？灰铸铁最适宜做哪类铸件？
答：灰铸铁性能特点及其原因：
（1）力学性能低：石墨相当于钢基体中的裂纹或孔洞，破坏了组织连续性，易导致应力集中。
（2）铸造性能好：灰铸铁硅含量高，且成分接近共晶成分，熔点低流动性好。
（3）切削性能好：石墨车削易脆断，不粘刀。
（4）压力加工及焊接性差：灰铸铁易脆断，因此不利于压力加工；另外，它的强度低，塑性差，在焊接过程中冷速快，焊件受热不均匀，因而焊接应力过大，所以也不
利于焊接。
（5）消震性能好：因为石墨可以吸收震动能量。
（6）耐磨性能好：因为石墨本身有润滑的作用。
（7）缺口敏感性小：基体中遍布的石墨相当于许多缺口。
灰铸铁适合做承受压力和震动的零件，例如：机床床身、各种箱体等。
4、常用的球墨铸铁有哪几种？在组织、性能上各有何特点？各适用于那些铸件？
答：常用的球墨铸铁分为珠光体球墨铸铁和铁素体球墨铸铁。
（1）珠光体球墨铸铁：
组织：珠光体基体上有球状石墨；
性能特点：抗拉强度、屈服强度、疲劳强度高，硬度、耐磨性比高强度灰铸铁好；
应用：适合制作承受震动，载荷大的零件，如：曲轴、传动齿轮。
（2）铁素体球墨铸铁：
组织：铁素体基体上有球状石墨
性能特点：抗拉强度低于珠光体球墨铸铁，塑性、冲击韧性较好，力学性能优于可锻铸铁；
应用：铁素体球墨铸铁抗拉强度低，一般用于制作阀门，底盘零件等。
5、试从下列诸方面比较可锻铸铁与球墨铸铁：制造方法；组织；强度、塑性和冲击韧性；
6、钢铸件与铁铸件的铸造特点有何区别？铸钢件为什么必须使用大冒口？为什么必须热处理？
答：钢铸件的力学性能比铁铸件高，特别是塑性、韧性、焊接性能远优于铁铸件。但是钢铸件的铸造性能、减震性和缺口敏感性都比铸铁差；
因为铸钢件铸造性能差，流动性差，浇铸温度高，体积收缩率大，因而易形成较大缩孔，个采用大冒口补缩；
铸钢件组织粗大，有较大应力，偏析严重，因而需要热处理细化组织，消除内应力，改善偏析，提高力学性能。
作业四
1、作好铸件外形设计应考虑哪些方面？如何正确设计外形？
答：铸件的外形设计应考虑以下几个方面：（1）铸件外形力求简化，是造型方便；（2）铸件应有最少分型面；（3）应设计结构斜度；（4）应避免水平放置较大平面；（5）避免铸件收缩受阻；（6）防止细长件或大而薄的平面弯曲；（7）应有铸造圆角
正确设计外形时应注意：（1）外形设计应注意美观大方，避免不必要曲面和圆角结构，尽量不出现内凹形状，避免外形芯，还应尽量使用平直分型面；设计凸台等时，应便于起模（2）减少分型面（3）在铸件所有垂直于分型面的非加工面应设计斜度（4）将较大平面设计为斜面或浇铸时将砂箱倾斜（5）防止收缩受阻，如改用奇数轮辐、孔幅板（6）细长或大而薄的平板件，应采用对称或加肋结构防止弯曲（7）留有铸造圆角。
2、铸件内腔涉及应满足那些要求？
答：铸件的内腔设计应满足：（1）尽量少用或不用型芯（2）型芯必须安装方便，固定，排气通畅（3）清砂方便
3、铸件壁的设计应考虑哪些原则？
答：（1）铸件壁厚应适当、合理（2）铸件壁厚应尽可能均匀（3）铸件壁连接应有结构圆角，避免交叉和锐角连接，避免采用十字型交叉连接，厚壁与薄壁之间要有逐步过渡铸件
4、为什么铸件应有最少分型面?具体设计时应如何考虑？
答：使铸件分型面的数目最少，可以简化造型过程，减少由于错箱造成的铸件误差，因此铸件应有最少分型面。
具体设计时应遵循以下原则：（1）分型面应为平直面，使分模造型、起模方便（2）减少分型面数量（3）减少型芯、活块数量（4）使铸件尽可能放在一个砂箱内，或将重要加工面和加工基准面放在同一砂箱中，以保证尺寸精度。
5、为保证铸件内腔形状，设计型芯时应考虑哪些问题？
答：应考虑的问题有：（1）尽量不用或少用型芯（2）型芯必须安装方便、固定、排气通畅（3）使清砂方便
6、铸件壁小于最小壁厚会产生什么后果？壁厚适当的一般原则是什么？
答：铸件壁小于最小壁厚，会产生浇不足、冷隔等缺陷；
壁厚适当的一般原则：铸件内壁比外壁厚度小，肋的厚度小于内壁，以使铸件各部分冷却速度相近，达到同时凝固的目的。另外，铸件壁厚度力求均匀。
7、为什么要求铸件壁厚应尽量均匀？
答：铸件壁厚力求均匀，可以时铸件各处冷却速度相近，避免局部过厚形成热节结构，避免缩孔，热应力变形，裂纹。
塑性变形部分
作业一
1、为什么同种材料的锻件比铸件的力学性能高？
答：锻件又坯料经反复轧制成型，组织致密度高，缩孔、缩松被扎实，柱状枝晶被打碎；而铸件组织粗大，内有缩孔、缩松，所以锻件力学性能优于铸件。
2、金属塑性变形的机理是什么？
答：金属塑性变形是各晶粒内的位错运动和晶粒间的滑动与转动的综合结果。
3、何谓加工硬化？产生的原因是什么？碳钢在其锻造温度范围内变形是否会产生加工硬
化？
答：加工硬化是指在常温下金属随变形程度的增加，其强度和硬度增加，而塑性和韧性下降的现象。
加工硬化产生的原因是：金属塑性变形后，滑移面上产生了许多晶格方位的碎晶块，同时由于经历转动、伸长，造成了滑移面附近的晶格严重的扭曲，出现了内应力，产生进一步滑移的阻力，使塑性变形难以进行下去。
碳钢的锻造温度一般为800℃~1250℃以内，T加工=800+273=1073K,T再结晶=0.4（1500+273）=709.2K，因此，T加工>T再结晶,锻造属于热加工，加工硬化与再结晶现象同时发生，因而不会出现明显加工硬化现象。
4、何谓再结晶？它对金属的性能有何影响？
答：再结晶是指温度上升到金属熔化温度的0.4~0.5倍时，由于金属原子获得更多热能，塑性变形后的金属被拉长了的晶粒重新形核长大，变为等轴晶粒的过程。
金属再结晶发生后，加工硬化被完全消除，金属塑性提高，硬度下降。
5、铅（t熔=327℃）在20℃、钨（t熔=3380℃）在1100℃下变形属于哪种变形？为什么？答：铅：T再结晶=0.4（327+273）=240K,T加工=20+273=293K，因为T加工>T再结晶,因此铅属于热加工；
钨：T再结晶=0.4（3380+273）=1461K,T加工=1100+273=1373K，因为T加工 6、纤维组织是怎样形成的？它对金属的力学性能有何影响?试分析用棒料加工成型和用冷 镦成型的六角螺栓的力学性能有何不同？ 答：铸锭内部存在着不溶于基体金属的非金属夹杂物，热变形中，随着金属晶粒的变形方向被拉长或压扁，呈显微状。金属再结晶时，被压碎的晶粒恢复为等轴细晶粒而纤维状夹杂物不能再结晶，沿被拉长方向保留下来，即形成纤维组织。 纤维组织会使金属产生各向异性，平行纤维方向，塑性、韧性、强度提高，垂直于纤维方向抗剪强度提高。 用棒料加工成型的螺栓，流线型被切断，而螺栓主要受力方向平行于流线方向，此方向抗剪强度弱，易折断；冷镦成型的螺栓，流线未被切断，主要受力方向垂直于流线方向，抗剪强度高，不易断裂失效。 7、可锻性良好的金属应具有哪些力学性能和组织状态？哪些工艺条件影响金属的可锻 性？ 答：在力学性能方面，可锻性良好的金属应具有良好的塑性和较小的变形抗力；在组织状态方面，纯金属、固溶体有较好可锻性，细晶粒组织较粗晶粒组织有较好可锻性，含有碳化物较多的组织可锻性差。 影响金属可锻性的工艺条件有：（1）变形温度：变形温度越高，金属可锻性越好，但变形温度过高可锻性反而降低（2）变形速度：当变形速度肖宇某一值时，可锻性随变形速度增大而降低，超过这一值后，变形速度增大，可锻性反而升高（3）应力状态：压应力个数越多，数值大，同号，可锻性好。 8、钢料加热不当时易产生哪些缺陷？如何防止？ 答：钢料加热不当时易产生过热、过烧、脱碳、氧化。 防止氧化的方法：采用保护气氛加热、真空加热、高温短时快速加热等；防止脱碳的方法：在可控气氛中加热；过热是加热不当引起的奥氏体晶粒粗大现象，要防止过热现象，应控制加热温度和保温时间，当过热不严重时，可通过一次正火消除过热组织；过烧是加热温 度过高引起晶界熔化并氧化，要防止需严格按照热处理工艺加热，控制温度。 9、确定碳钢的始锻温度和终锻温度的依据是什么？ 答：碳钢的锻造温度由铁碳相图确定，始锻温度受过热限制，钢的过热温度比熔点低150℃~200℃，因此熔点以下200℃左右为碳钢的始锻温度。终锻温度应保证碳钢具有足够的塑性，通常是800℃左右。另外，确定始锻温度和终锻温度还应考虑钢的塑性图，变形抗力图。 作业二 1、用φ50冲孔模具来生产φ50落料件能否保证冲压件的精度？为什么？ 答：不能保证。对于冲孔模具，d孔=d凸=50，因此d凹=50+z（z为冲裁间隙）；若用冲孔模具来落料，d落料=d凹=50+z，因此d落料>50，所以不能保证精度。 2、分析冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力及模具寿命的影响。 冲裁间隙对冲裁质量的影响： （1）断面质量：间隙过大，会增大塌角，产生过多毛刺；间隙过小，会产生两个光亮带。（2）由于模具尺寸偏差对尺寸精度也会产生一定影响。 冲裁间隙对冲裁力的影响：间隙减小，冲裁力变大。 冲裁间隙对模具寿命的影响：间隙较大有利于寿命的提高；间隙较小易卡料，易磨钝、崩刃等损坏。 3、某冲压件在弯曲部位发现裂纹，而且变形角度与图样不符，试分析各种可能的原因。答：造成裂纹的可能原因有：板料过厚、内弯半径r过小，材料塑性不够； 造成变形角度与图样不符的原因可能是弯曲模具的角度大于回弹角。 4、如上图所示的08F钢圆筒件，壁厚为2mm，说明能否一次拉深成形？ 答：拉深系数m=d件/D料；其中，d件=50-2-2=46， D== 所以，m=46/123.31=0.37，m<0.5，所以不能一次拉深成型。 5、右图示零件，用同样的板料拉深时哪个容易，哪个困难？为什么？ 答：对于φ200的零件，m1=200/400=0.5 对于φ300的零件，m2=300/400=0.75 m2>m1,所以φ300的零件比φ200的零件变形程度小，因而拉深更容易。 焊接部分 作业一 1、焊接方法分哪几类？ 答：焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊。 2、焊接接头分几个区？在焊低碳钢时，其熔合区和热影响区的组织和性能有何变化？ 答：焊接接头包括焊缝、熔合区和焊接热影响区。 熔合区未熔化，组织为因过热而长大的粗晶组织和（部分新结晶的）铸态组织。该区很窄，组织不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆断的发源地。 热影响区又分为过热区、正火区和部分相变区。其中，过热区为粗大的过热组织；该区塑性和韧性下降，焊接刚度大的结构时，该区易产生裂纹；正火区加热时金属发生重结晶，冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织（近似于正火组织)，力学性能优于母材；部分相变区组织为铁素体和珠光体，其中，铁素体粗细不均，发生相变的铁素体细小，未发生的则很粗大，该区力学性能比正火区稍差。 3、产生焊接应力和变形的原因是什么？ 答：产生焊接应力和变形的原因是焊接过程中，加热和冷却是局部的不均匀的。 4、熔焊冶金特点是什么？ 答：熔焊是指焊接过程中，将工件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。冶金特点有：（1）它的焊缝区母材熔化，参加冶金过程（2）因为母材熔化，熔焊的残余应力较大（3）熔焊的焊缝只要焊丝成分得当，焊后热处理工艺合适，强度会接近或超过母材，焊缝力学性能较优。 作业二： 1、埋弧焊和气体保护焊相比较有何特点？ 答：埋弧焊比起氩弧焊和二氧化碳气体保护焊，主要特点有：（1）由于焊弧区保护严密，气体、杂质易浮出，因此焊件质量高且稳定（2）由于中、薄件接头不开坡口，因此节省材料，另外由于氩气较贵，因此它比氩弧焊成本低（3）由于埋弧焊弧光不外泄，而二氧化碳气体保护焊易造成强烈气孔和飞溅，因此埋弧焊可以改善劳动条件。 2、焊条的作用是什么？焊条药皮有何功用？ 答：焊条由药皮和焊条芯组成。焊条芯的作用是：（1）作为电极导电（2）作为填充金属（3）在焊接过程中添加合金元素。药皮的作用是：（1）改善焊接工艺性能，易于引弧，减少飞溅（2）稳弧作用，使电弧稳定燃烧（3）机械保护作用，产生熔渣和气体，隔绝空气（4）冶金处理作用—脱氧、去氢、去硫，渗合金。 、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 ） A 卷 一、 填空题:(30X1) 1、高分子或称聚合物分子或大分子 由许多重复单元通过 键有规律地连接而成的分子,具有高的分子量。 2、添加剂包括工艺添加剂与功能添加剂请任意写出四种添加剂的名称: 、 、 、 。 3、 聚合物物理状态有 、 、 。所对应的温度有: 、 、 。 4、写出四种聚合物成型方法: 、 、 、 。 5、通常单螺杆挤出机由 、 、 组成。 6、据实现功能的不同,可将双螺杆元件分为 (由正向螺纹元件组成,不同的螺杆头数与导程)、 (主要就是指反向螺纹元件)、 (就是捏合盘及其组合)、 (主要就是指齿形盘元件)等。 注塑机性能的基本参数有: 、 、 、 。等。 8、压延辊表面应该具有高的光洁度、机械 与 精度。 9、锁模力的校核公式: 中,p 就是 A 分就是 。 二、简答题(3X10) 1、聚合物成型过程中降解？ 分锁pA F 2、什么单螺杆的几何压缩比？长径比？ 3、什么就是双螺杆传动过程中的正位移移动？ 三、说明题:(2X10) 1、注塑成型的一个工作周期？(以生产一产品为例) 2、在单螺杆设计过程中,采用那些方法可实现对物料的压实？(从螺杆的结构上说明) 四、分析题:(20) 1、简述管材成型机头的组成(1-10的名称)及工作过程？ B卷 一、填空题:(40X1) 1、高分子或称聚合物分子或大分子由许多重复单元通过键有规律地连接而成的分子,具有高的分子量。 2、热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为3个阶段,其分别就是: 、 、 。 3、添加剂包括工艺添加剂与功能添加剂请任意写出四种添加剂的名称: 、 、 、 。 4、 聚合物物理状态有 、 、 。所对应的温度有: 、 、 。 5、写出四种聚合物成型方法: 、 、 、 。 6、通常单螺杆挤出机由 、 、 与温控系统组成。 7、注塑机的基本参数有: 、 、 、 。等。 8、压延辊表面应该具有 、 、 。 9、锁模力的校核公式: 中,p 就是 A 分就是 。 二、简答题(3X10) 1、什么就是聚合物成型过程中入口效应？ 2、什么就是单螺杆的几何压缩比？长径比？物料的物理压缩比？ 3、什么就是双螺杆传动过程中的正位移移动？ 三、说明题:(2X15) 1、高速高效单螺杆挤出机就是如何来实现的？ 分 锁pA F 材料成型工艺基础考试 复习要点 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 材料成型工艺基础 复习资料 13上午九到十一点 一号公教楼407 1铸件的凝固方式及其影响因素 凝固方式：（l）逐层凝固方式 （2）糊状凝固方式 （3）中间凝固方式 影响因素：（l)合金的结晶温度范围：结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。低碳钢近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳 钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固。 （2）逐渐的温度梯度：在合金的结晶温度范围已定时，若铸件的温度梯度↑由小到大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝固。 2铸造性能含义及其包括内容，充型能力含义，影响合金流动性因素（合金种类、成分、浇注条件、铸型条件） 铸造性能：合金铸造成形获得优质铸件的能力，、 合金的铸造性能：主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等 充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力。 影响合金流动性因素：（l)合金的种类。灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铝合金次 之，铸钢最 差。 （2）合金的成分。同种合金，成分不同，其结晶特点不 同，流动性也不同。 （3）浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好； 温度越高，合金粘度越低，阻力越小，充型能力越强。 在保证充型能力的前提下温度应尽量低。 生产中薄壁件常采用较高温度，厚壁件采用较低浇注温 度， （4） l.铸型的蓄热能力越强，充型能力越差 2．铸型温度越高，充型能力越好 3．铸型中的气体阻碍充型 3合金的收缩三阶段，缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段 l.收缩。合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。 合金的收缩过程可分为三阶段（l）液态收缩 （2）凝固收缩 （3）固态收缩 缩孔（1）形成条件：金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。（2）产生原因：是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。 （3）形成部位：在铸件最后凝固区域，次区域也称热节。 缩松（1）形成条件：形成铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范 围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存， 《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） 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） 《材料成形工艺基础》自学指导书 一、课程名称：材料成形工艺基础 二、自学学时：50课时 三、教材名称：《材料成形工艺基础》柳秉毅编 四、参考资料：材料成形技术基础陶冶主编机械工业出版社 五、课程简介：《材料成形工艺基础》是材料成型及控制工程专业的主干课程之一，其任务是阐明液态成型、塑性成型和焊接形成等成型技术在内的内在基本规律和物质本质，揭示材料成型过程中影响产品性能的因素及缺陷产生的机理。 六、考核方式：闭卷考试 七、自学内容指导： 绪论第1章金属材料的力学性能 一、本章内容概述： 绪论：1.材料成形工艺的发展历史2.材料成形加工在国民经济中的地位 3.材料成形工艺基础课程的内容 4.本课程的学习要求与学习方法。 第一章：1）铸造成形基本原理；2）塑性成形基本原理； 3）焊接成形基本原理 二、自学学时安排：8学时 三、知识点： 1.合金的铸造性能 2.合金的收缩性； 3.铸件的缩孔和缩松 2合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得尺；3影响合金的充型能力的因素1）合金的流动性2）浇；4合金的收缩概念液态合金从浇注温度逐渐冷却、凝固；5铸造内应力分热应力和机械应力；6顺序凝固，是使铸件按递增的温度梯度方向从一个部；7顺序凝固可以有效地防止缩孔和宏观缩松，主要适用；8缩孔和缩松的防止方法：顺序凝固 四、难点： 1）强度、刚度、弹性及塑性 2）硬度、冲击韧性、断裂韧度、疲劳。 五、课后思考题与习题：P40 1.1 区分以下名词的含义: 逐层凝固与顺序凝固糊状凝固与同时凝固 液态收缩与凝固收缩缩孔与缩松 答：逐层凝固：纯金属和共晶成分的合金是在恒温下结晶的，铸件凝固时其凝固区宽度接近于零，随着温度的下降，液相区不断减小，固相区不断增大而向中心推进，直至到达铸件中心。顺序凝固：是指在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口之间逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口处向冒口方向顺序地凝固，即远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 糊状凝固：如果合金的结晶温度范围很宽，或者铸件断面上温度梯度较小，则在凝固的某段时间内，其固相和液相并存的凝固区会贯穿铸件的整个断面。 同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。 液态收缩：从浇注温度冷却至凝固开始温度(液相线温度)期间发生的收缩。凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终了温度(固相线温度)期间发生的收缩。 铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩所造成的体积缩减，如果未能获得补充(称为补缩)，则会在铸件最后凝固的部位形成孔洞。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 1.3拟生产一批小型铸铁件，力学性能要求不高，但壁厚较薄，试分析如何提高合金液的充型能力。 答：1）尽可量提高浇注温度。由于壁厚较薄，铸铁可取1450左右2）增大充型压力（即增大推动力）。3）选用蓄热能力强的材料作铸型。4）提高铸型温度。5）选用发气量小而排气能力强的铸型。 1.4冒口补缩的原理是什么? 冷铁是否可以补缩? 冷铁的作用与冒口有何不同? 答：在铸件厚壁处和热节部位（即铸件上热量集中，内接圆直径较大的部位）设置冒 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； 1．什么是锻造？锻造与其他成形方法相比最显著的特点在哪里？ 答：锻造是利用金属的塑性，使坯料在工具（模具）的冲击或压力作用下，成为具有一定形状，尺寸和组织性能的工件的加工方法。（1）综合力学性能好（2）节约材料（3）生产效率高锻造比是锻件在锻造成形时，变形程度的一种表示方法。 2．什么叫计算毛坯？其特点和作用 答：等截面的原毛坯不能保证金属充满非等截面的模膛，因此需要毛坯体积重新分布，得到一种中间坯料，使它沿轴线每一截面面积等于相应部位锻件截面积与飞边截面积之和，这样的中间坯料即为计算毛坯 计算毛坯法？ （2）计算毛坯法的步骤 1）作最能反映锻件截面变化的锻件图的一个视图，沿该视图的轴线，选取若干具有代表性的截面，如：最大、最小、首尾和过渡（拐点）截面等。 2）作各截面的截面图。计算毛坯各截面的截面积： A计=A锻+A飞=A锻+2ηA飞 式中：A计——计算毛坯截面积（mm2），如A计1、A计2、… A锻——锻件截面积（mm2），如A锻1、A锻2、… A飞——飞边截面积(mm2)； η——飞边充填系数，简单形状锻件取0.3~0.5；复杂形状锻件取0.5~0.8. 3）在锻件图下作轴线平行的相对应的计算毛坯截面图： 式中：h计——截面图中各截面的高度（mm），如h计1、h计2、… M——缩尺比，通常取M=20~50 mm2/mm 以计算毛坯截面图的轴线作横坐标，h计为纵坐标，将计算出的各截面h计绘制在坐标图上，并连接各点成光滑曲线。 计算毛坯截面图的每一处高度代表了计算毛坯的截面积，截面图曲线下的整个面积就是计算毛坯的体积。 V计=MS计 式中：V计——计算毛坯体积（mm2）； S计——计算毛坯截面图曲线下的面积（mm2）。 4）作计算毛坯直径图 计算毛坯任一截面的直径： 式中：d计——计算毛坯各截面的直径，如d计1、d计2、… 方截面毛坯： 式中：B计——方截面计算毛坯边长（mm）。 以计算毛坯长度为横坐标，以d计为纵坐标，在截面图的下方，绘制计算毛坯直径图。 5）计算平均截面积和平均直径 平均截面积： 式中：L计——计算毛坯长度（mm）； h均——计算毛坯截面图上的平均高度（mm）。 平均直径： 将和分别用虚线在截面图和直径图上标出。凡大于均线的部分称为头部；凡小于均线的部分称为杆部。 如果选用的毛坯直径与平均直径相等，模锻时头部金属不够，而杆部金属有余，无法得到要求形状和尺寸的锻件。故必须选择合适的毛坯直径和制坯工步。 材料成形技术基础复习题 一、填空题 1、熔模铸造的主要生产过程有压制蜡模，结壳，脱模，造型，焙烧和浇注。 2、焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。 3、接的主要缺陷有气孔，固体夹杂，裂纹，未熔合，未焊透，形状缺陷等。 4、影响陶瓷坯料成形性因素主要有胚料的可塑性，泥浆流动性，泥浆的稳定性。 5、焊条药皮由稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂和粘结剂组成。 6、常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造和陶瓷型铸造等。 7、根据石墨的形态特征不同，可以将铸铁分为普通灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。 二、单项选择题 1.在机械性能指标中，δ是指( B )。 A.强度 B.塑性 C.韧性 D.硬度 2.与埋弧自动焊相比，手工电弧焊的优点在于( C )。 A.焊接后的变形小 B.适用的焊件厚 C.可焊的空间位置多 D.焊接热影响区小 3.A3钢常用来制造( D )。 A.弹簧 B.刀具 C.量块 D.容器 4.金属材料在结晶过程中发生共晶转变就是指( B )。 A.从一种液相结晶出一种固相 B.从一种液相结晶出两种不同的固相 C.从一种固相转变成另一种固相 D.从一种固相转变成另两种不同的固相 5.用T10钢制刀具其最终热处理为( C )。 A.球化退火 B.调质 C.淬火加低温回火 D.表面淬火 6.引起锻件晶粒粗大的主要原因之一是( A )。 A.过热 B.过烧 C.变形抗力大 D.塑性差 7.从灰口铁的牌号可看出它的( D )指标。 A.硬度 B.韧性 C.塑性 D.强度 8.“16Mn”是指( D )。 A.渗碳钢 B.调质钢 C.工具钢 D.结构钢 9.在铸造生产中，流动性较好的铸造合金( A )。 A.结晶温度范围较小 B.结晶温度范围较大 C.结晶温度较高 D.结晶温度较低 10.适合制造齿轮刀具的材料是( B )。 A.碳素工具钢 B.高速钢 C.硬质合金 D.陶瓷材料 11.在车床上加工细花轴时的主偏角应选( C )。 A.30° B.60° C.90° D.任意角度 12.用麻花钻加工孔时，钻头轴线应与被加工面( B )。 A.平行 B.垂直 C.相交45° D.成任意角度 三、名词解释 1、液态成型液态成型是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。金属的液体成型也称为铸造。 2、焊缝熔合比熔焊时，被熔化的母材金属部分在焊道金属中所占的比例，叫焊缝的熔合比。 3、自由锻造利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻 4、焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏，形成新的界面所产生的缝隙称为焊接裂纹。 5、金属型铸造用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型（即金属型）中获得铸件的方法。 四、判断题： 1、铸造的实质使液态金属在铸型中凝固成形。（√） 2、纤维组织使金属在性能上具有了方向性。（√） 3、离心铸造铸件内孔直径尺寸不准确，内表面光滑，加工余量大。（×） 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。 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，可分为应力和应力两种。 2.常用的特种铸造方法 有：、、、、和 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生而获得毛 坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有、和 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有、和 等。 6.压力加工的基本生产方式 有、、、、和等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受应力，薄壁受 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； 使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为。 10.拉深件常见的缺陷是和。 11.板料冲压的基本工序分为和。前者指冲裁工序，后者包括、、和。 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。 13.拉深系数越，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。 15.熔焊时，焊接接头是由、、和 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。 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 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 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。 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 ）。 复习题 一、填空题 1．材料力学性能的主要指标有、、、、疲劳强度等 2．在静载荷作用下，设计在工作中不允许产生明显塑性变形的零件时，应使其承受的最大应力小于，若使零件在工作中不产生断裂，应使其承受的最大应力小于。 3．ReL（σs）表示，（σ）表示，其数值越大，材料抵抗能力越强。 4．材料常用的塑性指标有和两种。其中用表示塑性更接近材料的真实变形。 5．当材料中存在裂纹时，在外力的作用下，裂纹尖端附近会形成一个应力场，用来表述该应力场的强度。构件脆断时所对应的应力强度因子称为，当K I >K I c 时，材料发生。 6．金属晶格的基本类型有、、三种。 7．亚共析钢的室温组织是铁素体+珠光体（F+P），随着碳的质量分数的增加，珠光体的比例越来越，强度和硬度越来越，塑性和韧性越来越。 8．金属要完成自发结晶的必要条件是，冷却速度越大，越大，晶粒越，综合力学性能越。 9．合金相图表示的是合金的____ 、、和之间的关系。 11．影响再结晶后晶粒大小的因素有、、、。12．热加工的特点是；冷加工的特点是。 13．马氏体是的固溶体，其转变温度范围（共析刚）为。 14．退火的冷却方式是，常用的退火方法有、、、、和。 15．正火的冷却方式是，正火的主要目的是、、。 16．调质处理是指加的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的性能。 17．W18Cr4V钢是钢，其平均碳含量（Wc）为：％。最终热处理工艺是，三次高温回火的目的是。 18．ZL102是合金，其基本元素为、主加元素为。19．滑动轴承合金的组织特征是或者。 20．对于热处理可强化的铝合金，其热处理方法为。 21．铸造可分为和两大类；铸造具有和成本低廉等优点，但铸件的组织，力学性能；因此，铸造常用于制造形状或在应力下工作的零件或毛坯。 22．金属液的流动性，收缩率，则铸造性能好；若金属的流动性差，铸件易出现等的铸造缺陷；若收缩率大，则易出现的铸造缺陷。 23.常用铸造合金中，灰铸铁的铸造性能，而铸钢的铸造性能。 24．铸型的型腔用于形成铸件的外形，而主要形成铸件的内腔和孔。25．一般铸件浇注时，其上部质量较，而下部的质量较，因此在确定浇注位置时，应尽量将铸件的朝下、朝上。 26．冒口的主要作用是，一般冒口厘设置在铸件的部位。 27．设计铸件时，铸件的壁厚应尽量，并且壁厚不宜太厚或太薄；若壁厚太小，则铸件易出现的缺陷；若壁厚太大，则铸件的。 28．衡量金属可锻性的两个主要指标是塑性与变形抗力、 塑性愈高，变形抗力愈小，金属的可锻性就愈好。 29．随着金属冷变形程度的增加，材料的强度和硬度，塑性和韧性 ，使金属的可锻性。 30．自由锻零件应尽量避免、、等结构。 31．弯曲件的弯曲半径应大于，以免弯裂。 32．冲压材料应具有良好的。 33．细晶粒组织的可锻性粗晶粒组织。 34．非合金钢中碳的质量分数愈低，可锻性就愈。 35．焊接方法按焊接过程的特点分、、三大类。 36．影响焊接电流的主要因素是焊条直径和焊缝位置。焊接时，应在保证焊接质量的前提下，尽量选用大的电流，以提高生产率。 37．电焊机分为和两大类。 38．焊缝的空间位置有、、、。39．焊接接头的基本形式有、、、。40．气体保护焊根据保护气体的不同，分为焊和焊等。41．点焊的主要焊接参数是、和。压力过大、电流过小，焊点强度；压力过小、电流过大，易、。 二、判断题 ( - )1．机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形。( - )2．硬度值相同的在同一环境中工作的同一种材料制作的轴，工作寿命是相同的。( - )3．所有的金属材料均有明显的屈服现象。 ( - )4．选择冲击吸收功高的材料制作零构件可保证工作中不发生脆断。 工程材料及成型技术基础考试题目 一、填空 1、常见的金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排立方晶格。 2、晶体缺陷可分为：点缺陷、线缺陷、面缺陷。 3、点缺陷包括：空位、间隙原子、置换原子。 线缺陷包括：位错。位错的最基本的形式是：刃型位错、螺型位错。 面缺陷包括：晶界、亚晶界。 4、合金的相结构可分为：固溶体、化合物。 5、弹性极限：σe 屈服极限：σs 抗拉强度：σb弹性模量：E 6、低碳钢的应力应变曲线有四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、抗拉阶段（强化阶段）、 颈缩阶段。 7、洛氏硬度HRC 压印头类型：120°金刚石圆锥、总压力：1471N或150kg 8、疲劳强度表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。 9、冲击韧度用在冲击力作用下材料破坏时单位面积所吸收的能量来表示。 10、过冷度影响金属结晶时的形核率和长大速度。 11、以纯铁为例α– Fe为体心立方晶格（912℃以下） γ– Fe为面心立方晶格（1394℃以下）、δ– Fe为体心立方晶格（1538℃以下） 12、热处理中，冷却方式有两种，一是连续冷却，二是等温冷却。 13、单晶体的塑性变形主要通过滑移和孪生两种方式进行。 14、利用再结晶退火消除加工硬化现象。 15、冷变形金属在加热时的组织和性能发生变化、将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。 16、普通热处理分为：退火、正火、淬火、回火。 17、退火可分为:完全退火、球化退火、扩撒退火、去应力退火。 18、调质钢含碳量一般为中碳、热处理为淬火+高温回火。 19高速钢的淬火温度一般不超过1300℃、高速钢的淬火后经550~570℃三次回火。 三次回火的目的：提高耐回火性，为钢获得高硬度和高热硬性提供了保证。 高速钢的淬火回火后的组织是：回火马氏体、合金碳化物、少量残余奥氏体。 20、铸铁的分类及牌号表示方法。P142 材料成型工艺基础部分0 绪论 金属材料：metal material (MR) 高分子材料：high-molecular material 陶瓷材料：ceramic material 复合材料：composition material 成形工艺：formation technology 1 铸造 铸造工艺：casting technique 铸件：foundry goods （casting） 机器零件：machine part 毛坯：blank 力学性能：mechanical property 砂型铸造：sand casting process 型砂：foundry sand 1.1 铸件成形理论基础 合金：alloy 铸造性能：casting property 工艺性能：processing property 收缩性：constringency 偏析性：aliquation 氧化性：oxidizability 吸气性：inspiratory 铸件结构：casting structure 使用性能：service performance 浇不足：misrun 冷隔：cold shut 夹渣：cinder inclusion 粘砂：sand fusion 缺陷：flaw, defect, falling 流动性：flowing power 铸型：cast (foundry mold) 蓄热系数：thermal storage capacity 浇注：pouring 凝固：freezing 收缩性：constringency 逐层凝固：layer-by-layer freezing 糊状凝固：mushy freezing 结晶：crystal 缩孔：shrinkage void 缩松：shrinkage porosity 顺序凝固：progressive solidification 冷铁：iron chill 补缩：feeding 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工程材料及成形技术基础A答案
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