K R =τ 与 11A V R =，所以凝固时间依次为： t 球>t 块>t 板>t 杆。 5. 右图为一灰铸铁底座铸件的断面形状，其厚度为30mm ，利用“模数法”分析砂型铸造时底座的最后凝固部位，并估计凝固终了时间.
解：将底座分割成A 、B 、C 、D
查表2-3得：K=0.72(m in cm /)
对A 有：RA= VA ／AA=1.23cm
τA=RA2／KA2=2.9min
对B 有: RB= VB ／AB=1.33cm
τB=RB2／KB2=3.4min
对C 有：RC= VC ／AC=1.2cm
τC=RC2／KC2=2.57min
对D 有：RD= VD ／AD=1.26cm
τD=RD2／KD2=3.06min
分钟。
6.
答：1）平方根定律：22
K ξτ=即τξK =；折算厚度法则：τK R =
2）ξ代表铸件凝固层厚度，适应薄板类铸件；S
V R =
为折算厚度,可适用各种形状的铸件。
7. 影响铸件凝固方式的因素是什么？凝固方式与铸造性能和铸件质量之间有什么关系？ 答：1)影响铸件凝固方式的因素:结晶温度范围和温度梯度；
2)a 逐层凝固：集中缩孔大，易补缩，铸件较致密；热裂倾向小；流动性好。所以，铸件质量好。
b 体积凝固：不易补缩，易形成缩孔；流动性差；热裂倾向大；铸件不致密，性能较差。
c 中间凝固：介于以上两者之间
第3章 金属凝固热力学与动力学
1．为什么金属必须要有一过冷度才能发生液-固相变？
2. 什么是溶质平衡分配系数？设状态图中液相线和固相线为直线，证明其k 0为常数。
特定温度*T 下固相合金成分浓度*s C 与液相合金成分浓度*L
C 达到平衡时的比值**0L S C C k = 如上图：
液相线：T *－Tm ＝L m (C l *-0) ①
固相线：T *－Tm ＝S m (C s *-0) ②
②÷①得：Tm T Tm T －－**＝**
L L S S C m C m ＝1 即 **L
S C C ＝S L m m ＝k 0 3. 名词解释
1）非均质形核与均质形核
答：非均质形核：液态金属中新相以外来质点为基底进行形核的方式。
均质形核 ：形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，所以也称“自发形核”。
2）粗糙界面与光滑界面
答：粗糙界面：a≤2，固液界面上有一半点阵位置被原子占据，另一半位置则空着，微观上是粗糙的；光滑界面：a ＞2，界面上的位置几乎被原子占据，微观上是光滑的。
3）粗糙界面与光滑界面及其判据
答：固－液界面固相一侧的点阵位置有一半左右被固相原子所占据，形成凸凹不平的界面结构，称为粗糙界面；固－液界面固相一侧的点阵位置几乎全被固相原子所占据，只留下少数空位或台阶，称为光滑界面。
根据jachson 因子（??
? ???=νηαm m kT H ）大小可以判断： α ≤2的物质，凝固时固-液界面为粗糙面，
α ＞5的物质，凝固时界面为光滑面，
4．液态金属（合金）凝固的驱动力由 提供，而凝固时的形核方式有 、 两种。
5. 对于溶质平衡分配系数K 0>1时，K 0越大，最终凝固组织的成分偏析越 。常将∣1- K 0∣称为 。
6. 从原子尺度看，固液界面结构有哪几种？它们与生长机理有何联系？
答：⑴有两种固液界面结构：平整界面和粗糙界面
⑵平整界面的生长机理：
a.理想的平整界面依靠平整界面上生产二维晶核，然后在晶核周围的台阶上生长；
b.当界面上有缺陷时，可依靠螺旋位错、旋转孪晶、反射孪晶等缺陷提供的台阶生长。 ⑶粗糙界面由于液相原子堆砌而被弹回的几率很小，因此生长速度较大，此时称为连续生长或正常生长。
第4章 单相及多相合金的结晶
1.根据成份过冷理论的分析，由于过冷程度的不同就会使焊缝组织出现不同的结晶形态，主要有平面结晶 、胞状结晶 、胞状树枝结晶 、树枝状结晶 和等轴结晶 。
2.根据界面结构的不同，可将共晶合金分为两大类 非小面-小面 和 非小面-非小面
3.用图形表示K0＜1的合金铸件单向凝固时，在以下四种凝固条件下所形成的铸件中溶质元素的分布曲线：
（1） 平衡凝固；（2） 固相中无扩散而液相中完全混合；
（3） 固相中无扩散而液相中只有扩散；（4） 固相中无扩散而液相中部分混合。 答：几种条件下的溶质分布如图所示：
4. 内生生长和外生生长
凝固自型壁行核，由外向内的生长称为外生生长，如柱状晶，胞状晶的生长；
在熔体内部形核，由内向外的自由生长称为内生生长，如等轴晶的生长。
5. 共生生长和离异生长
共生生长：共晶结晶时，两相相互依附，借助于对方析出的多余原子的横向扩散而同步偶合生长的方式。
离异生长：共晶的两相间没有共同生长的界面，析出和生长在时间上与空间上都相互独立的生长方式。
6.共晶组织生长中，共晶两相通过原子的 横向扩散不断排走界面前沿积累的溶质，且又互相提供生长所需的组元彼此合作，并排地快速向前生长，这种共晶生长方式称为 共生生长。
7. 固相无扩散、液相只有扩散情况下产成分过冷的判据及影响成分过冷的因素，说明成分过冷对结晶形貌的影响？
答：成分过冷判据：
影响成分过冷的因素：液相中温度梯度GL 越小，成分过冷越大；生长速度R 越大，成分过冷越大；液相线斜率mL 越大，成分过冷越大；合金原始成分C0越大，成分过冷越大； 扩散系数DL 越小，成分过冷越大；分配系数K0越小，成分过冷越大。
成分过冷对结晶形貌的影响：当C0一定时，随着GL 减小，或R 增大时，晶体形貌由平面晶依次发展为胞状树枝晶、柱状树枝晶、等轴树枝晶；而当GL 、R 一定时，随C0的增加，晶体形貌也同样由平面晶依次发展为胞状树枝晶、柱状树枝晶、等轴树枝晶。
8．简述晶体生长形貌随成分过冷大小变化的规律。
参考：随“成分过冷”程度的增大，固溶体生长方式由无“成分过冷”时的“平面晶”依次发展为：胞状晶→柱状树枝晶→内部等轴晶。
9.Al-Cu 相图的主要参数为C E ＝33%Cu,sm C =5.65％, Tm ＝660℃,T E ＝548℃。用Al －1％Cu 合金浇一细长试样，使其从左至右单向凝固，冷却速度足以保持固－液界面为平界 面，当固相无Cu 扩散，液相中Cu 充分混合时，求：
(1)凝固10％时，固液界面的C S *和C L *。
(2)共晶体所占的比例。
答：（1）溶质分配系数 k 0＝
L S C C =E sm C C =%
33%65.5=0.171 当s f ＝10％时，有
*s C ＝1000)1(－－k s f C k ＝1171.0%)101(%1171.0--??＝0.187％
*L C ＝100－k L f C ＝0
*
k C S ＝171.000187.0＝1.09％ （2）设共晶体所占的比例为L f ，则 *L C ＝100－k L f C ＝E C
则L f ＝1010－）（k E C C ＝1171.01)%
1%33(－＝0.0147 10.何谓热过冷和成分过冷？成分过冷的本质是什么？
答：金属凝固时，完全由热扩散控制，这样的过冷称为热过冷；由固液界面前方溶质再分配引起的过冷称为成分过冷。
成分过冷的本质：由于固液界面前方溶质富集而引起溶质再分配，界面处溶质含量最高，离界面越远，溶质含量越低。由结晶相图可知，固液界面前方理论凝固温度降低，实际温度和理论凝固温度之间就产生了一个附加温度差△T ，即成分过冷度，这也是凝固的动力。
11.Al-Cu 合金相图的主要参数：C E =33%,C sm =5.65%,T m =660℃,T E =548℃, 用Al-1%Cu （即：Co=1%）合金浇一细长圆棒试样，使其从左至右单向凝固，冷却速度足以保持固-液界面为平面。当固相中无Cu 扩散，液相中Cu 有扩散而无对流，达到稳态凝固时，求：
（1）固-液界面的Cs *和C L
* （2）固-液界面的T i （忽略动力学过冷度ΔT k ）
（1）17.033
65.50===E sm C C k %10*==C C S
%88.517
.010**
===k C C S L （2）22T T T T K i ≈?-=
L L m C m T T +=2
39.333
0548660-=--=L m 6409.1966017
.0139.36602=-=-=T ℃ 12.某二元合金相图如图所示。合金液成分为W B =40%，置于长瓷舟中并从左端开始凝固。温度梯度大到足以使固液界面保持平面生长。
1）假设固相无扩散，液相均匀混合。试求：α相与液相之间的平衡分配系数k 0；凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分之几？画出凝固后的试棒中溶质B 的浓度沿试棒长度的分布曲线，并注明各特征成分及其位置。
2）假设固相无扩散，液相有扩散而无对流。求达到稳态凝固时：固-液界面的Cs *和C L *
L
900 500 A 30 40 60 B α t/℃ w B ×100
1）液相均匀混合时：a) 5.060
300===E sm C C k b) 共晶体所占的百分数应该是，在共晶温度时所剩余的液相，此时应利用夏尔公式 100-*=k L L f C C 60=*
L C ％，＝0C 40％ 60％＝40％×15.0-L
f =L f 44.4% 所以，共晶体占试棒长度的44.4％ c)
2) 达到稳态凝固时Cs *=C 0=40% C L *= C 0/k 0=40%/0.5=80%
17.论述成分过冷与热过冷的涵义以及它们之间的区别和联系。
成分过冷的涵义:合金在不平衡凝固时，使液固界面前沿的液相中形成溶质富集层，因富集层中各处的合金成分不同，具有不同的熔点，造成液固前沿的液相处于不同的过冷状态，这种由于液固界面前沿合金成分不同造成的过冷。
热过冷的涵义: 界面液相侧形成的负温度剃度，使得界面前方获得大于k T ?的过冷度。 成分过冷与热过冷的区别 :
热过冷是由于液体具有较大的过冷度时，在界面向前推移的情况下，结晶潜热的释放而产生的负温度梯度所形成的。可出现在纯金属或合金的凝固过程中，一般都生成树枝晶。
成分过冷是由溶质富集所产生，只能出现在合金的凝固过程中，其产生的晶体形貌随成分过冷程度的不同而不同，当过冷程度增大时，固溶体生长方式由无成分过冷时的“平面晶”依次发展为：胞状晶→柱状树枝晶→内部等轴晶（自由树枝晶）。
成分过冷与热过冷的联系:
对于合金凝固，当出现“热过冷”的影响时，必然受“成分过冷”的影响，而且后者往往更为重要。即使液相一侧不出现负的温度梯度，由于溶质再分配引起界面前沿的溶质富集，从而导致平衡结晶温度的变化。在负温梯下，合金的情况与纯金属相似，合金固溶体结晶易于出现树枝晶形貌。
18.焊接熔池凝固结晶的特点。
答：熔池结晶的特点是：
（1）联生结晶，或外沿生长
（2）择优生长，柱状晶弯曲地指向焊缝中心。
19．晶体择优生长
答:在树枝晶生长过程中，那些与热流方向相平行的枝晶较之取向不利的相邻枝晶会生长得更为迅速，其优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长，这种相互竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的择优生长。
20.通常条件下，都尽可能使铸件获得细小的等轴晶组织，请问：
（1）细小的等轴晶组织对于减少凝固缺陷、提高力学性能有何重要意义？
（2）通过哪些实际措施可以使铸件获得细小的等轴晶组织？
C % f 0
0.556 1 20 30 60
答：
（1） 细小的等轴晶组织可以使材料具有较高的强度和良好的塑性、韧性。除此之外，如果合金的凝固组织是均匀细小的等轴晶，那么凝固过程中的杂质元素与溶质元素偏析的倾向都可以得到有效的抑制，从而可以减少由于偏析所产生的气孔、夹杂、热裂纹等凝固缺陷，并提高其化学成分、组织与力学性能的均匀性。
（2） 获得细小的等轴晶组织的途径在于强化熔体独立生核，促进晶粒游离，具体有以下三个方面措施：
1） 合理地控制浇注工艺和冷却条件
2） 孕育处理
3）动力学细化
21.某二元合金相图如下图所示。合金液成分为C 0=C B =10%，置于长瓷舟中并从左端开始凝固。温度梯度大到足以使固-液界面保持平面生长。假设固相无扩散，液相均匀混合。 ①证明已凝固部分（S f ）的平均成分S C 为()[]0110K S S
S f f C C --= ②当试棒凝固时，液体成分增高，而这又会降低液相线温度。证明液相线温度L T 与S f 之间关系（m T 为纯组元A 的熔点，L m 为液相线斜率的值）为：100)1(---=K S L m L f C m T T
答：①证明： )1(0*0
0-?===?+?K L L L L L S S f
C C C C f C f C []000)1(1)1(00)1(00K S K L L K L S S f C f C f f C C f C --=-=??-=?∴- ()[]
0110K S S S f f C C --=∴ ②)1(-=ko l o l f c C
)(1m l l T T m C l --=
()1001---=K S L m L f C m T T
第7章液态金属与气相的相互作用
1.在一个由金属、金属氧化物、和氧化性气体组成的体系中，若金属氧化物的分解压为PO2，氧的实际分压为{PO2}。则，当，金属被氧化，当时，金属被还原，当时，处于平衡状态。
2.对于气体在金属中溶解为吸热反应的，气体的溶解度随温度升高而升高。氢在合金液中溶解度随焊接气氛氧化性的增强而降低。
3.气体对金属质量有哪些影响？
答：1)使材料脆化钢材中氮、氢或氧的含量增加时，其塑性和韧性都将下降，尤其是低温韧性下降更为严重。
2)形成气孔氮和氢均能使金属产生气孔。液态金属在高温时可以溶解大量的氮或氢，而在凝固时氮或氢的溶解度突然下降，这时过饱和的氮或氢以气泡的形式从液态金属中向外逸出。当液态金属的凝固速度大于气泡的逸出速度时，就会形成气孔。
3)产生冷裂纹冷裂纹是金属冷却到较低温度下产生的一种裂纹，其危害性很大。氢是促使产生冷裂纹的主要因素之一。
4)引起氧化和飞溅氧可使钢中有益的合金元素烧损，导致金属性能下降；焊接时若溶滴中含有较多的氧和碳，则反应生成的CO气体因受热膨胀会使熔滴爆炸，造成飞溅，影响焊接过程的稳定性。此外应当指出，焊接材料具有氧化性并不都是有害的，有时故意在焊接材料中加入一定量的氧化剂，以减少焊缝的氢含量，改善电弧的特性，获得必要的熔渣物化性能。
4.气体是如何溶解到金属中的？电弧焊条件下，氮和氢的溶解过程一样吗？
答：气体溶解到金属中分四个阶段：（1）气体分子向金属-气体界面上运动；（2）气体被金属表面吸附；（3）气体分子在金属表面上分解为原子；（4）原子穿过金属表面层向金属内部扩散。
电弧焊条件下，氮和氢的溶解过程不一样，氢在高温时分解度较大，电弧温度下可完全分解为原子氢，其溶解过程为分解—吸附—溶入。在电弧气氛中，氮以分子形式存在，其溶解过程为吸附—分解—溶入。
第8章液态金属与熔渣的相互作用
1. 熔渣对于焊接、合金熔炼过程起着积极作用。主要作用有：作用、作用和作用。
2.熔渣分子理论和离子理论的基本观点是什么？
3.熔渣的碱度的分子理论和离子理论？
4.根据熔渣随温度变化的速率可将焊接熔渣分为“长渣”与“短渣”。“长渣”是指随温度下降粘度的渣，“短渣”是指随温度下降粘度的渣。
5.在熔渣中含FeO相同的情况下，碱性渣比酸性渣对钢液的氧化性。实际焊接钢时，碱性焊条的焊缝含氧量比酸性焊条的。
6. 由熔渣的离子理论可知，液态碱性中自由氧离子的浓度远高于酸性渣，这是否意味着碱性渣的氧化性要比酸性渣更强？为什么？
答：不一定比酸性渣强。因为离子理论把液态熔渣中自由氧离子的浓度定义为碱度。渣中自由氧离子的浓度越大，其碱度就越大，虽然液态碱性渣中自由氧离子的浓度远大于酸性渣，但是它不一定与熔渣中的某些物质反应，进而不能体现出其具有氧化性，而酸性渣则可以，熔渣的氧化性通常是用渣中含有最不稳定的氧化物FeO 的高低及该氧化物在熔渣中的活度来衡量的。
第9章液态金属的净化与精炼
1.沉淀脱氧及其优、缺点
沉淀脱氧是指溶解于液态金属中的脱氧元素直接和熔池中的[FeO]反应，使其转化为不溶于液态金属的氧化物，并转入熔渣中的脱氧方式。
优点：脱氧速度快，脱氧彻底。
缺点：脱氧产物不能清除时易形成夹杂。
2.扩散脱氧：通过降低熔渣中（Feo）含量，或通过改变界面两侧Feo的平衡条件促使[Feo]
向熔渣中转移而降低液态金属中的（Feo）含量的方法称为扩散脱氧。
3.. 简述扩散脱氧的原理。说明熔渣碱度对扩散脱氧的影响？
答：在液态金属与熔渣的界面上进行的，以分配定律为理论基础：
L=[FeO]/(FeO) 通过减少熔渣中的(FeO)含量使金属液中的[FeO]向熔渣中扩散，从而脱去金属中的氧的方法。酸性渣中的酸性氧化物与FeO生成复合物使其活度减小，而有利于液态金属的氧向熔渣扩散，因此脱氧能力强，相反碱性渣中FeO的活度大，扩散脱氧的能力小。
4.沉淀脱氧应具备的三个条件？
①对氧亲和力较大的元素；
②脱氧产物应不溶于金属而成为独立液相转入熔渣；
③熔渣的酸碱性质应与脱氧产物的性质相反，以利于熔渣吸收脱氧产物。
5. 扩散脱氧的优缺点？实现扩散脱氧的条件？
扩散脱氧的优点：脱氧产物留在熔渣中，液态金属不会因脱氧而造成夹杂
缺点：扩散过程进行缓慢，脱氧时间长。
条件：还原性炉气，高的炉温，炉渣粘度小。
6. 为什么说一般炼钢过程中，脱碳是手段而不是目的？
7.脱磷的有利条件是高碱度和强氧化性的、粘度小的熔渣，较大的渣量和较低的温度。
第10章焊接热影响区的组织和性能
1.焊接热影响区：熔焊时在高温热源作用下，靠近焊缝两侧一定范围内发生组织和性能变化的区域称为“焊接热影响区”。
2.焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程称为焊接热循环。
3.焊接热循环的参数及特征
加热速度ωH、最高加热温度Ｔm、相变温度以上的停留时间t H、冷却速度ωc
4.低碳钢焊接热影响区由哪几部分构成？分别叙述各区域的组织与性能特点。
答：低碳钢的热影响区为：
1) 熔合区
焊缝与母材之间的过渡区域。熔合区最大的特征是具有明显的化学成分不均匀性，从而引起组织、性能上的不均匀性，所以对焊接接头的强度、韧性都有很大的影响。
2) 过热区(粗晶区)
加热温度在固相线以下到晶粒开始急剧长大温度(约为1100℃左右)范围内的区域叫过热区。由于金属处于过热的状态，奥氏体晶粒发生严重的粗化，冷却之后便得到粗大的组织。并极易出现脆性的魏氏组织。故该区的塑性、韧性较差。
3) 相变重结晶区（正火区或细晶区）
该区的母材金属被加热到AC3至1100℃左右温度范围，其中铁素体和珠光体将发生重结晶，全部转变为奥氏体。形成的奥氏体晶粒尺寸小于原铁素体和珠光体，然后在空气中冷却就会得到均匀而细小的珠光体和铁素体，相当于热处理时的正火组织，故亦称正火区。由于组织细密，此区的塑性和韧性均较好，是热影响区中组织性能最佳的区段。
4) 不完全重结晶区焊接时处于AC1～AC3之间范围内的热影响区属于不完全重结晶区。因为处于AC1～AC3范围内只有一部分组织发生了相变重结晶过程，成为晶粒细小的铁素体和珠光体，而另一部分是始终未能溶入奥氏体的剩余铁素体，由于未经重结晶仍保留粗大晶粒。所以此区特点是晶粒大小不一，组织不均匀，因此力学性能也不均匀。
5.焊接热影响区的脆化类型有哪几种？
答：粗晶脆化、组织转变脆化、析出脆化、热应变时效脆化
6.熔化焊的焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。
7.焊接热循环过程具有以下特点：峰值温度高，加热速度快，高温停留时间短，冷却速度快，加热的局部性和移动性。
8. M-A组元：焊接低合金钢时，以一定冷却速度连续冷却到400~350℃时，残余奥氏体的碳浓度可达0.5%~0.8%，随后这些高碳奥氏体可转变为高碳马氏体与残余奥氏体的混合物，即
M-A组元。
9．简要说明易淬火钢和不易淬火钢HAZ粗晶区的组织特点和对性能的影响？
答：（1）易淬火钢HAZ粗晶区：
在紧靠焊缝相当于低碳钢过热区的部位，由于晶粒严重粗化，故得到粗大的马氏体，强度硬度很高，塑性韧性较低；正火区得到细小的马氏体，强度硬度较高，但是比粗大马氏体要低，塑性韧性比粗大马氏体好。
（2）不易淬火钢HAZ粗晶区：
由于金属处于过热的状态，奥氏体晶粒发生严重的粗化，冷却之后便得到粗大的组织。并极易出现脆性的魏氏组织。故该区的塑性、韧性较差。焊接刚度较大的结构时，常在过热粗晶区产生脆化或裂纹。
10.在相同的条件下焊接45钢和40Cr钢，哪一种钢的近缝区淬硬倾向大？为什么？
答：在相同的条件下焊接45钢和40Cr钢，淬硬倾向45钢的近缝区淬硬倾向大。因为45钢不含碳化物形成元素，奥氏体开始长大温度低，高温区晶粒粗大，容易形成粗大的马氏体，而40Cr含强碳化物形成元素，强碳化物分解温度高，碳化物的存在会阻碍奥氏体晶粒长大，形成细小的马氏体；钢的淬硬倾向取决于钢的含碳量，45钢的含碳量比40Cr高，综合以上两方面的原因可知淬硬倾向。
第11章凝固缺陷及控制
1.铸造应力按产生的原因分为：热应力、相变应力、机械阻碍应力。
2.液膜理论认为，液膜是产生热裂纹的根本原因，而收缩受阻是产生热裂纹的必要条件。
3.微观偏析的两种主要类型为晶内偏析与晶界偏析，宏观偏析按由凝固断面表面到内部的成分分布，有正常偏析与逆偏析两类。
4. 夹杂物的形状越近似球状，对金属基体力学性能的影响越小；夹杂物越细小而分散，且分布在晶内，其危害越小。
5. 存在于铸件中的气体主要有固溶体、化合物、气态三种状态。
6. 根据被焊钢种和结构的不同，冷裂纹可分为延迟裂纹、淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹三种。
7. 金属中的气孔按气体来源不同可分为析出性气孔、反应性气孔和侵入性气孔。
8. 对于圆柱形铸件，凝固后冷却到室温时，内部存在残余拉应力，外部存在残余压应力。
9. 钢材产生焊接冷裂纹的主要因素有钢种的淬硬倾向、焊接接头的应力状态、熔敷金属中扩散氢的含量。
10.缩孔缩松
答：缩孔：纯金属或共晶合金铸件中最后凝固部位形成的大而集中的孔洞；
缩松：具有宽结晶温度范围的合金铸件凝固中形成的细小而分散的缩孔。
11. 宏观偏析和微观偏析
凝固件断面上可观察到的区域溶质偏聚现象称为宏观偏析；
在一个晶粒内部或晶界上存在的溶质偏聚现象称为微观偏析。
12. 冷裂纹和热裂纹
金属凝固冷却至室温附近发生的开裂现象称之为冷裂纹；
在固相线附近发生的裂纹称之为热裂纹。
13.影响凝固裂纹产生的因素主要有合金元素或成分、晶间易熔物质数量及其形态、一次结晶组织及其形态以及工艺因素等。
14.简述凝固裂纹的形成机理。
答：具有宽结晶温度范围的合金，以枝晶凝固方式，在凝固后期，枝晶形成骨架，即固液态下，尚未凝固的低熔点成分分布于枝晶之间，形成液膜，在收缩应力作用下，液膜被拉开形成微小缝隙，即热裂纹。
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。
材料成型原理试卷一B试题及答案
. 重庆工学院考试试卷（B） 一、填空题（每空2分，共40分） 1．液态金属本身的流动能力主要由液态金属的、和等决定。2．液态金属或合金凝固的驱动力由提供。 3．晶体的宏观生长方式取决于固液界面前沿液相中的温度梯度，当温度梯度为正时，晶体的宏观生长方式为，当温度梯度为负时，晶体的宏观生长方式为。 5．液态金属凝固过程中的液体流动主要包括和。6．液态金属凝固时由热扩散引起的过冷称为。 7．铸件宏观凝固组织一般包括、和 三个不同形态的晶区。 8．内应力按其产生的原因可分为、和三种。9．铸造金属或合金从浇铸温度冷却到室温一般要经历、和三个收缩阶段。 10．铸件中的成分偏析按范围大小可分为和二大类。 二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上（每空1分，共9分）。 1.塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响工件表面的粗糙度对 摩擦系数的影响。
. Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于； 2.塑性变形时不产生硬化的材料叫做。 Ａ、理想塑性材料；Ｂ、理想弹性材料；Ｃ、硬化材料； 3.用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称 为。 Ａ、解析法；Ｂ、主应力法；Ｃ、滑移线法； 4.韧性金属材料屈服时，准则较符合实际的。 Ａ、密席斯；Ｂ、屈雷斯加；Ｃ密席斯与屈雷斯加； 5.塑性变形之前不产生弹性变形（或者忽略弹性变形）的材料叫做。 Ａ、理想弹性材料；Ｂ、理想刚塑性材料；Ｃ、塑性材料； 6.硫元素的存在使得碳钢易于产生。 Ａ、热脆性；Ｂ、冷脆性；Ｃ、兰脆性； 7.应力状态中的应力，能充分发挥材料的塑性。 Ａ、拉应力；Ｂ、压应力；Ｃ、拉应力与压应力； 8.平面应变时，其平均正应力 ｍ中间主应力 ２。 Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于； 9.钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性。 Ａ、提高；Ｂ、降低；Ｃ、没有变化； 三、判断题（对打√，错打×，每题1分，共7分） 1．合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。（）
材料成型基本原理习题答案
第一章习题 1 . 液体与固体及气体比较各有哪些异同点？哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏？答：（1）液体与固体及气体比较的异同点可用下表说明 （2）金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说明： ①物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。金属熔化时典型的体积变化?V m/V为3%~5%左右， 表明液体的原子间距接近于固体，在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。 ②金属熔化潜热?H m约为气化潜热?H b的1/15~1/30，表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。由此可见，金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏，液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。 2 . 如何理解偶分布函数g(r) 的物理意义？液体的配位数N1、平均原子间距r1各表示什么？ 答：分布函数g(r) 的物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率，换言之，表示离开参考原子(处于坐标原子r=0)距离为r的位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差。 N1 表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)原子数。 r1 表示参考原子与其周围第一配位层各原子的平均原子间距，也表示某液体的平均原子间距。 3．如何认识液态金属结构的“长程无序”和“近程有序”？试举几个实验例证说明液态金属或合金结构的近程有序（包括拓扑短程序和化学短程序）。 答：（1）长程无序是指液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的，液体结构宏观上不具备平移、对称性。 近程有序是指相对于完全无序的气体，液体中存在着许多不停“游荡”着的局域有序的原子集团 （2）说明液态金属或合金结构的近程有序的实验例证 ①偶分布函数的特征
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。
材料成型及工艺基础考试题含答案.
《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 三、填空（每空0.5分，共26分） 1.( ) ( ) ( ) 2.( ) 3.( ) ( ) 4.( ) 5.( ) ( )6.( ) ( )7.( ) ( )8.( ) ( )9.( ) 10.( )11.( )12.( ) ( ) 13.( ) ( )14.( )15.( ) 16.( ) ( )17.( ) ( ) 18.( )19.( )20.( ) ( ) 21.( ) ( )22.( )23.( ) 24.( )25.( ) ( )26.( ) ( )27.( ) ( )28.( ) 29.( ) ( )30.( )31.( ) ( ) ( )32.( ) ( )
四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 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） 自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写出修改原因。 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：焊缝集中修改原因：不便于操作 图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因：
《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空0.5分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．过热度相同时，结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。F 2．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。T 3．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 4．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。T 5．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。T 6．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件
(完整word版)材料成型工艺基础习题及答案
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
材料成形原理课后习题解答
材料成型原理 第一章（第二章的内容） 第一部分：液态金属凝固学 答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。原子集团的空穴或裂 纹内分布着排列无规则的游离的原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部存在着能量起伏。 （2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在结构起伏。 答： 液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。表面张力对应于液－气的交界面，而界 面张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。 表面张力σ和界面张力ρ的关系如（1）ρ＝2σ/r,因表面张力而长生的曲面为球面时，r 为球面的半径；（2）ρ＝σ（1/r 1+1/r 2）,式中r 1、r 2分别为曲面的曲率半径。 附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。 答： 液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确定条 件下的冲型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。 提高液态金属的冲型能力的措施： （1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L 要大；③比热、密度、导热系大; ④粘度、表面张力大。 （2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。 （3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。 （4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度； ②降低结构复杂程度。 解： 浇注模型如下： 则产生机械粘砂的临界压力 ρ＝2σ/r 显然 r ＝ 2 1 ×＝ 则 ρ＝4 10*5.05 .1*2－＝6000Pa 不产生机械粘砂所允许的压头为 H ＝ρ/（ρ液*g ）＝ 10 *75006000 ＝ 解： 由Stokes 公式 上浮速度 9 2(2v )12r r r －＝
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。
材料成型设备试题及答案
1板料折弯机就是--------- 用最简单的通用模具对板料进行各种角度的直线弯曲，也是使用最广泛的一中 设备，折弯机的品种繁多，按驱动方式，常用折弯机有--机械。。.................... 液压................. --气动------ 。 2、塑料挤出机的辅机组成根据制品的种类而定，一般由：机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、制品的卷取和堆放装置六个部分组成。 3、注射成型机通常由-注射装置、合模装置、液压和电气控制系统等部分组成。 4、曲柄压力机滑块行程是指滑块从上死点到下死点经过的距离。 5、框架式结构是液压机本体结构中常用的一种结构形式，这种结构具有刚性好、导向精度高、抗疲劳能力较强特性 判断题 1、螺旋压力机可以完成多种工艺，除模锻外，还可切边，弯曲，精压、校正、板料冲压和挤压等工艺。 （v） 2、所有热塑性塑料都可以用挤出成型的加工方法。（X） 3、塑料挤出机的冷却系统通过对料筒和螺杆进行冷却和加热，保证塑料在挤压过程中的制要求 （v） 4、液压机的标称压力是指设备名义上能产生的最大压力（V） 5、液压机的标称压力在数值上等于液压机液压系统的额定压力与工作柱塞（或活塞）总面积的成 积（V） 6、注射压力小于70MPa的注射机用于加工中，高粘度的塑料且制件的形状，精度要求一般（X） 7、液压室压铸机多用于铅、锡、锌等低熔点合金铸件的生产。（） 8、压铸机的合模力是指压射冲头作用于金属液的最大力（X） 9、对小型模具上模的抛光是利用滑块上的模具夹持来夹紧模具的模柄来实现的（v） 10、落料冲孔件的大批量生产，可选用效率高，精度好的自动高速压力机（V） 选择题 3、压铸机工作循环一般以设备的空循环时间来表示，空间循环时间是在没有------ 的情况下，完成一次 循环所用的时间。 A浇注、压射，保压、冷却及取出制品等动作 B合模。压射压射，保压、冷却及取出制品等动作 C浇注、压射、开模、顶出、冷却 D 浇注、压射、压射返回、开模、取出制品 4、挤出吹塑成型中吹塑的模具通常由--------- 组成 A动模部分、定模部分、导向部分 B动模部分、定模部分、冷却装置、切口部分和导向部分154 C动模部分、定模部分、冷却装置、切口部分 D动模部分、定模部分、冷却装置、导向部分 5、管材的定径方法分为------ 两种。 A外径定径法和内径定径法B内压充气法和真空定径法 C内压充气法和外径定径法D内径定径法和真空定径法 6、塑料在挤出过程中的热量来源有-------- 。 A料筒外部加热系统供给的电能转化的热量 B传动系统的机械能通过塑料剪切和摩擦转化的热量 C料筒外部加热系统供给的电能转化的热量和传动系统的机械能通过塑料剪切和摩擦而转化的热量 D、以上都不是 9、冲压生产自动化采用的送料形式有--------- 。X A钩式送料装置B夹钳式送料装置
材料成形理论第一部分复习题
材料成形理论基础习题 金属材料工程081班 陈权 0812360119 第一部分 液态金属凝固学 1、 纯金属和实际合金的液态结构有何不同？举例说明 答：纯金属的液态结构式由原子集团、游离原子和空穴组成的，液态金属的结构是不稳定的，而是出于瞬息万变是的状态，即原子集团、空穴等的大小、形态、分布及热运动都出于无时无刻不在变化的状态，这种现象叫做“结构起伏”。而实际合金的液态结构是极其复杂的，其中包含各种化学成分的原子集团、游离原子、空穴、夹杂物及气泡等，是一种“混浊”的液体。实验实际液态金属中还存在成分起伏。例如Al 和Al-Si 合金相比较，Al-Si 合金中由于成分起伏Al 与Si 的浓度也是出于不断变化中的。 2、 液态金属表面张力和界面张力有何不同？表面张力和附加压力有何关系？ 答：液体金属的表面张力是质点（分子、原子）间作用力不平衡引起的。而任意两相（固-固、固-液、固-气）的交界面称为界面，由界面间相互作用而产生的力叫界面张力，表面张力可说是界面张力的一个特例。界面张力与两个表面张力之间的关系为： σAB =σA +σB –w AB ，其中σA 、σB 分别是A 、B 两物体的表面张力，w AB 为两个单位面积界面向外做的功。表面张力与附加压力的关系有拉普拉斯方程描述：） （ 2 1 R 1R 1P + =?σ，其中R 1、R 2为曲面的曲率半 径。 3、 液态合金的流动性和充型能力有何不同？如何提高液态金属的充型能力？ 答：液态金属本身的流动能力称为“流动性”，是由液态金属的成分、温度、杂质含量等决定的，而与外界因素无关。液态金属的充型性能是一种基本性能。充型能力好，零件的形状就完整，轮廓清晰，否则就会产生“浇不足”的缺陷。液态金属的充型能力首先取决于其金属本身的流动能力，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关，是各种因素的综合反映。 提高金属的充型能力措施：（1）金属性质方面：改善合金成分；结晶潜热L 要大；比热、密度大，导热率小；粘度、表面张力小。（2）铸型性质方面：蓄热系数小；适当提高铸型温度；提高透气性。（3）
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。
材料成型及工艺基础考试题含答案
（ . . , [ ' 《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 三、填空（每空分，共26分）
1.( ) ( ) ( ) 2.( ) 3.( ) ( ) 4.( ) 5.( ) < ( )6.( ) ( )7.( ) ( )8.( ) ( )9.( ) 10.( )11.( )12.( ) ( ) 13.( ) ( )14.( )15.( ) 16.( ) ( )17.( ) ( ) 18.( )19.( )20.( ) ( ) 21.( ) ( )22.( )23.( ) 24.( )25.( ) ( )26.( ) — ( )27.( ) ( )28.( ) 29.( ) ( )30.( )31.( ) ( ) ( )32.( ) ( ) 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 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） ·
自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写出修改原因。 、 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：焊缝集中修改原因：不便于操作 ~ 图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因： 《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．( 结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合2．过热度相同时，
金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。F 3．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。T 4．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 5．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。T 6．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。T 7．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件的冷却速度。F 8．制定铸造工艺图时，铸件的重要表面应朝下或侧立，同时加工余量应大于其它表面。T 9．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或
材料成形技术基础试题
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。（×）
