材料成型2
考试题型：填空、简答、画图、改错
第二章铸造成型技术
1.什么是液态合金的充型能力？
答：合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得尺寸正确、形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。流动性越好，液态合金充填铸型的能力越强，越易于浇注出形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件；有利于液态合金中气体和熔渣的上浮和排除；易于对液态合金的凝固过程中所产生的收缩进行补缩。如果合金的流动性不良，则铸件易产生浇不足、冷隔等铸造缺陷。
2.收缩三阶段。收缩影响因素
整个收缩过程经历了液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。
合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金体积的缩减，常用体积收缩表示，是铸件产生缩孔、缩松的基本原因；合金的固态收缩主要表现为各个方向上的线尺寸的缩减，通常用线收缩表示，是铸件产生内应力、变形和裂纹的本机原因。
收缩影响因素：铸型结构与铸型条件：铸型和型芯对收缩的机械阻力。
3.顺序凝固原则。同时凝固原则。适用于哪种场合
顺序凝固就是使铸件按递增的温度梯度方向从一部分到另一部分依次凝固。顺序凝固的原则主要适用于纯金属和结晶温度范围窄、靠近共晶成分的合金，也适用于凝固收缩大的合金补缩。
同时凝固原则就是从工艺上采取必要的措施，使铸件各部分冷却速度尽量一致。主要适用于缩孔、缩松倾向较小的灰口铸铁等合金。
4.铸造内应力。热应力。热应力的防止措施。
铸件在凝固后继续冷却的过程中产生的固态收缩受到阻碍及热作用，会产生铸造内应力。热应力是由于铸件壁厚不均匀、各部分冷却速度不一致，致使铸件在同一时期内各部分的收缩不一致而引起的。
热应力的防止措施：尽量减小铸件各部分的温差，使其均匀冷却即可预防热应力。因此，设计结构时应尽量使铸件的壁厚均匀，并在铸造工艺上采用同时凝固原则。
内应力的存在是铸件产生变形的主要原因。防止铸件变形的措施：首先在铸件设计时，应尽量使铸件壁厚均匀，形状简单和结构对称。其次，采用去应力退火。
5.铸件的气孔有哪几种？析出气孔产生的原则是什么？下列情况各容易产生哪种气孔：化铝时铝料油污过多、起模时刷水过多、舂沙过紧、型芯撑有锈
按照气体的来源，气孔可分为侵入气孔、析出气孔和反应气孔三类。
析出气孔产生的原因：溶解于金属液中的气体在冷却和凝固过程中，由于气体的溶解度下降而从合金中析出
用金属型铸造铝铸件，则比用砂型铸造铝铸件气孔要少。
化铝时铝料油污过多——析出气孔
起模时刷水过多——侵入气孔
舂沙过紧——侵入气孔
型芯撑有锈——反应气孔
6.普通灰口铸铁组织、性能及孕育过程
普通灰口铸铁组织和性能，石墨呈片状。石墨片越细小，越均匀，铸铁的力学性能便越高。熔点低具有良好的流动性，收缩率小，不易产生缩孔等缺陷。普通灰口铸铁浇注温度较低，通常采用湿型铸造便于制造薄而复杂的铸件。灰口铸铁一般不需进行热处理
孕育过程是得到细粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织
以“HT”表示普通灰口铸铁，后面以三位数字表示普通灰口铸铁的最低抗拉强度值。
7.可锻铸铁组织、性能及孕育过程
石墨呈团絮状。可锻铸铁的碳、硅含量较低，凝固温度范围较大，因而铁水的流动性差。铁素体可锻铸铁具有较高的塑形和韧性，强度相对较低；而珠光体可锻铸铁强度、硬度较高，塑形较差。前者常用于制造受冲击、震动的零件；后者可用来制造具有较高强度即耐磨性的零件。
8.球墨铸铁
球墨铸铁铁内石墨呈球状。球墨铸铁要进行退火，以消除内应力。
球墨铸铁铁球化的处理的目的是使石墨结晶是呈球状析出，常用的球化剂主要是稀土元素镁。常用的孕育剂为75%硅的硅铁合金，加入量为铁水重量的0.4%~1.0%。
9.铸钢的铸钢特点
铸钢的浇注温度高，易氧化，流动性差、收缩大，因此铸造困难，容易产生黏砂、缩孔、冷隔、浇不足、变形和裂纹等缺陷。为了防止黏砂，铸型表面还要使用石英粉或锆砂粉涂料。铸件大部分安置相当数量的冒口、冷铁，采用顺序凝固原则，以防止缩孔、缩松缺陷的产生。铸钢铸后要进行退火或正火热处理。
10.铸件常见缺陷的特征及产生原因
见p65 表2-8
11.熔模铸造与压力铸造的比较
种类比较项铸造金属
种类
铸件的重量范
围
铸件
内部
质量
铸件
加工
余量
生产
批量
生
产
率
应用举例
熔模铸造不限制，
但以碳
钢、合金
钢为主一般小于25kg 粗晶
粒
小或
不加
工
成批、
大批、
也可
单件
低、
中
刀具、动力机械、汽车
与拖拉机零件、机床零
件、计算机零件、测量
仪表即电信设备零件
压力铸造以铝、锌、
镁等低熔
点合金为
主一般为小于
10kg的小件，
但也用于中等
铸件
特细
晶粒
不加
工
大批最
高
汽车化油器、喇叭、电
器、仪表、照相机零件
12.绘制铸造工艺图
见p97 习题17
13.铸造性能对结构的要求
见p86~p93
第三章压力加工成型技术
1.再结晶
再结晶：当加热温度继续升高到某一值时，由于原子获得更多的能量，扩散能力加强，就会以某些碎晶或杂质为核心，并逐渐向周围长大，形成新的等轴晶粒，这个过程称为金属的再结晶。
2.什么叫加工硬化现象？试分析它在生产中的利与弊
当用手反复弯铁丝时，铁丝越弯越硬，弯起来越费力，这个现象就是金属塑形变形过程中的加工硬化。随着塑形变形的程度的增加，金属的强度、硬度升高，塑形和韧性下降。
3. 在1000℃时拉制钨丝（T熔=3380℃）和在400℃时锻造45钢，是热变形还是冷变形？为什么？
3.冷变形与热变形
冷变形是指金属在其结晶温度以下进行塑形变形。热变形是指金属在其结晶温度以上进行塑
形变形。变形程度不宜过大，以避免制件破裂，冷变形能使金属获得较小的表面粗糙度并使金属强化。
热变形是指在其再结晶的温度以上进行塑性变形。热变形时，变形抗力低，可用较小的能量获得较大的变形量，并可以获得有较高力学性能的再结晶组织。但热变形时，表面易产生氧化，产品表面粗糙度大，尺寸精度较低。
4.纤维组织是怎么形成的？怎样合理利用它？
金属在外力作用下发生塑形变形时，晶粒沿变形方向伸长，分布在晶界上的夹杂物也沿着金属的变形方向被拉长或压扁，成为条状。在再结晶时，金属晶粒恢复为等轴晶粒，而夹杂物依然呈条状保留了下来，这样就形成了纤维组织。
在设计和制造易冲击载荷的零件时，必须考虑纤维组织的方向，使零件工作时正应力方向与纤维组织方向一致，切应力与纤维组织的方向垂直；而且使纤维组织的分布与零件的外形轮廓相符合，而不被切断
5.什么是金属的锻造性能？其影响因素有哪些？
金属的锻造性能是用来衡量金属材料利用锻压加工方法成型的难易程度。
金属的锻造性能主要取决于金属的本质和金属的变形条件。
变形条件是指变形温度、变形速度和变形是的应力状态。
始锻温度为开始锻造的温度，终锻温度为停止锻造的温度。
6.始锻温度过高或终锻温度过低在锻造时会引起什么后果？写出45钢的锻造温度范围
使合金塑形下降、变形抗力增大，引起不均匀变形并获得不均匀的晶粒组织，并导致加工硬化现象严重，变形抗力过大，易产生锻造裂纹，损坏设备与工具。
45钢始锻温度为1200℃，45钢的终锻温度为800℃
7.自由锻工艺主要内容
自由锻工艺主要内容：锻件图的绘制、胚料的计算、正确设计变形工序
锻造前对胚料加热的目的是什么？加热温度过高时会产生什么缺陷？
8.模型锻造与自由锻相比的特点
1）由于有模具引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂。2）锻件内部的纤维组织比较完整，从而提高了零件的力学性能和使用寿命。3）锻件尺寸精度高，表面光洁，能节约材料和节约切削加工工时。4）生产率高，操作简单，易于实现机械化。5）所用锻模价格较昂贵，模具材料通常为5CrNiMo或5CrMnMo等模具钢，而且模具加工困难，制造周期长，故模锻适用于大批量生产，生产批量越大，成本越低。6）需要能力较大的专用设备。
9.终锻模膛飞边槽的作用
终锻模膛沿模膛四周设有飞边槽，其作用是容纳多余的金属；飞边槽桥部的高度小，对流向仓部的金属形成很大的阻力，可迫使金属充满模膛；飞边槽中形成的飞边能缓和上下模间的冲击，延长模具寿命。
终锻模膛和预锻模膛的区别于预锻模膛的圆角和斜度较大，并且没有飞边槽。
冲裁件的断面可明显分为塌角、光亮带、剪裂带和毛刺四个部分
10.拉伸过程中应注意的问题
防止拉裂的措施：通过合理设计模具和板料的工艺参数以及改善成型条件等防止。
防止起皱的措施：生产中采用在模具中增加压边圈的方法，以增大胚料的径向拉力防止起皱。回弹
在弯曲过程中，胚料的变形有弹性变形和塑形变形两部分。当弯曲载荷去除后，弹性变形部分将恢复，会使弯曲的角度增大，这种现象成为回弹。
11.见p153 题14
12.见p153 题17
第四章 焊接成型技术
1. 正接法与反接法
正接法 适用于焊接较厚的焊件
反接法 适用于焊接较薄的焊件
2. 焊条的组成
焊芯起导电和填充焊缝金属的作用，焊条药皮主要起保证焊接顺利进行以及保证焊缝质量的作用。
3. 下列制品在批量生产条件下，选用什么焊接方法较为合理
钢窗、自行车车架、电子线路板、锅炉壳体、钢轨对接、焊缝钢管
见p163焊接方法
4. 何谓焊接影响区？低碳钢焊接时热影响区分为哪些区段？各区段的组织和性能对焊接
街头有何影响？
热影响区是指焊缝两侧受到热的影响而发生组织和性能变化的区域。
过热区、正火区、部分正火区
过热区致使塑形、冲击韧性显著下降，易产生裂纹
正火区金属力学性能良好，一般优于母材
部分正火区致使其力学性能比母材稍差
5. 金属材料的焊接性能是指什么？如何衡量钢材的焊接性能？
是金属材料的工艺性能之一，是金属材料对焊接加工的适用程度。主要是指一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度，以及在使用过程中安全运行的能力。
C 当量=C+6Mn +15Ni Cu ++5
V Mo Cr ++式中化学元素符号都表示该元素的钢中含量的百分数
6. 分析高强度低合金结构钢的焊接特点。为防止其产生焊接缺陷，应采取哪些措施？ 对强度级别较高的低合金钢，其碳及合金元素也较高，碳当量大于0.4%焊接性较差。主要表现在：一方面热影响区的淬硬倾向明显，热影响区易产生马氏组织，硬度较高，塑形和韧性下降；另一方面，焊接接头产生冷裂纹的倾向加剧。
因此，对强度级别较高的低合金钢焊接时，焊前一般均需预热，预热温度大于150℃.焊后还应进行热处理，以消除内应力。优先选用抗裂性好的低氢型焊条；焊接时，要选择合适的焊接规范以控制热影响区的冷却速度。
7. 铸铁焊补有哪些问题？可采用什么方法克服？
铸铁焊补时易产生如下缺陷：1）易产生白口组织；2）易产生裂纹；3）易产生气孔； 克服方式
热焊法就是焊前将铸件整体或局部加热至600~700℃，焊补过程中，温度始终不低于400℃，焊后缓慢冷却。
冷焊法就是焊前工件不预热或只进行400℃以下对低温预热。冷焊法焊补时，主要依靠焊条来调整焊缝的化学成分，以减小白口组织和裂纹倾向。焊接时，应尽量采用小电流、短焊弧、窄焊缝、短焊道焊接，焊后立即用锤轻击焊缝，以松弛焊接应力。
8. 焊接应力的预防及消除措施
在设计焊接结构时，应选用塑形好的材料，避免焊缝密集交叉，焊缝截面过大及焊缝过长 在施焊中要选择正确的焊接次序，以防止焊接应力及裂纹
焊前对焊件进行预防是防止焊接应力最有效的工艺措施，这样可减弱焊件各部分温差，从而显著减小焊接应力
焊接中采用小能量焊接方法或对红热状态的焊缝进行锤击
消除焊接应力最有效的方法是焊后进行去应力退火
9.焊接变形的形式、形成原因及防止措施
P179 表4-7 常见的变形形式及形成的原因
防止焊接变形的措施：合理设计焊件结构可有效防止焊件变形；在焊接工艺上，对于不同变形形式也可采取不同措施防止焊接变形；选择合理的焊接次序
10.焊缝的布置原则
焊缝的布置一般遵循下列原则：1）在焊接结构的设计上，应使焊缝总数量及总长度越少越好，同时应避免焊缝的密集与交叉，尽可能使焊缝对称布置；2）焊缝应尽量避开应力集中的部位及加工表面；3）焊缝布置应便于操作
11.焊接接头的基本形式有哪几种？为什么厚板焊接时要开坡口？常见的坡口形式有哪几
种？
对接接头；角接接头；搭接接头；T形接头
开破口，为了焊透
常见的坡口形式有不开坡口、Y形坡口、双Y形坡口、U形坡口
12.见p190 题14
第五章粉末冶金及其成型
1.粉末冶金粉末冶金的性能
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末作为原料，经过成型和烧结，制造金属材料、符合材料以及各种类型制品的工艺技术。
粉末冶金的性能主要指粉末的物理性能和工艺性能，对其成型和烧结过程以及制品的性能都有重大的影响。
化学成分一般是指主要金属或组分、杂志以及气体含量。
物理性能主要包括颗粒状态、颗粒大小和颗粒组成，此外还有颗粒的比表面积、颗粒的密度、显微硬度等
工艺性能包括松装密度、流动性、压缩性与成型性。
2.粉末冶金的制备方法
机械方法、物理方法、化学方法
3.粉末冶金的工艺流程
见p195 图5-1 粉末冶金的工艺流程
烧结
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。
材料加工和成型工艺
天津市咼等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：材料加工和成型工艺课程代码：0934 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 材料加工和成型工艺是高等教育自学考试工业设计专业所开设的专业基础课程之一，它是一门理论联系实际、理论性较强的课程。本课程使考生全面了解工业造型材料的种类、性能、质感和工艺对产品造型设计的影响，以及常用材料的选用、加工技术和工艺。应用于产品造型设计中材料和加工工艺的选用，以便实现设计的目的和要求。 二、课程目标与基本要求 设置本课程，为了使考生能够熟悉造型设计与材料的关系，掌握各种材料的性能特点及 其加工工艺，了解新型材料，从而运用设计手段，充分利用材料的内在功能和表面特征，创 造出功能好、技术性能高、款式新颖的工业产品 通过本课程的学习，要求考生掌握产品开发设计中有关材料和加工工艺的基本知识、基本原理和方法，掌握产品造型设计材料与工艺的学习方法及理论联系实际方法，提高分析问题和解决问题能力。 三、与本专业其它课程的关系 材料加工和成型工艺是工业设计专业大学专科学生必修的专业基础课，它与工业设计专业的许多其它课程有着密切的关系，是产品改良设计、产品开发设计的先导课程。 第二部分考核内容与考核目标 第一章概论 一、学习目的与要求 通过本章学习，了解造型设计与材料和工艺性的关系，以及造型材料的基本概念，理解质感设计的形式、原则和作用，对造型材料有一个基本的认识。 二、考核知识点与考核目标 （一）产品造型设计与材料（重点） 识记：造型材料的特性、应用与发展 理解：材料与造型 造型材料的种类与基本性能 造型材料应具备的特性 造型材料的应用与发展 （二）工业造型材料的美学基础（重点） 理解：质感的概念 质感设计在造型设计中的作用 应用：造型质感设计形式与原则 （三）产品造型设计与工艺性（次重点） 理解：造型设计与加工工艺 造型设计与装配工艺 造型设计与装饰工艺
[材料成型工艺技术基础]韩建民版第二章答案
[材料成型工艺技术基础]韩建民版第二章答案 1.何谓塑性变形?单晶体、多晶体塑性变形的机理各是什么？ 金属在外力的作用下，内部产生应力，该应力使原子偏离其原来的平衡位置，当应力 超过金属材料的屈服极限，外力去除后，原子达到新的平衡状态，金属恢复不到原来的形 状和尺寸，产生的永久变形。 单晶体: 晶体在切应力作用下，晶体的一部分与另一部分沿着一定的晶面彼此以刚性 的整体相对滑移，滑移的距离为原子间距的整数倍。 多晶体：内部每个晶粒相互协调和配合，当外力达到一定值后晶界发生变形和破碎， 其中既有晶内的滑移变形，也有晶间的滑动和转动。 2.何谓冷变形，何谓热变形，冷变形后金属的组织和性能会产生怎么样的变化，热变 形后金属的组织和性能会产生怎么样的变化？ 金属锻造在升温变形过程中，金属原子获得能量，将低温变形中出现的应力吸收，微 结构中碎晶形核等生长，将变形晶粒全部消失，这个温度就是再结晶温度，此温度以下的 就是冷变形，以上的就是热变形。冷变形后，晶粒在外力作用下倍扭曲拉长，随着变化逐 渐成纤维状，有些晶粒破碎成碎晶，这种结构的晶格对进一步变形有阻碍作用，使金属的 的强度和硬度升高，而塑性和韧性下降；热变形后，冷变形过程中出现的碎晶或杂志为核 心形核并长大，直到全部冷变形晶粒消失为止，消除加工硬化，这个过程是再结晶不是相变，其晶粒均匀生长细化，塑性增加。 3.为什么规定锻造温度范围？碳钢合理的始锻温度和终锻温度应在铁碳合金状态图的 什么位置？ 锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的一段温度间隔。确定锻造温度的基本原 则是，就能保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力，并得到所要求 的组织和性能。锻造温度范围应尽可能宽一些，加热温度太低，表面会开裂，或者内部裂纹，加热温度过高，导致钢坯过烧，无法成型产品。碳钢的锻造温度范围如图（铁-碳状 态图）中的阴影线所示：钢的始锻温度主要受过热的限制，合金结构钢和合金工具钢的始 锻温度主要受过热和过烧温度的限制。钢的过烧温度约比熔点低100～150℃，过热温度又比过烧温度低约50℃，所以钢的始锻温度一般应低于熔点（或低于状态图固相线AE温度）150～200℃。由于钢锭的过热倾向小，始锻温度比同钢种的锻坯和轧材高20~50℃。当采 用高速精锻时由于热效应大，始锻温度可降低越100℃。 图10 碳钢的锻造温度范围 4.纤维组织如何形成的？它的存在有何利弊？
材料成形工艺基础
《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
《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。
材料先进加工技术
1. 快速凝固 快速凝固技术的发展，把液态成型加工推进到远离平衡的状态，极大地推动了非晶、细晶、微晶等非平衡新材料的发展。传统的快速凝固追求高的冷却速度而限于低维材料的制备，非晶丝材、箔材的制备。近年来快速凝固技术主要在两个方面得到发展：①利用喷射成型、超高压、深过冷，结合适当的成分设计，发展体材料直接成型的快速凝固技术；②在近快速凝固条件下，制备具有特殊取向和组织结构的新材料。目前快速凝固技术被广泛地用于非晶或超细组织的线材、带材和体材料的制备与成型。 2. 半固态成型 半固态成型是利用凝固组织控制的技术.20世纪70年代初期，美国麻省理工学院的Flemings 教授等首先提出了半固态加工技术，打破了传统的枝晶凝固式，开辟了强制均匀凝固的先河。半固态成型包括半固态流变成型和半固态触变成形两类：前者是将制备的半固态浆料直接成型，如压铸成型（称为半固态流变压铸）；后者是对制备好的半固态坯料进行重新加热，使其达到半熔融状态，然后进行成型，如挤压成型（称为半固态触变挤压） 3. 无模成型 为了解决复杂形状或深壳件产品冲压、拉深成型设备规模大、模具成本高、生产工艺复杂、灵活度低等缺点，满足社会发展对产品多样性（多品种、小规模）的需求，20世纪80年代以来，柔性加工技术的开发受到工业发达国家的重视。典型的无模成型技术有增量成型、无摸拉拔、无模多点成型、激光冲击成型等。 4.超塑性成型技术 超塑性成型加工技术具有成型压力低、产品尺寸与形状精度高等特点，近年来发展方向主要包括两个方面：一是大型结构件、复杂结构件、精密薄壁件的超塑性成型，如铝合金汽车覆盖件、大型球罐结构、飞机舱门，与盥洗盆等；二是难加工材料的精确成形加工，如钛合金、镁合金、高温合金结构件的成形加工等。 5. 金属粉末材料成型加工 粉末材料的成型加工是一种典型的近终形、短流程制备加工技术，可以实现材料设计、制备预成型一体化；可自由组装材料结构从而精确调控材料性能；既可用于制备陶瓷、金属材料，也可制备各种复合材料。它是近20年来材料先进制备与成型加工技术的热点与主要发展方向之一。自1990年以来，世界粉末冶金年销售量增加了近2倍。2003年北美铁基粉末。相关的模具、工艺设备和最终零件产品的销售额已达到91亿美元，其中粉末冶金零件的销售为64亿美元。美国企业生产的粉末冶金产品占全球市场的一半以上。可以预见，在较长一段时间内，粉末冶金工业仍将保持较高的增长速率。粉末材料成型加工技术的研究重点包括粉末注射成型胶态成型、温压成型及微波、等离子辅助低温强化烧结等。 6. 陶瓷胶态成型 20世纪80年代中期，为了避免在注射成型工艺中使用大量的有机体所造成的脱脂排胶困难以及引发环境问题，传统的注浆成型因其几乎不需要添加有机物、工艺成本低、易于操作制等特点而再度受到重视，但由于其胚体密度低、强度差等原因，他并不适合制备高性能的陶瓷材料。进入90年代之后，围绕着提高陶瓷胚体均匀性和解决陶瓷材料可靠性的问题，开发了多种原位凝固成型工艺，凝胶注模成型工艺、温度诱导絮凝成形、胶态振动注模成形、直接凝固注模成形等相继出现，受到严重重视。原位凝固成形工艺被认为是提高胚体的均匀性，进而提高陶瓷材料可靠性的唯一途径，得到了迅速的发展，已逐步获得实际应用。 7. 激光快速成型 激光快速成形技术，是20实际90年代中期由现代材料技术、激光技术和快速原型制造术相结合的近终形快速制备新技术。采用该技术的成形件完全致密且具有细小均匀的内部组
材料成形原理课后习题解答汇总
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 1.1 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。 1.2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/r1+1/r2）,式中r1、r2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。 1.3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。 1.4 解：浇注模型如下：
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 －＝
(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
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(王卫卫)部分课后习题答案
第二章 2-1、曲柄压力机由那几部分组成？各部分的功能如何？ 答：曲柄压力机由以下几部分组成：1、工作机构。由曲柄、连杆、滑块组成，将旋转运动转换成往复直线运动。2、传动系统。由带传动和齿轮传动组成，将电动机的能量传输至工作机构。3、操作机构。主要由离合器、制动器和相应电器系统组成，控制工作机构的运行状态，使其能够间歇或连续工作。4、能源部分。由电动机和飞轮组成，电动机提供能源，飞轮储存和释放能量。5、支撑部分。由机身、工作台和紧固件等组成。它把压力机所有零部件连成一个整体。 6、辅助系统。包括气路系统、润滑系统、过载保护装置、气垫、快换模、打料装置、监控装置等。提高压力机的安全性和操作方便性。 2-2、曲柄压力机滑块位移、速度、加速度变化规律是怎样的？它们与冲压工艺的联系如何？ 答：速度的变化规律为正弦曲线，加速度的变化规律为余弦曲线，位移的变化规律为 2-3、分析曲柄滑块机构的受力，说明压力机许用负荷图的准确含义答：曲柄压力机工作时，曲柄滑块机构要承受全部的工艺力，是主要的受力机构之一 理想状态下滑块上受到的作用力有：工件成形工艺力F、连杆对滑块的作用力FAB、导轨对滑块的反作用力FQ，实际上，曲柄滑块机构各运动副之间是有摩擦存在的，考察摩擦的影响以后，各环节的受力方向及大小发生了变化，加大了曲轴上的扭矩。曲柄压力机曲轴所受的扭矩Mq除与滑块所承受的工艺力F成正比外，还与曲柄转角a有关，在较大的曲柄转角下工作时，曲轴上所受扭矩较大。 通过对曲柄滑块的受力分析，结合实际情况得出的许用负荷图用以方便用户正确选择设备。 2-5装模高度的调节方式有哪些？各有何特点？ 三种调节方法有：1、调节连杆长度。该方法结构紧凑，可降低压力机的高度，但连杆与滑块的铰接处为球头，且球头和支撑座加工比较困难，需专用设备。螺杆的抗弯性能亦不强。2、调节滑块高度。柱销式连杆采用此种结构，与球头式连杆相比，柱销式连杆的抗弯强度提高了，铰接柱销的加工也更为方便，较大型压力机采用柱面连接结构以改善圆柱销的受力。3、调节工作台高度。多用于小型压力机。 2-6、比较压塌块过载保护装置和液压式过载保护装置。 压塌式过载保护装置结构简单，制造方便，但在设计时无法考虑它的疲劳极限，可能引起提前的剪切破坏，或者使压力只能工作在小于标称压力的情况下，降低设备使用效率。同时压塌式过载保护装置只能用于单点压力机，用于多点压力机时会因偏载引起某个压塌块先行剪切断裂。 液压式过载保护装置多运用于多点和大型压力机，其特点是过载临界点可以准确地设定，且过载后设备恢复容易。
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。
材料成型与加工技术
材料成型与加工技术 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
第一章绪论 制造业是提高国家工业生产率、经济增长、国家安全及生活质量的基础，是国家综合实力的重要标志。现如今我国制造业面临巨大挑战，因而加强材料成形加工技术与科学基础研究，大力采用先进制造技术，对国民经济的发展具有重要意义。 材料成形加工技术与科学既是制造业的重要组成部分，又是材料科学与工程的四要素之一，对国民经济的发展及国防力量的增强均有重要作用。“新一代材料精确成形加工技术”与“多学科多尺度模拟仿真”是现代两个重要学科研究前沿领域。高新技术材料的出现，将加速发展以“精确成形”及“短流程”为代表的材料加工工艺，包括：全新的成形加工方法与工艺，及传统成形加工方法的改进与工序综合。“模拟仿真”是产品计算机集成制造、敏捷制造的主要内容，是实现制造业信息化的先进方法。并行工程已成为产品及相关制造过程集成设计的系统方法，以计算机模拟仿真与虚拟现实技术为手段的虚拟制造设计将是先进制造技术的重要支撑环境。网络化、智能化是现代产品与工艺过程设计的趋势，绿色制造是现代材料加工技术的进一步发展方向。 面对市场经济、参与全球竞争，必须加强材料成形加工科学与技术的基础和应用研究。只有使用先进的材料加工技术，才能获得高质量产品的结构和性能，这些高性能的先进材料包括传统材料和新材料。发展材料成形加工技术对我国制造业以高新技术生产高附加值的优质零部件有积极作用，可扩大材料及制造范围、提高生产率、降低产品成本、增强企业国际竞争能力。 制造业在过去的几年中发生了巨大变化，而现代高科技及新材料的出现将导致材料成形加工技术的进一步发展与变革，出现全新的成形加工方法与工艺，传统加工方法不断改进并走向工艺综合，材料成形加工技术则逐渐综合化、多样化、柔性化、多科学化。 第二章现代材料成形加工技术与科学 现代材料成形加工技术的作用与地位 我国已是制造大国，仅次于美、日、德，位居世界第四位。材料成形加工行业则是制造业的重要组成部分，材料成形加工技术也是先进制造技术的重要内容。铸造、锻造及焊接等材料加工技术是国民经济可持续发展的主体技术。目前，在汽车行业中汽车重量的65%以上仍由钢铁、铝及镁合金等材料通过铸造、锻压、焊接等加工方法而成形。材料成形加工技术与科学又是材料科学与工程的四要素之一，它不仅赋予零部件以形
材料成型工艺基础部分(中英文词汇对照)
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
材料成型技术基础复习重点
材料成型技术基础复习重点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
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。