材料成型基础复习题教学文案
材控08－1，2《材料成型基础》复习题
成型—利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序
一、金属液态成型
1. 何谓铸造**？铸造有哪些特点？试从铸造的特点分析说明铸造是生产毛坯的主要方法？
答：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形方法，称为铸造
1）可以生产出形状复杂，特别是具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、床身、机架等。
2）铸造生产的适应性广，工艺灵活性大。工业上常用的金属材料均可用来进行铸造，铸件的重量可由几克到几百吨，壁厚可由0.5mm到1m左右。
3）铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直接利用废机件，故铸件成本较低。
缺点1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。2）铸件质量不够稳定。
2. 何谓合金的铸造性能**?它可以用哪些性能指标来衡量**？铸造性能不好，会引起哪些缺陷？
铸造性能——合金易于液态成型而获得优质铸件的能力。
合金的铸造性能包括金属的流动性、凝固温度范围和凝固特性、收缩性、吸气性等。
3. 什么是合金的流动性**？影响合金流动性的因素有哪些？（P2）
流动性流动性是指熔融金属的流动能力；合金流动性的好坏，通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量
流动性的影响因素1）合金的种类及化学成分{1、越接近共晶成分，流动性就越好。2、选用结晶温度范围窄的合金，以便获得足够的流动性。}2）铸型的特点3）浇注条件
4. 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？
越接近共晶合金流动性越好。
凝固温度范围越窄，则枝状晶越不发达，对金属流动的阻力越小，金属的流动性就越强
5. 试比较灰铸铁、碳钢和铝合金的铸造性能特点。
6. 铸件的凝固方式依照什么来划分？哪些合金倾向于逐层凝固？
1. 合金的凝固方式（1）逐层凝固方式（图1-5a）合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开，这种凝固方式称为逐层凝固。常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。
2）糊状凝固方式（图1-5c）合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固，这种凝固方式称为糊状凝固。球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金。
（3）中间凝固方式（图1-5b）大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固方式。中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。
7. 缩孔和缩松是怎样形成的？可采用什么措施防止？
形成缩孔和缩松的主要原因都是液态收缩和凝固收缩所致；防止措施：a）采用定向凝固的原则b）合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺c）合理应用冒口、冷铁和补贴
8. 合金收缩由哪三个阶段组成**？各会产生哪些缺陷？影响因素有哪些？如何防止？
1.液态收缩金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。
2. 凝固收缩熔融金属在凝固阶段的体积收缩。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。
3. 固态收缩金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。
二）影响收缩的因素1. 化学成分不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合金中铸钢的收缩最大，灰铸铁最小。
2. 浇注温度合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。
3. 铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同，各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其自由收缩率。这种阻力越大，铸件的实际收缩率就越小。
缩孔、缩松的防止措施
9. 何谓同时凝固原则和定向（顺序）凝固原则**？对图1所示阶梯型铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定
向凝固。
凝固的原则同时凝固是指通过设置冷铁、布置浇口位置等工艺措施，使铸件温差尽量变小，基本实现铸件各部分在同一时间凝固
定向凝固，是使铸件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程
采用的是定向凝固，如图
10. 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？
铸造应力在铸件的凝固以及以后的冷却过程中，随温度的不断降低，收缩不断发生，若收缩受阻，铸件内将产生应力，称为铸造应力，这是铸件产生变形或开裂的主要原因，将严重影响铸件的质量。
产生原因：a）热应力铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。
b）固态相变应力铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变化而引起的应力。
c）收缩应力铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、箱挡等外力的阻碍而产生的应力。
铸造应力的防止和消除措施：a）采用同时凝固的原则b）提高铸型温度c）改善铸型和型芯的退让性d）进行去应力退火
铸件的变形防止：a) 采用反变形法b) 进行去应力退火c) 设置工艺筋铸件裂纹的防止
为有效地防止铸件裂纹的发生，应尽可能采取措施减小铸造应力；同时金属在熔炼过程中，应严格控制有可能扩大金属凝固温度范围元素的加入量及钢铁中的硫、磷含量。
11．灰铸铁最适合铸造什么样的铸件？举出十种你所知道的铸铁件名称及它们为什么不采用别的材料的原因。
答：灰铸铁的铸造工艺特点铸造性能好，工艺简单，成品率高。适用于对强度、硬度和耐磨性要求较高的重要铸件，尤其是厚大铸件，如床身、凸轮、凸轮轴、气缸体和气缸套
12．可锻铸铁是如何获得的？为什么它只适宜制作薄壁小铸件？
答：可锻铸铁是白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳可锻化处理，改变其金相组织或成分而获得的有较高韧性的铸铁；可锻铸铁的碳、硅质量分数低，熔点比灰铸铁高，凝固温度范围大，故铁液的流动性差，必须适当提高铁液的出炉温度，以防产生冷隔、浇不足等缺陷。同时，可锻铸铁的凝固过程没有石墨化膨胀阶段，体积收缩和线收缩较大，易形成缩孔和裂纹等缺陷在设计铸件时除应考虑合理的结构形状外，在铸造工艺上应采用定向凝固的原则设置冒口和冷铁，适当提高型砂的耐火度，退让性和透气，为挡住熔渣，在浇注系统中应安放过滤网。
13. 什么是手工造型与机器造型**？各有何特点**？应用范围如何？各有哪些常用造型方法？
答：手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型操作灵活、适应性广、工艺装备简单、成本低，但其铸件质量差、生产率低、劳动强度大、技术水平要求高，所以手工造型主要用于单件小批生产，特别是重型和形状复杂的铸件。手工造型方法可分为：两箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造型、组芯造型
整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、刮板造型
机器造型是指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。机器造型铸件尺寸精确、表面质量好、加工余量小，但需要专用设备，投资较大，适合大批量生产。机器造型方法有：压实紧实、高压紧实、震击紧实、震压紧实、微震紧实、抛砂紧实、射压紧实、射砂紧实。
14．什么是特种铸造**？常用有哪些方法**？金属型铸造有何优越性和局限性**？
答：除砂型铸造以外的其他铸造，称特种铸造。金属铸造的特点及应用范围：
1）金属型铸件冷却快，组织致密，力学性能高。2）铸件的精度和表面质量较高3）浇冒口尺寸较小，液体金属耗量减少，一般可节约15%－30%。4）不用砂或少用砂。
金属型铸造的主要缺点是金属型无透气和退让性，铸件冷却速度大，容易产生浇不到、冷隔、裂纹等缺陷。15．试述熔模铸造的主要工序，主要特点及适用范围如何？
主要工序：设计制造压型→蜡模制造→结壳→脱蜡与焙烧→浇注与清理
熔模铸造的主要特点及适用范围
1）铸件的精度和表面质量较高，尺寸公差等级可达IT14-IT11，表面粗糙度Ra值可达12.5mm-1.6mm。
2）适用于各种合金铸件。3）可制造形状较复杂的铸件，铸出孔的最小直径为0.5mm，最小壁厚可达0.3mm。
4）工艺过程较复杂，生产同期长，制造费用和消耗的材料费用较高，多用于小型零件（从几十克到几千克），一般不超过25kg。
16．压力铸造工艺有何优缺点？它与熔模铸造工艺的适用范围有何显著不同？
压铸的特点和应用1. 压铸优点：①铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小。②铸件强度和表面硬度都较高。
③生产效率很高，生产过程易于机械化和自动化。2. 压铸缺点：①压铸时，高速液流会包住大量空气，凝固后在铸件表皮下形成许多气孔，故压铸件不宜进行较多余量的切削加工，以免气孔外露。②压铸黑色金属时，压铸型寿命很低，困难较大。③设备投资大，生产准备周期长
17．什么是离心铸造？它在圆筒形铸件的铸造中有哪些优越性**？
答：将金属液浇进高速旋转的铸型内，使之在离心力作用下充型并凝固的方法，称为离心铸造。
18．试确定下列零件在大量生产条件下，最适宜采用哪几种铸造工艺：缝纫机头：金属型铸造，汽轮机叶片：低压铸造、铝活塞：挤压铸造，大口径铸铁污水管：离心铸造，柴油机缸套：离心铸造，摩托车汽缸体：压力铸造，车床床身：砂型铸造，大模数齿轮滚刀：熔模铸造，汽车喇叭：挤压铸造，家用煤气炉减压阀：壳体铸造。
19. 为什么要规定铸件的最小壁厚值？如何确定最小壁厚？
20. 为什么铸件的重要加工面和主要工作面在铸件中应朝下**？
因为下部及侧面出现的缺陷的可能性少，组织致密。减少产生气孔、夹砂、砂眼、结疤类缺陷
21. 为什么尽量使铸件全部或大部位于同一砂箱内**？
防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确
22. 何谓铸造工艺图**？有何用途？
铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图样。指导加工
23．试确定图2所示铸件的浇注位置及分型面。**
图2 铸件
24．浇注系统一般有哪几个基本组元组成**，各组元的作用是什么**？
浇注系统组成：浇口杯：承接来自浇包的金属液减轻金属液对铸型的冲击，阻止熔渣、杂物、气泡等进入直浇道，增加金属液的充型压力等。
直浇道：将来自浇口杯的金属液引入横浇道，保证金属液克服沿程的阻力损失
直浇道窝：缓冲金属液，有助于杂质和气泡上浮至横浇道顶部
横浇道：撇渣
内浇道：将金属液导入型腔控制金属液的速度和方向，调节铸件各部分温宿分布和凝固顺序。
25．什么叫芯头和芯座？它们起什么作用？其尺寸大小是否相同？
26．冒口的作用是什么？简述其设置原则？
27．何谓封闭式、开放式、底注式及阶梯式浇注系统？它们各有什么优点？
28．在方便铸造和易于获得合格逐渐的条件下，图3所示铸件结构有何值得改进之处**？怎样改进**？
图3 设计不良的铸件结构
29. 快速成型技术主要有哪几种？简述其基本原理。
答：1、光固化立体造型2、分层物件制造3、选择性激光烧结4、熔融沉积造型
快速成型从零件的CAD 几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而
形成实体零件。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下
生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
二、金属塑性成型
1. 什么叫金属塑性成型？金属塑性成型的主要生产方式有哪些**？为什么对某些重要的机械零件要进行锻造？（P68）
答：它是在外力的作用下，使金属产生塑性变性，从而加工成所需形状和尺寸的工件的加工方法。
主要生产方式：体积成型：锻造、挤压、轧制、拉拔等。板料成型：冲压。
2. 何谓加工硬化**？在热加工过程中是否也有加工硬化现象产生？（P70）
金属在冷变形时，随变形程度的增加，强度、硬度提高而塑性韧性下降的现象有，但加工硬化会被再结晶消除
3. 何谓再结晶**？它对工件的性能有何影响？（P70）
再结晶：T 再＝0.4T 熔，组织、性能恢复到变形前的水平。影响：消除加工硬化增加金属的塑性
4. 区别冷变形和热变形的界限是什么**？钢在400℃温度下进行加工，是热变形还是冷变形**？
界限是再结晶温度；是冷变形因为他还没有达到再结晶温度
5. 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**？如何影响？（P72-73）
塑性高、变形抗力小则锻造性能好。它决定于金属的本质和变形条件。
变形条件
1．变形温度 变形温度低，金属的塑性差、变形抗力大，不但锻压困难，而且容易开裂。提高金属变形时的温度，可使原子动能增加，原子间的结合力消弱，使塑性提高，变形抗力减小。
2．变形速度 变形速度指单位时间内的变形程度，变形速度低时，金属的回复和再结晶能够充分进行，塑性高、变形抗力小；随变形速度的增大，回复和再结晶不能及时消除冷变形强化，使金属塑性下降，变形抗力增加，锻造性能变差。常用的锻压设备不可能超过临界变形速度。
3．应力状态 采用不同的变形方法，在金属中产生的应力状态是不同的。应力状态对于塑性的影响为：压应力数目越多，塑性越好；拉应力数目越多，塑性越差；应力状态对于变形抗力的影响为：同号应力状态下的变形抗力大于异号状态下的变形抗力。所以，在选择变形方法时，对于塑性高的金属，变形时出现拉应力有利于减少能量消耗；对于塑性低的金属应尽量采用三向压应力以增加塑性，防止裂纹。
6. 钢料加热温度不当时，易产生哪些缺陷**？如何防止？
温度过高时产生过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷甚至使锻件报废，终锻温度过低，金属的加工硬化严重，变性抗力急剧增加，使加工难于进行，强行锻造，将导致短剑破裂报废。
7. 确定碳钢始锻温度和终锻温度的依据是什么**？
以合金状态图为依据。
8. 什么叫锻造比**？锻粗与拔长时的锻造比如何计算P72？
锻造比是锻造时变形程度的一种表示方式。通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。 锻（镦）粗：H H 0，H 0为变形前的高度，H 为变形后的高度 拔长：F F 0，F 0为变形前的横截面积，F 为变形后的横截面积
9. 什么叫自由锻**？其基本工序有哪些**？P76
只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件，这种方法称为自由锻。基本工序：拔长、镦粗、冲孔、扩孔、弯曲、切割、扭矩和错移等
10. 常用自由锻设备有哪几种？其工作原理与应用场合有何不同？、
自由锻设备：空气锤、水压机、蒸气－空气锤。
自由锻应用 —— 单件和小批量生产。
11. 什么叫模锻**？与自由锻相比有何优缺点？
模锻——将加热后的坯料放在模膛内受压变形而获得锻件的一种加工方法。
与自由锻相比：
1、生产率较高，模锻时，金属变形在模膛内进行，故能较快获得所需的形状。
2、模锻件的尺寸精确，加工余量小；
3、可以锻造形状比较复杂的锻件；
4、模锻生产比自由锻消耗的金属材料少，切削加工工作量也少，有利于降低生产成本。
应用：中、小型锻件的成批和大量生产，缺点：1）受模锻设备吨位的限制；2）锻模成本高。
问题：小型锻件的中、小批量生产应采用自由锻还是模锻？或其他方法？
胎模锻在自由锻设备上使用非固定模具（胎模）生产模锻件的工艺方法。特点：与自由锻相比：生产率高，精度高（余量小），与模锻相比：成本低（设备、模具）。
12. 锤上模锻时，多模膛模锻的模膛可分为几种？它们的作用是什么？为什么在终锻模膛周围要开设飞边槽？
13. 绘制模锻件图应考虑哪些问题？选择分模面与铸件的分型面有何异同？为什么要考虑模锻斜度和圆角半径？锤上模锻带孔的铸件时，为什么不能锻出通孔？
14. 什么是胎模锻？与自由锻相比有何优缺点**？
在自由锻设备上使用非固定模具（胎模）生产模锻件的工艺方法
与自由锻相比：①操作简便，生产率高；②锻件表面质量好；③力学性能好。
15. 板料冲压与锻造相比有何异同**？
同：都利用外力加压使工件变形
异：锻造是将原材料加热到一定温度然后使用工具锻打成型，是在高温的情况下成型, 可以细化制件中的晶粒。
冲压是将原材料用合适的冲压模具冲压成型,在常温下成型，且对厚度有一定要求。
16. 板料冲压有哪些基本工序**？冲压件的材料有什么要求？
冲压基本工序——分离（落料、冲孔、切断等，习惯统称为冲裁）、变形（弯曲、拉深、成型、翻边、收口等、冲压件的形状及尺寸）
对落料件和冲压件的要求
(1)落料件的外形和冲孔件的孔形应简单、对称尽量用圆形、矩形避免长槽或细长悬臂结构。注意排样，提高利用率。
(2)冲裁件的结构尺寸（如孔径、孔距）必须考虑材料的厚度。
(3)冲裁件上的直线与直线、曲线与直线的交界处，均用圆弧连接。最小园角半径如表。对弯曲件的要求曲件形状应尽量对称，弯曲半径大于最小半径。弯曲边H 〉2δ，可以先弯好后再切去。为防止孔变形，孔的位置L>1.5~2δ3、拉深件的要求：外形简单、对称，深度不宜过大。最小许可半径如，否则增加拉深次数和整形工作。
17. 试分析冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命的影响。如何确定冲裁模具中凸凹模的尺寸？
18. 用Φ50mm冲孔模具来生产Φ50mm落料件能否保证冲压件的精度**？为什么？
答：不能。
①落料时以凹模为准计算，凹模刃口的基本尺寸接近落料件的最小极限尺寸，凸模的基本尺寸等于凹模刃口基
本尺寸减去一个最小间隙值。
②冲孔时以凸模为准计算，凸模刃口的基本尺寸接近冲孔件的最大极限尺寸，凹模的基本尺寸等于凸模的基本
尺寸加一个最小合理间隙值。
19. 试比较圆筒形工件拉伸、翻边时变形特点的不同。
20. 挤压零件生产的特点是什么？
坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出，使之横断面积减小、长度增加，成为所需制品的加工方法称为挤压
21. 轧制零件的方法有几种？各有什么特点？
22. 试述几种主要高能高速成形的特点
高速成型的特点模具简单零件精度高表面质量好可提高材料的塑性变形能力利于采用复合工艺方法：爆炸成形电液成形电磁成形
三、金属连接成型
1. 什么是焊接？焊接方法有哪些？各具有什么特点？
焊接：用加热、加压等工艺措施，使两分离表面产生原子间的结合与扩散作用，从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。
1．熔化焊电弧焊（手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊）、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等
2．压力焊：电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等
3．钎焊：软钎焊、硬钎焊
2. 什么是焊接电弧**？其形成特点如何？（P123）
焊接电弧：在焊条末端和工件两极之间的气体介质中，产生强烈而持久的放电现象
焊接电弧的稳定燃烧—就是带点粒子产生、运动、复合、产生的动态平衡过程。
3. 焊条的作用是什么**？焊条药皮有何成分功用？（P125）
焊条的作用：焊条芯：焊缝的填充材料—填充焊缝电极传导电流—导电
约皮: 机械保护的作用冶金的作用稳定电弧的作用
4. 下列焊条型号或牌号的含义是什么？E4303；J422；J507。
5. 焊接接头由哪几部分组成**？各部分的组织和性能特点是怎样**？（P126）
焊接接头的组成：、焊缝区（熔池金属冷却结晶所形成的铸态组织。属于铸造组织）；熔合区是焊缝和母材金属的交界区是焊缝向热影响区过渡的区域。（强度、塑性、韧性极差，是裂纹和局部脆断的发源地。）；焊接热影响区（焊缝两侧的母材，由于焊接热的作用，其组织和性能发生变化的区域）
减小和消除焊接热影响区的方法①小电流、快速焊接采用先进的焊接方法③焊前预热、焊后热处理（正火）
焊接接头形式有对接、搭接、角接和T形接头
6. 常见焊接缺陷有哪几种**？其中对焊接接头性能危害最大的为哪几种**？（P150-151）
焊缝常见缺陷1、焊瘤；2、夹渣；3、裂纹；4、气孔；5、咬边；6、未焊透。
裂纹危害最大（百度来的答案）
7. 产生焊接应力与变形的原因是什么？焊接过程中和焊后的焊缝区纵向受力是否一样？清除和防止焊接应力有哪些措施？
焊接应力与变形产生的根本原因是：焊件(工件）在焊接过程中受到局部加热和快速冷却。
8. 说明埋弧自动焊、电渣焊**、CO2焊、氩弧焊点基本过程、特点和应用范围。
答：电渣焊→利用电流通过液态熔渣时产生的电阻热，同时加热熔化焊丝和金属母材的焊接方法；焊接热源：电阻热；保护介质：液态熔渣
特点：1）大厚度工件可一次焊成。2）生产率高，成本低。3）焊接质量好。不易产生夹渣、气孔等缺陷。
4）热影响区大。—焊后热处理。
应用：①适用于碳钢、合金钢、不锈钢等材料；②适用于厚大工件。厚度大于40mm的大型结构件。
9. 什么是金属的焊接性？钢材的焊接性主要决定于什么因素？
金属材料的焊接性指被焊金属采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。焊接性①工艺焊接性：焊接接头产生工艺缺陷的倾向。尤其指出现各种裂纹的可能性②使用焊接性：焊接接头在使用中的可靠性。包括力学性能及其它特殊性能影响焊接性的因素1）焊接方法2）焊接材料3）焊件化学成分4）工艺参数
10. 下列金属材料焊接时主要问题是什么？常用什么焊接方法和焊接材料？
普通低合金钢；中碳钢；珠光体耐热钢；奥氏体不锈钢；铝及铝合金；铜及铜合金；钛及钛合金
低碳钢的焊接焊接性良好。中碳钢：C<0.25~0.60% CE <0.4% 焊接性由良好CE =0.4%~0.60% 较差
问题：焊缝区易产生热裂纹热影响区易产生冷裂纹
措施：焊前预热（150~250 ℃），焊后缓冷选用低氢型焊条焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊
高碳钢：C>0.60%焊接性差。问题：焊缝区易产生热裂纹热影响区易产生冷裂纹
措施：焊前预热（250~350 ℃），焊后缓冷。选用低氢型焊条焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊避免选用高碳钢作为焊接结构件。焊补
普通低合金结构钢低强度普通低合金结构钢：σs<400MPaCE <0.4% 16Mn、09Mn2Si 焊接性良好
高强度普通低合金结构钢：CE <0.4%~0.5%σs>400Mpa15MnVN，18MnMoNb 14MnMoV焊接性较差
焊前预热（150~250 ℃），焊后缓冷；选用低氢型焊条；焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。
马氏体钢的焊接：焊接性很差，易产生冷裂。焊前预热，焊后缓冷。常用氩弧焊、埋弧焊
铁素体钢的焊接：焊接性较差。焊前低温预热，常用钨极氩弧焊、手弧焊。奥氏体钢的焊接：焊接性好。适用多种焊接方法
焊接常用保护措施：焊前预热（150~250 ℃），焊后缓冷；选用低氢型焊条；焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。
1. 铝及铝合金的焊接特点1）易氧化；2）易产生气孔；3）易变形开裂4）接头易软化；焊接方法氩弧焊、气焊、钎焊、电阻焊
铜及铜合金的焊接特点1）难熔合2）易氧化3）易产生气孔4）易变形开裂焊接方法氩弧焊、气焊、钎焊、碳弧焊。
11.碱性焊条与酸性焊条有何不同？应如何选择**？
酸性焊条：在熔渣中以酸性氧化物为主（TiO2、SiO2、Fe2O3）酸性焊条适用一般的结构构件；碱性焊条：在熔渣中以碱性氧化物为主（K2O、Na2O、CaO、MnO）碱性焊条焊成的焊缝金属含氢量很低，抗裂性及强度好，适于焊接重要的结构钢或合金结构钢；
电焊条的选用：（1）根据被焊工件的强度选用（2）根据被焊工件的化学成分选用（3）根据被焊工件工作条件和结构选用（4）根据实际生产状况选用
12. 如图4所示的三种焊件，其焊缝布置是否合理？若不合理，请加以改正。**
图4 焊件的焊缝布置
四、非金属材料的成型
1. 塑料由什么组成？常用的工程塑料中，哪些是热塑性塑料**？哪些是热固性塑料**？
塑料的组成：①树脂: 塑料的主要组分②填充剂（填料）: 提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。③增塑剂: 提高塑料的可塑性和柔软性；④稳定剂: 提高塑料对热、光、氧等的稳定性，延长使用寿命。⑤增色剂: 赋予塑料制品各种色彩；⑥润滑剂: 提高塑料在加工成形过程中的流动性和脱模能力，同时可使制品光亮美观。⑦固化剂: 与树脂发生交联反应，使受热可塑的线型结构变成热稳定好的体型结构。⑧其他: 还有发泡剂、催化剂、阻燃剂等热塑性塑料受热时软化或熔融、冷却后硬化，韧性好，可反复成形,包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯
醚、聚四氟乙烯等。
热固性塑料在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制品，不可再生。具有更好耐热性和抗蠕变能力,包括有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂等。
2. 塑料有哪些成型方法**？各适于成型哪一类制品**？
成型方法：注射成型，除氟塑料外几乎所有的热塑性塑料都可用来注射成型，成型三维复杂塑料制品；
模压成型法（压制成型）：主要用于热固性塑料制品的生产。适用于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，但生产率低、模具成本较高。其制品主要用作机械零部件、电器绝缘件和日用品等，汽车配电盘、电器开关、餐具等
挤出成型：挤出成形的生产效率高，可自动化连续生产，一般使用热塑性塑料作原料。成型管材、板材、薄膜和中空制品。
吹塑成形（中空成型）成型工业生产及日常生活中使用的化学品包装容器、便携式工具箱，生活塑料瓶等
3. 注射成形主要用于哪类塑料的成型**？一般有哪几个工艺步骤**？
注射成型主要用于热塑性塑料。能生产形状复杂、薄壁、嵌有金属或非金属的塑料制品
工艺步骤加料→塑化→充模→保压→倒流→冷却→脱模
4. 橡胶的组成是什么？有什么用途？为什么要硫化？
5. 为什么橡胶在成形前要进行塑炼**？橡胶有哪些成型方法**？
为什么要塑练？降低它的弹性，增加其可塑性，并且获得适当的流动性，以满足混炼、压延、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵制造等各种工艺加工过程要求
塑练：强迫生胶反复通过两个转速不同的滚筒之间的间隙，使之在强剪切力作用下长分子链被切断，相对分子量减小，从而流动性增加（即塑性增加）的工艺过程。塑炼一般在螺杆式塑炼机或两辊式塑炼机上进行。
橡胶的成型方法：①压延②注射法③挤出④裁断⑤硫化
6. 胶粘剂的组成是什么？试述粘接工艺过程。
7. 陶瓷粉末的制备方法分为哪几类？简述各分类方法的基本原理。各有何优缺点？
8. 陶瓷有哪些成型方法？
9. 陶瓷为什么要烧结？其原理是什么？
五、材料成型工艺的选择及检验
1. 什么是毛坯？合理选择毛坯有何重要性？毛坯选择包括什么内容？
1零件毛坯类型（1）按用途分：结构毛坯、工具毛坯、其它毛坯。（2）按加工方法分：型材、铸件、锻件、冲压件、焊接件、冷挤压件、粉末冶金件。
2. 常用零件毛坯类型有哪几种**？其选择原则有哪些？
零件毛坯类型
（1）按用途分：结构毛坯、工具毛坯、其它毛坯。
（2）按加工方法分：型材、铸件、锻件、冲压件、焊接件、冷挤压件、粉末冶金件。
毛坯选择的原则1.零件的使用性能及质量要求2.材料的工艺性能{①材料的工艺性对毛坯选择的影响②零件的结构、形状与尺寸大小对毛坯生产方法选择的影响③零件性能的可靠性对毛坯选择的影响④零件生产的批量对毛坯选择的影响}3.选材经济合理性4.生产条件（可行性）
3. 为什么轴杆类零件一般采用锻件，而机架类零件多采用铸件？
4. 为什么齿轮多用锻件**？而带轮、飞轮多用铸件**？
因为齿轮的作用是传动，工作时要受到很大的压力，摩擦力，弯曲应力还会受到冲击、振动，所以要求齿轮要有高硬度、高耐磨性、较高的耐磨性、较强的强度和韧度，锻件适合这方面要求。而带轮、飞轮受力不大工作环境要求不需要太严格的，为减少加工成本，所以选择铸件
5．材料的力学性能是否是决定其成形工艺的唯一因素？简述理由。
6．某厂要大量生产六角螺栓、螺母、垫圈、木螺钉、铁钉，各应选用什么成形工艺？
7．试为汽车驾驶室中的方向盘选择三种材料及成形工艺，并进行比较。
8．试为下列齿轮选择材料及成形方法：
①承受冲击的高速重载齿轮，Φ200mm，批量2万件；锻造20Cr
②不承受冲击的低速中载齿轮，Φ250mm，批量50件；
③小模数仪表用无油润滑小齿轮，Φ30mm，批量3000件；
④卷扬机大型人字齿轮，Φ1500mm，批量5件；铸件
⑤钟表用小模数传动齿轮，Φ15mm，批量10万件。冲压件
材料成型基础模拟练习题
一、填空题（每空0.5分）
1. QT400-15表示名称为球墨铸铁的材料，其中两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率，其石墨形态为球状。
2. 自由锻的基本工序有拔长、镦粗、冲孔、扩孔等。
3. 在亚共析碳钢中，钢的力学性能随含碳量的增加其强度提高而塑性下降，这是由于平衡组织中碳元素增多而铁元素减少的缘故。
二、选择题（每空1分）
1.当浇注具有圆柱形内腔的铸件时，用（C）可省去型芯。
ａ、压力铸造；ｂ、熔模铸造；ｃ、离心铸造
2. 区别冷变形和热变形的依据是（c）。
a、变形时是否有加热；
b、变形温度的高低；
c、变形后是否有加工硬化组织。
3. 随温度下降从奥氏体中析出的渗碳体称为（b），从铁素体中析出的渗碳体称为（c）。
a、一次渗碳体；
b、二次渗碳体；
c、三次渗碳体。
4. 常温下金属的晶粒越细，则力学性能是（a）。
a、强度越高，塑性越好；
b、强度越高，塑性越差；
c、强度越低，塑性越差。
5. 金属型铸造适用于（a）生产。
ａ、大批、大量；ｂ、小批量；
ｃ、成批、大量、也可单件。
三、名词解释（每题3分）
1. 铸造工艺图→铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图样
2. 焊接性→指被焊金属采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件
下，获得优质焊接接头的难易程度。
3. 铸造→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形方法，称为铸造
4. 加工硬化→金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象
四、判断题（每题1.5分）
1．接近共晶成分的合金，流动性最好。（对）
2．由于可锻铸铁的塑性比灰铸铁好，所以是可以锻造的铸铁。（错）3. 砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、压力铸造相比，大批生产时压力铸造的生产率最高。（错）
4．承受重载荷的重要零件，例如轴、齿轮、连杆等大多采用锻件毛坯。（对）
5. 灰铸铁通过球化退火可以转变为球墨铸铁。（错）
6. 在室温下进行金属变形加工，称为冷加工。（错）
七、问答题及改错题
材料科学基础期末考试历届考试试题复习资料
四川理工学院试卷（2009至2010学年第1学期） 课程名称：材料科学基础 命题教师：罗宏 适用班级：2007级材料科学与工程及高分子材料专业 考试（考查） 年 月 日 共 页 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否 则视为废卷。 3、 考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。 4、 如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷 分别一同交回，否则不给分。 试题答案及评分标准 得分 评阅教师 一、判断题：（10分，每题1分，正确的记错误的记“％” 1?因为晶体的排列是长程有序的，所以其物理性质是各向同性。 （％ 2. 刃型位错线与滑移方向垂直。（话 3. 莱氏体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。（X ） 4?异类原子占据空位称为置换原子，不会引起晶格畸变。 （X 5. 电子化合物以金属键为主故有明显的金属特性。 （话 6. 冷拉后的钢条的硬度会增加。（话 7. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。 （话 题号 -一- -二二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅（统分”教师 得分 :题 * 冷 =要 密;
8.根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行。（X
9. 细晶强化本质是晶粒越细，晶界越多，位错的塞积越严重，材料的强度也就 越高。（V ） 10. 体心立方的金属的致密度为 0.68。（V ） 、单一选择题：（10分，每空1分） (B) L+B — C+B （C ） L —A+B （D ） A+B^L 7. 对于冷变形小 的金属，再结晶核心形成的形核方式一般是（ A ） （A ） 凸出形核亚 （ B ）晶直接形核长大形核 （B ） 亚晶合并形核 （D ）其他方式 8. 用圆形钢饼加工齿轮，下述哪种方法更为理想？ （ C ） （A ）由钢板切出圆饼（B ）由合适的圆钢棒切下圆饼 （C ） 由较细的钢棒热镦成饼 （D ）铸造成形的圆饼 1. 体心立方结构每个晶胞有（B ） 个原子。 2. 3. (A) 3 ( B) 2 (C) 6 固溶体的不平衡凝固可能造成 （A ）晶内偏析 （C ）集中缩孔 属于＜100＞晶向族的晶向是（ (A) [011] (B) [110] (D) 1 (B) (D) (C) 晶间偏析 缩松 [001] (D) [101] 4.以下哪个工艺不是原子扩散理论的具体应用 （A ）渗氮 （B ）渗碳 （C ）硅晶片掺杂 （） （D ）提拉单晶5.影响铸锭性能主要晶粒区是（C ） （A ）表面细晶粒区 （B ）中心等轴（C ）柱状晶粒区 三个区影 响相同 6 ?属于包晶反应的是（A ） （ L 表示液相, A 、B 表示固相） (A) L+A — B
材料成型基础复习题 (1)
复习题 一、填空题 1．材料力学性能的主要指标有硬度、塑性、冲击韧度、断裂韧性、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 大应力小于屈服强度，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抗拉强度 。 3．ReL（σs）表示下屈服强度，Rr0.2（σr0.2）表示规定残余伸长强度，其数值越大，材料抵抗塑性性别能力越强。 4．材料常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率两种。其中用断后伸长率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，用应力强度因子KI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断裂韧性，当K I >K I c 6密排六方晶格三种。 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大，强度和硬度越来越高，塑性和韧性越来越差。 8．金属要完成自发结晶的必要条件是过冷，冷却速度越大，过冷度越大，晶粒越细，综合力学性能越好。 9．合金相图表示的是合金的_成分___ 、组成、温度和性能之间的关系。 10. 根据铁碳合金状态图，填写下表。 11．影响再结晶后晶粒大小的因素有加热温度和保温时间、杂质和合金元素、第二项点、变形程度。 12．热加工的特点是无加工硬化现象；冷加工的特点是有加工硬化现象。13．马氏体是碳全部被迫固溶于奥氏体的饱和的固溶体，其转变温度范围（共析刚）为+230~-50 。 14．退火的冷却方式是缓慢冷却，常用的退火方法有完全退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、等温退火和再结晶退火。 15．正火的冷却方式是空冷，正火的主要目的是细化金属组织晶粒、 改善钢的机械性能、消除在锻轧后的组织缺陷。 16．调质处理是指淬火加高温回火的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的综合机械性能。
材料科学基础习题及参考答案复习过程
材料科学基础习题及 参考答案
材料科学基础参考答案 材料科学基础第一次作业 1.举例说明各种结合键的特点。 ⑴金属键：电子共有化，无饱和性，无方向性，趋于形成低能量的密堆结构，金属受力变形时不会破坏金属键，良好的延展性，一般具有良好的导电和导热性。 ⑵离子键：大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合，以离子为结合单元，无方向性，无饱和性，正负离子静电引力强，熔点和硬度均较高。常温时良好的绝缘性，高温熔融状态时，呈现离子导电性。 ⑶共价键：有方向性和饱和性，原子共用电子对，配位数比较小，结合牢固，具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点，导电能力差。 ⑷范德瓦耳斯力：无方向性，无饱和性，包括静电力、诱导力和色散力。结合较弱。 ⑸氢键：极性分子键，存在于HF，H2O，NF3有方向性和饱和性，键能介于化学键和范德瓦尔斯力之间。 2.在立方晶体系的晶胞图中画出以下晶面和晶向：（1 0 2）、（1 1 -2）、（-2 1 -3），[1 1 0],[1 1 -1],[1 -2 0]和[-3 2 1]。
(213) (112) (102) [111] [110] [120] [321] 3. 写出六方晶系的{1 1 -20}，{1 0 -1 2}晶面族和<2 -1 -1 0>,<-1 0 1 1>晶向族中各等价晶面及等价晶向的具体指数。 {1120}的等价晶面：(1120)(2110)(1210)(1120)(2110)(1210) {1012}的等价晶面： (1012)(1102)(0112)(1012)(1102)(0112)(1012)(1102)(0112)(1012)(1102)(0112) 2110<>的等价晶向：[2110][1210][1120][2110][1210][1120] 1011<>的等价晶向： [1011][1101][0111][0111][1101][1011][1011][1101][0111][0111][1101][1011] 4立方点阵的某一晶面（hkl ）的面间距为M /，其中M 为一正整数，为 晶格常数。该晶面的面法线与a ，b ，c 轴的夹角分别为119.0、43.3和60.9度。请据此确定晶面指数。 h:k:l=cos α:cos β:cos γ l k h d a 2 22hk l ++= 5. Cu 具有FCC 结构，其密度为8.9g/cm 3，相对原子质量为63.546，求铜的原子半径。
材料科学基础试题库
《材料科学基础》试题库 一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火，正火，淬火，回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。（20分） 2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分） 3、为什么奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450℃～850℃保温时会产生晶间腐
蚀如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近 5、什么是交滑移为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能 6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类固溶体在材料中有何意义 7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在 8、应变硬化在生产中有何意义作为一种强化方法，它有什么局限性 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的如何消除 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点 14、临界晶核的物理意义是什么形成临界晶核的充分条件是什么 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行若不在γ-Fe相区进行会有什么结果 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同，请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理 19、位错密度有哪几种表征方式 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征（12分） 23、加工硬化的原因（6分） 24、柏氏矢量的意义（6分） 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象（8分） 26、已知916℃时，γ-Fe的点阵常数，（011）晶面间距是多少（5分） 27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式（4分） 28、影响成分过冷的因素是什么（9分） 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么（9分） 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释原因。（6分） 31、某晶体的原子位于四方点阵的节点上，点阵的a=b，c=a/2，有一晶面在x，y，z轴的截距分别为6个原子间距、2个原子间距和4个原子间距，求该晶面的
材料科学基础期末试题
材料科学基础考题 I卷 一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分） 单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷答： 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。 交滑移：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，称为交滑移。滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。 伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。 离异共晶：由于非平衡共晶体数量较少，通常共晶体中的a相依附于初生a相生长，将共晶体中另一相B推到最后凝固的晶界处，从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失，这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 奥氏体：碳原子溶于丫-Fe形成的固溶体。 成分过冷：在合金的凝固过程中，将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。 二、选择题（每题2分，共20分） 1. 在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错（A ）分解为a/2[111]+a/2[l11]. （A）不能（B）能（C）可能 2. 原子扩散的驱动力是：（B ） （A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度 3?凝固的热力学条件为：（D ） （A）形核率（B）系统自由能增加 （C）能量守衡（D）过冷度 4?在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（A） （A）氧离子空位（B）钛离子空位（C）阳离子空位 5?在三元系浓度三角形中，凡成分位于（ A ）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两 组元含量相等。 （A）通过三角形顶角的中垂线 （B）通过三角形顶角的任一直线 （C）通过三角形顶角与对边成45°的直线 6?有效分配系数k e表示液相的混合程度，其值范围是（B ） （A）1vk e 材料成型基础习题集 一.解释名词 1.开放式浇注系统：内浇口的总截面积大于直浇口的截面积的浇注系统。合金在直浇口中不 停留而直接进入铸型的浇注系统。该浇注系统流动性好，但缺乏挡渣作用。 2.封闭式浇注系统：内浇口的总截面积小于直浇口的截面积的浇注系统。直浇口被合金灌满 而使渣漂浮在上部，具有较好的挡渣作用，但影响合金的流动性。 3.顺序凝固原则：通过合理设置冒口和冷铁，使铸件实现远离冒口的部位先凝固，冒口最后 凝固的凝固方式。 4.同时凝固原则：通过设置冷铁和补贴使铸件各部分能够在同一时间凝固的凝固方式。 5.孕育处理：在浇注前往铁水中投加少量硅铁、硅钙合金等作孕育剂，使铁水内产生大量均 匀分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。 6.可锻铸铁：是白口铸铁通过石墨化退火，使渗碳体分解而获得团絮状石墨的铸铁。 7.冒口：是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。 8.熔模铸造：用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出 模样后经高温焙烧，然后进行浇注的铸造方法。 9.离心铸造：使熔融金属浇入绕水平轴、倾斜轴或立轴旋转的铸型，在惯性力的作用下，凝 固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。 10.锻造比：即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。 11.胎模锻造：是在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种锻造方法。 12.拉深系数：指板料拉深时的变形程度，用m=d/D表示，其中d为拉深后的工件直径，D 为坯料直径。 13.熔合比：熔化焊时，母材加上填充金属一起形成焊缝，母材占焊缝的比例叫熔合比。 14.焊缝成形系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值 （φ=B／H）。 15.氩弧焊：是以氩气作为保护气体的气体保护电弧焊。 16.电渣焊：是利用电流通过液体熔渣产生的电阻热做为热源，将工件和填充金属熔合成焊缝 的垂直位置的焊接方法。 17.点焊：是利用柱状电极在两块搭接工件接触面之间形成焊点而将工件焊在一起的焊接方 法。 18.冷裂纹敏感系数：依据钢材板厚、焊缝含氢量等重要因素对焊接热影响区淬硬性的影响程 度。 二.判断正误 1、垂直安放的型芯都要有上下型芯头. （√） 2、熔模铸造不需要分型面. （√） 3、型芯烘干的目的主要是为了提高其强度. （√） 4、确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝上. （╳） 改正：确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝下. 5、钢的碳含量越高,其焊接性能越好. （╳） 改正：钢的碳含量越高,其焊接性能越差. 6、增加焊接结构的刚性,可减少焊接应力. （√） 第一章原子结构 一判断题 1.共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。 2. 范德华力既无方向性亦无饱和性，氢键有方向性但无饱和性。 3. 绝大多数金属均以金属键方式结合，它的基本特点是电子共有化。 4. 离子键这种结合方式的基本特点是以离子而不是以原子为结合单元。 5. 范德华力包括静电力、诱导力、但不包括色散力。 二、简答题 原子间的结合键对材料性能的影响 第二章晶体结构 一、填空 1.按晶体的对称性和周期性，晶体结构可分为7 空间点阵，14 晶系， 3 晶族。 2.晶胞是能代表晶体结构的最小单，描述晶胞的参数是 a ,b ,c ,α,β,γ。 3. 在立方，菱方，六方系中晶体之单位晶胞其三个轴方向中的两个会有相等的边长。 4. 方向族<111>的方向在铁的(101)平面上，方向族<110>的 方向在铁的(110)平面上。 5. 由hcp(六方最密堆积)到之同素异形的改变将不会产生体积的改变，而由体心最密堆积变成即会产生体积效应。 6. 晶体结构中最基本的结构单元为，在空间点阵中最基本的组元称之为。 7.某晶体属于立方晶系，一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4，则该晶面的指标为 8. 硅酸盐材料最基本的结构单元是，常见的硅酸盐结构有、、、。 9. 根据离子晶体结构规则－鲍林规则，配位多面体之间尽可能和 连接。 二判断题 1.在所有晶体中只要(hkl)⊥(uvw)二指数必然相等。 2. 若在晶格常数相同的条件下体心立方晶格的致密度,原子半径都最小。 3. 所谓原子间的平衡距离或原子的平衡位置是吸引力与排斥力的合力最小的位置。 4.晶体物质的共同特点是都具有金属键。 5.若在晶格常数相同的条件下体心立方晶格的致密度,原子半径都最小。 6. 在立方晶系中若将三轴系变为四轴系时,(hkIl)之间必存在I=-(h+k)的关系与X1,X2,X3,X4间夹角无关。 7.亚晶界就是小角度晶界,这种晶界全部是由位错堆积而形成的。 8.面心立方与密排六晶体结构其致密度配位数间隙大小都是相同的,密排面上的堆垛顺序也是相同的。 9.柏氏矢量就是滑移矢量。 10.位错可定义为柏氏回路不闭合的一种缺陷,或说:柏氏矢量不为0的缺陷。 11.线缺陷通常指位错,层错和孪晶。 12实际金属中都存在着点缺陷,即使在热力学平衡状态下也是如此。 三选择题 1．经过1/2,1/2,1/2之[102]方向，也经过。 (a) 1,.0,2, (b) 1/2,0,1, (c) –1,0,-2, (d) 0, 0,0, (e) 以上均不是 2. 含有位置0,0,1之(112)平面也包含位置。 (a)1,0,0, (b)0,0,1/2, (c)1,0,1/2。 3.固体中晶体与玻璃体结构的最大区别在于。 （a）均匀性（b）周期性排列（c）各向异性（d）有对称性 4.晶体微观结构所特有的对称元素，除了滑移面外，还有 （a）回转轴（b）对称面（c）螺旋轴（d）回转－反映轴 5.按等径球体密堆积理论，最紧密的堆积形式是。 （a）bcc; （b）fcc; （c）hcp 6.在MgO离子化合物中，最可能取代化合物中Mg2+的正离子(已知各正离子半径 (nm)分别是：（Mg2+）0.066、（Ca2+）0.099、（Li+）0.066、（Fe2+）0.074)是_（c）____。 （a）Ca2+; （b）Li+; （c）Fe2+ 7.下对晶体与非晶体描述正确的是： 第1页（共11页） ########2018-2019学年第二学期 ########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷 （后附参考答案及评分标准） 考试时间：120分钟 考试日期：2019年6月 题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 得 分 评卷人 复查人 一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，每小题2分，共26分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 答案 1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中，其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分，其形核势垒有如下关系（ ）。 A. 非均匀形核势垒 ≤ 均匀形核势垒 B. 非均匀形核势垒 ≥ 均匀形核势垒 C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒 D. 视具体情况而定，以上都有可能 2. 按热力学方法分类，相变可以分为一级相变和二级相变，一级相变是在相变时两相自由焓相等，其一阶偏导数不相等，因此一级相变（ ）。 A. 有相变潜热改变，无体积改变 B. 有相变潜热改变，并伴随有体积改变 C. 无相变潜热改变，但伴随有体积改变 D. 无相变潜热改变，无体积改变 得分 专业 年级 姓名 学号 装订线 3. 以下不是材料变形的是（）。 A. 弹性变形 B. 塑性变形 C. 粘性变形 D. 刚性变形 4. 在固溶度限度以内，固溶体是几相？（） A. 2 B. 3 C. 1 D. 4 5. 下列不属于点缺陷的主要类型是（）。 A. 肖特基缺陷 B. 弗伦克尔缺陷 C. 螺位错 D. 色心 6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是（）的过程。 A. 可逆与突变 B. 不可逆与渐变 C. 可逆与渐变 D. 不可逆与突变 7. 下列说法错误的是（）。 A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的 B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松 C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道 D. 晶界易受腐蚀 8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生，微裂纹同样会强烈地影响表面性质，对于脆性材料的强度这种影响尤为重要，微裂纹长度，断裂强度。（） A. 越长；越低 B. 越长；越高 C. 越短；越低 D. 越长；不变 9. 下列说法正确的是（）。 A. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度上升 B. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度下降 C. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度上升 D. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度下降 10. 下列材料中最难形成非晶态结构的是（）。 A. 陶瓷 B. 金属 C. 玻璃 D. 聚合物 第2页（共11页） 简答题 1?空间点阵与晶体点阵有何区别？晶体点阵也称晶体结构，是指原子的具体排列；而空间点阵则是忽略了原子的体积，而把它们抽象为纯几何点。 2?金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？密排六方结构。 3?原子半径与晶体结构有关。当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化？原子半径发生 收缩。这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变，原子所占体积2人=原子的体积(4/3 n3r间隙体积)，当晶体结构的配位数减小时，即发生间隙体积的增加，若要维持上述方程的平衡，则原子半径必然发生收缩。 4?在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？不能。因为位错环是通过环内晶体发生滑 移、环外晶体不滑移才能形成。 5?计算位错运动受力的表达式为，其中是指什么？外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。6?位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向 应是什么方向？始终是柏氏矢量方向。 7. 位错线上的割阶一般如何形成？位错的交割。 8?界面能最低的界面是什么界面？共格界面。 9?小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？否，扭转晶界就由交叉的 同号螺型位错构成 10.为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固熔体则不能？这是因为形成固熔体时，熔质原子的熔入会使熔剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。熔质与熔剂原子尺寸相差越大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，熔解度越小。一般来说，间隙固熔体中熔质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有 限熔解。 综合题 1. 作图表示立方晶体的(123) ( 0 -1 -2) (421)晶面及卜102]卜211][346]晶向。 2. 写出立方晶体中晶向族<100>, <110>, <111>等所包括的等价晶向。 3. 写出立方晶体中晶面族{100}, {110}, {111}, {112}等所包括的等价晶面。 4. 总结3种典型的晶体结构的晶体学特征。 5. 在立方晶系中画出以[001]为晶带轴的所有晶面。 6. 面心立方晶体的(100),(110),(111)等晶面的面间距和面密度，并指出面间距最大的面。 7. Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径为r =0.1243求Ni的晶格常数和密度。 8. Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.3147nm，试求Mo的原子半径r。 9. 在Fe中形成1mol空位的能量为104. 67kJ,试计算从20C升温至850C时空位数目增加多少倍？ 10. 判断下列位错反应能否进行。 1) a/2[10-1]+a/6卜121]宀a/3[11-1] 2) a[100]宀a/2[101]+a/2[10-1] 3) a/3[112]+a/2[111] 宀a/6{1]1 4) a[100] a/2[111]+a/2[1-1-1] 11. 若面心立方晶体中有b=a/2[-101]的单位位错及b=a/6[12-1]的不全位错，此二位错相遇 产生位错反应。 1) 问此反应能否进行？为什么？ 2) 写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的类型。 12. 已知柏氏矢量b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差=1及10°求晶界上位错之间的距 离。从计算结果可得到什么结论？ 13. ①计算fee和bee晶体中四面体间隙及八面体间隙的大小(用原子半径尺表示)，并注明间 材料科学基础试题库 材料科学基础》试题库 一、选择 1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中________ 。 A、两组元的原子尺寸不同 B、仅一组元的扩散 C、两组元的扩散速率不同 2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于________ 。 A、单相区中 B、两相区中 C、三相平衡水平线上 3、铸铁与碳钢的区别在于有无______ 。 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体 4、原子扩散的驱动力是_____ 。 A、组元的浓度梯度 B、组元的化学势梯度 C、温度梯度 5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为_______ 。 A、原子互换机制 B、间隙机制 C、空位机制 6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为________ 。 A、肖脱基缺陷 B、弗兰克尔缺陷 C、线缺陷 7、理想密排六方结构金属的 c/a 为_____ 。 A、1.6 B、2 XV (2/3) C、“ (2/3) 8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及 A、单相区 B、两相区 C、三相区 9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_________ o(其中Ko是平衡分配系数) A、 1 期末总复习 一、名词解释 空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。 配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。 对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。 超结构：长程有序固溶体的通称 固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。 致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。 正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态，以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态，当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附； 晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能； 小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°～2°之间，称为小角度晶界； 晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。 肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。 弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。 刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。 螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。 柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错 派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。 过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 形核功：形成临界晶核时，由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。 马氏体转变：是一种无扩散型相变，通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构，转变过程中，表面有浮凸，新旧相之间保持严格的位向关系。或者：由奥氏体向马氏体转变的 一、名词解释 1、铸造：将液态金属浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中冷却后获得铸件的方法。 2、热应力：在凝固冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。 3、收缩：铸件在液态、凝固态和固态的冷却过程中所发生的体积缩小的现象，合金的收缩 一般用体收缩率和线收缩率表示。 4、金属型铸造：用重力浇注将熔融金属注入金属铸型而获得铸件的方法。 5、流动性：熔融金属的流动能力，近于金属本身的化学成分、温度、杂质含量及物理性质 有关，是熔融金属本身固有的性质。 二、填空题 1、手工造型的主要特点是（适应性强）（设备简单）（生产准备时间短）和（成本低），在 （成批）和（大量）生产中采用机械造型。 2、常用的特种铸造方法有（熔模铸造）（金属型铸造）（压力铸造）（低压铸造）和（离心 铸造）。 3、铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）（中间凝固）和 （糊状凝固）三种凝固方式。纯金属和共晶成分的合金是按（逐层）方式凝固。 4、铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中（液态收缩和凝固收缩）是铸件产生缩 孔和缩松的根本原因，而（固态）收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。 5、铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高，流动性差）和（收缩大）。 6、影响合金流动性的内因有（液态合金的化学成分），外因包括（液态合金的导热系数） 和（黏度和液态合金的温度）。 7、铸造生产的优点是（成形方便）（适应性强）和（成本低），缺点是（铸件力学性能较低） （铸件质量不够稳定）和（废品率高）。 三、是非题 1、铸造热应力最终的结论是薄壁或表层受拉。错 2、铸件的主要加工面和重要的工作面浇注时应朝上。错 3、冒口的作用是保证铸件的同时冷却。错 4、铸件上宽大的水平面浇注时应朝下。对 5、铸造生产特别适合于制造受力较大或受力复杂零件的毛坯。错 6、收缩较小的灰铸铁可以采用定向（顺序）凝固原则来减少或消除铸造内应力。错 7、相同的铸件在金属型铸造时，合金的浇注温度应比砂型浇注时低。错 8、压铸由于熔融金属是在高压下快速充型，合金的流动性很强。对 9、铸件的分型面应尽量使重要的加工面和加工基准面在同一砂箱内，以保证铸件精度。对 10、采用震击紧实法紧实砂型时，砂型下层的紧实度小于上层的紧实度。错 11、由于压力铸造具有质量好、效率高、效益好等优点，目前大量应用于黑色金属的 铸造。错 12、熔模铸造所得铸件的尺寸精度高，而表面光洁度较低。错 13、金属型铸造主要用于形状复杂的高熔点难切削加工合金铸件的生产。错 四、选择题 1、形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用（B） A 金属型铸造 B 熔模铸造 C 压力铸造 2、铸造时冒口的主要作用是（B） A 增加局部冷却速度 B 补偿热态金属，排气及集渣 C 提高流动性 3、下列易产生集中缩孔的合金成分是（C） A 0.77%C B 球墨铸铁 C 4.3%C 名词解释 1. 空间点阵：是表示晶体结构中质点周期性重复规律得几何图形. 2. 同素异构：是指某些元素在t和p变化时，晶体结构发生变化得特征. 3. 固溶体：当一种组分（溶剂）内溶解了其他组分（溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体，其晶体结构保持溶剂组元的晶体结构时，这种相就称固溶体。 4. 电子浓度：固溶体中价电子数目e 与原子数目之比。 5. 间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂间隙形成的固溶体 6. 晶胞: 能完全反映晶格特征得最小几何单元 7. 清洁表面：是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应得表面，这种表面的化学组成与体内相同，但周期结构可以不同于体内。 8. 润湿：是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程。 9. 表面改性：是利用固体表面的吸附特性，通过各种表面处理来改变固体表面得结构和性质以适应各种预期要求。 10. 晶界：凡结构相同而取向不同的晶体相互接触，其接触面称为晶界。 11. 相平衡：一个多相系统中，在一定条件下，当每一相的生成速度与它的消失速度相等时，宏观上没有任何物质在相间传递，系统中每一个相的数量均不随时间而变化，这时系统便达到了相平衡。 12. 临界晶胚半径rk ：新相可以长大而不消失的最小晶胚半径. 13．枝晶偏析: 固溶体非平衡凝固时不同时刻结晶的固相成分不同导致树枝晶内成分不均匀的现象（或树枝晶晶轴含高熔点组元较多，晶枝间低熔点组元较多的现象）. 14. 扩散：由构成物质的微粒得热运动而产生得物质迁移现象。扩散的宏观表现为物质的定向输送。 15. 反应扩散: 在扩散中由于成分的变化，通过化学反应而伴随着新相的形成（或称有相变发生）的扩散过程称为“反应扩散”，也称为“相变扩散。 16. 泰曼温度：反应开始温度远低于反应物熔点或系统低共熔温度，通常相当于一种反应物开始呈现显著扩散作用的温度，此温度称为泰曼温度或烧结温度。 18. 相变：随自由能变化而发生的相的结构变化。 19. 什么是相律：表示材料系统相平衡得热力学表达式，具体表示系统自由能、组元数和相数之间得关系。 20. 二次再结晶：指少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大得过程，又称晶粒异常长大和晶粒不连续生长。 21. 均匀成核:组成一定，熔体均匀一相，在结晶温度下析晶，发生在整个熔体内部，析出物质组成与熔体一致。 22. 固溶强化：溶质原子加入到溶剂原子中形成固溶体，固溶体在 23. 相：化学成分相同，晶体结构相同并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。 24. 过冷度: 实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的差。 25. 固态相变：固态物质在温度、压力、电场等改变时，从一种组织结构转变成另一种组织结构。 26. 稳定分相：分相线和液相线相交（分相区在液相线上）, 分相后两相均为热力学的稳定相。 27. 马氏体相变：一个晶体在外加应力的作用下通过晶体的一个分立体积的剪切作用以极迅速的速率而进行的相变。 28. 无扩散型固态相变：在相变过程中并不要求长程扩散,只需要原子作一些微量 几种强化加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。 强化机制：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。 细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。 弥散强化：又称时效强化。是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制和绕过机制。（2 分） 复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。（2 分） 固溶强化：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。。包括弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。 几种概念 1、滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。 2、交滑移：螺型位错在两个相交的滑移面上运动，螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍，会转动到另一滑移面上继续滑移，滑移方向不变。 3、屈服现象：低碳钢在上屈服点开始塑性变形，当应力达到上屈服点之后开始应力降落，在下屈服点发生连续变形而应力并不升高，即出现水平台（吕德斯带）原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成，位错的增殖。 4、应变时效：低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点，但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热，在进行拉伸试验，则屈服点又重复出现，且屈服应力提高。 5、形变织构：随塑性变形量增加，变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。滑移和孪晶的区别 滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为伪共晶组合。 扩散驱动力：化学位梯度是扩散的根本驱动力。 一、填空题（20 分，每空格1 分） 1. 相律是在完全平衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的平衡条件的数学表达式：f=C-P+2 2. 二元系相图是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。 3?晶体的空间点阵分属于7大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为a=b M c,a = B =Y =90°，请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交（任选三种）。 4. 合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。 5．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过滑移的方式进行的。此外还有孪生和扭 机械制造基础题目 一．填空题 1．手工造型的主要特点是：适应性强、设备简单、生产准备时间短和成本低。2．常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造。 3．铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）、（中间凝固）和（糊状凝固）三种凝固方式。纯金属和共晶成分的合金是按（逐层凝固）的方式凝固。 4．铸造合金在凝固过程的收缩分为三个阶段，其中（液态）和（凝固）收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而（固态）收缩是铸件产生变形和裂纹的根本原因。 5．按照气体的来源，铸件中的气孔分为（侵入性气孔）、（析出性气孔）和（反应性气孔）三类。因铝合金液体除气效果不好等原因，铝合金铸件中常见的针孔属于（析出性气孔）。 6．影响合金流动性的内因是（液态合金的化学成分），外因包括（液态合金的导热系数）和（粘度和液态合金的温度）。 7．铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高）、（流动性差）、和（收缩大）。 8.合金的铸造性能主要是指（合金的充型能力）、（收缩）、（吸气性）等。 9.整个收缩过程经历（液态收缩）、（凝固收缩）、（固态收缩）三个阶段。 10.铸造内应力按产生的不同原因主要分为（热应力）、（机械应力）两种。 11.灰口铸铁根据石墨的不同形态可分为（普通灰口铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）和（蠕墨铸铁）。 1．衡量金属锻造性能的指标是（塑性）、（变形抗力）。 2．锻造中对坯料加热时，加热温度过高，会产生（过热）、（过烧）等加热缺陷。3．冲孔时，工件尺寸为（凸模）尺寸；落料时，工件尺寸为（凹模）尺寸。4．画自由锻件图，应考虑（敷料）、（加工余量）及（锻造公差）三因素。5．板料弯曲时，弯曲部分的拉伸和压缩应力应与纤维组织方向（平行）。 6．拉伸时，容易产生（拉裂）、（起皱）等缺陷。 7．弯曲变形时，弯曲模角度等于工件角度（-）回弹角、弯曲圆角半径过小时， Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库 郑举功编 一、填空题 0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时 间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。 0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。 0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。 0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。 0005.晶体是指内部质点排列的固体。 0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。 0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。 0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。 0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。 0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。 0012.固体质点扩散的推动力是________。 0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。 0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。 0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。 0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。 0026.离子晶体生成Schttky缺陷时，正离子空位和负离子空位是同时成对产生的，同时伴随_________的增加。0027.多种聚合物同时并存而不是一种独存这就是熔体结构_________的实质。在熔体组成不变时，各级聚合物的数量还与温度有关，温度升高，低聚物浓度增加。 0028.系统中每一个能单独分离出来并_________的化学均匀物质，称为物种或组元，即组份。例如，对于食盐的水溶液来说，NaCl与H2O都是组元。而Na+、Cl－、H+、OH－等离子却不能算是组元，因为它们都不能作为独立的物质存在。 0029.在弯曲表面效应中，附加压力ΔP总是指向曲面的_________，当曲面为凸面时，ΔP为正值。 0030.矿化剂在硅酸盐工业中使用普遍，其作用机理各异，例在硅砖中加入1-3％[Fe2O3＋Ca2(OH)2]做矿化剂，能使大部分a-石英不断溶解同时不断析出a-磷石英，从而促进a-石英向磷石英的转化。水泥生产中材料成型基础期末复习习题集
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