材料成型答案.doc

1、 1 一、思考题 (铸造 ) 1. 什么叫铸造 ?为什么铸造在机械生产中得到广泛应用 ?( 1)可生产形状复杂的零件 2)适应性好3)成本低 4)节省金属及切削加工工作量 2. 铸件机械性能为何较锻件低 ? 组织粗大，内部常存在缩孔、缩松、气孔、偏析等缺陷 3. 铸造工艺图包括哪些内容 ? 浇注位置、分型面、加工余量、拔模斜度、不铸的孔、槽、型芯的结构个数、芯头结构、尺寸、浇冒口等 4. 典型的浇注系统由哪几部分组成 ?( 外浇口、直浇口、横浇口、内浇口、出气孔 )。 冒口的作用是什么 ?(补缩 ) 5. 何谓合金的流动性， （ 熔融金属本身的流动能力。） 影响的因素有哪些 ?（ .合金种类、

2、化学成分、浇注温度） 合金流动性不足时，铸件容易产生哪些缺陷 ? 冷隔、浇不足 6. 何谓合金的收缩 ?（熔融金属在铸型中凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象） 影响收缩的因素有哪些 ?（ 1）化学成分 2）浇注温度 3）铸件结构 4）铸型条件 7. 何谓铸造内应力，其分布规律如何 ?（厚臂处承受拉应力，薄臂处承受压应力） 8. 根据组织特征划分，常用的铸铁有几种 ?（白口铁，灰铁，球铁，可铁）各自性能特点如何 ? 9. 为什么说铸铁是脆性材料 ?（延伸率 o,5%）可锻铸铁可以锻造吗 ?(不 ) 10. 铸钢的铸造性能如何 ?（ 1.钢水流动性差 2.收缩大、 应力裂纹缩松缩孔倾向大 3

3、.熔点高 什么场合宜使用铸钢 ?（受力大且形状复杂的零件） 11. 生产铸铁件，（冲天炉）铸钢件（电弧炉感应电炉）和有色金属铸件（坩埚炉）所用的熔炉有哪些 ? 12. 名词解释 浇注位置 ：浇注时，铸件在铸型中所处的位置 分型面： 分开的铸型的接触面 二、判断题 (正确的打，错误的打 ) 1. 当过热度相同时，亚共晶铸铁的流动性随含碳量的增多而提高。 ( ) 2. 灰铁具 有良好的减振性、耐磨性和导热性，是制造床身、壳体、导轨、衬套、内燃机缸体、缸盖、活塞环的好材料。 ( ) 3. 熔模铸造不需分型面。 ( ) 4. 铸钢常用熔炉为电弧炉及感应电炉。 ( ) 5. 可锻铸铁可以进行锻造。 (

4、) 6. 为了获得铸件内腔，不论砂型铸造、金属型铸造、离心铸造均需使用型 芯。 ( ) 7. 由于流动性差，铸钢件必须采用大尺寸冒口。( ) 8. 选择浇注位置时，应使零件的重要工作面朝上。( ) 三、选择题 1. 冷却速度对各种铸铁的组织、 性能均有影响，其中对 ( )影响极小，所以，它适于生产厚壁或壁厚不均匀的大型铸件。 A灰铁 B可铁 C球铁 D孕育铸铁 2. HT100、 KTH300 06、 QT400 18 的机械性能各不相同，主要原因是它们的 ( )不同。 A基体组织 B碳的存在形式 C石墨形态 D铸造性能 3. 灰铸铁、球墨铸铁、铸钢三者的铸造性能优劣顺序为 ( )。 A ZG

5、 QT HT B HT QT ZG C HT ZG QT D QT ZG HT E ZG HT QT F ZQ QT HT （注：符号“”表示“优于”或“高于”；符号 “”表示相同）。 4. 从图 2 1 所示灰铸铁件上的不同部位切取 l、 2、 3 号标准拉力试棒。经测试后，三者的抗拉强度应符合 ( )。 A 3 2 l B 1 2 3 C l 2 3 D l 2 3 图 2 1 2 5. 灰铸铁、球墨铸铁、铸钢三者的塑韧性高低的顺序为 ( )。 A ZG QT HT B HT QT ZG C HT ZG QT D QT ZG HT E ZG HT QT F ZQ QT HT 四、试从下列几

6、个方面定性比较灰铁、可铁、球铁与铸钢。 合金种类 含碳量 组 织 机械性能 铸造性能 灰 铸 铁 2 钢的基体 +片状石墨 4 1 球墨铸铁 1 钢的基体 +球状石墨 2 2 可锻铸铁 3 钢的基体 +团状石墨 3 3 铸 钢 4 F+ P 1 4 五、填空题 l. 机器造型均采用模板进行 两 箱造型，即只允许 一 个分型面。 2. 合金的铸造性能是指合金在铸造过程中所表现出来的 流动性和收缩性 。 3. 液体合金的流动性是指 液体金属本身的流动能力 ，液体合金流动性不足，铸件易产生 浇不足和冷隔 等铸造缺陷。 4. 影响液体合金流动性的主要因素为 浇注温度及合金的成分 。 5. 铸造合金的收

7、缩由 液态收缩 、 凝固收缩 和 固态收缩 三阶段组成。其中 液态收缩、凝固收缩 是铸件产生缩孔、缩松的基本原因； 固态收缩 则是铸件产生铸造内应力、变形及裂纹的基本原因。 6. 铸 造内应力分布的规律是铸件厚壁处承受 拉应力 ，薄壁处承受 压应力 ；铸件变形的规律是厚壁处 内凹 ，薄壁处 外凸 。 7. 可锻铸铁主要用于制造 用于生产形状复杂的薄壁受力小件 。 8. 球铁中球状石墨的形成时刻是 液体金属结晶时 ，可铁中的团絮状石墨的形成时刻是 固态石墨化退火时 。 9. 铸铜与铸铝的熔炼特点是 易吸气 、 易氧化 。 10. 在 设 计 铸 件 结 构 时 ， 凡 是 垂 直 于 分 型 面

8、 的 不 加 工 表 面 应 具 有 结构斜度 六、 填空比较下面几种铸造方法： 铸造方法 比较项目 砂 型铸造 金属型铸造 压力铸造 熔模铸造 适用金属 不限 低熔点的有色金属 低熔点的有色金 难加工的金属为3 属 主 铸件精度及表面质量 3 2 1 2 适用批量 不限 批量 大批量 不限 七、将某一成分铁水浇成三角形试块后，用金相检查其断面组织，可分为五个区域，（如图 2 3）若区为白口组织，区域为铁素体基体灰铸铁，试填写，区域的组织。 图 2 3 八、图 2 4 所示铸件各有两种结构方案。试分析哪种结构较为合理？为什么？ 2 麻口铸铁 P+Fe3C+G 3 P+G 珠光体基体的灰铁 4

9、F+P+G 铁素体 +珠光体基体的灰铁 4 图 2 4 A 壁厚不均匀 b 加强筋十字交叉 c 圆角妨碍拔模 d 空心球没有出砂孔 e 便于分型 f 便于出砂 g 避免大的水平面 5 锻 压 一、思考题 1. 何谓塑性变形 (不可逆的变形 )?塑性变形的实质是什么 ?(晶内滑移的基础上，晶粒间产生了相互转动和滑动 ) 2. 什么叫加工硬化 ?（ 随着塑性变形量的增加，金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象称为加工硬化）加工硬化对金属组织及机械性能的影响如何 ?（强硬度增加，塑韧性下降） 3. 何谓锻造比 ?（表示金属变形程度的参数）说明锻造比对于金属组织和机械性能的影响。 4. 纤维组织是

10、如何形成的 ?（ 随塑性变形量增加，原来的等轴晶沿变形方向逐渐伸长，当变形量很大时，晶粒被拉成纤维状，再结晶后成为细小等轴晶，这种组织称为纤维组织）它对机械性能有何影响 ?（ 各向异性）能否消除纤维组织 ?（不能） 5. 评价金属可锻性好坏的指标是什么 ?（ 塑性和流变应力）影响可锻性的因素是什么 ? 6 名词解释 再结晶 冷变形后的金属，加热到一定温度，破碎的晶粒重新转变为无畸变的等轴晶粒的过程 重结晶 即同素异晶转变 7. 板料冲压有哪些特点 ? .生产效率高； .成本低 ； .制品重量轻、刚度和强度高 .表面质量好、尺寸精度高 .；形状可十分复杂； .操作方便，易实现机械化和自动化等优点

11、； .但冲模的结构复杂，制造周期长成本高 .；冷冲压只适合于大批量生产。 二、填空 l. 金属材料的冷热变形是以 再结晶 温度为界限的。 2. 金属材料在冷变形下会发生 加工硬化 现象， 强硬度 增加， 塑韧性 下降。 3. 在热变形中金属同时进行着两个过程，但往往 加工硬化 随 时被 再结晶 过程所消除。 4. 金属材料的可锻性常由 变形抗力 和 塑性 两个指标综合衡量，可锻性决定于 金属 的性质及 变形条件 条件两个因素。 5. 压力加工的主要生产方法有 自由锻 模锻 冲压 轧制 拉拔 挤压 六种。 6. 板料冲压工序分为 分离 工序和 变形 工序两大类。 7. 冲裁工序中，冲下部分为工件

12、 (成品 )，周边为废料时称为 落料 工序，相反时称为 冲孔 工序 。 8. 拉深系数 m是指 拉深后的工件 直径与 拉深前坯料 直径的比值。 m 值越 小 ，则变形程度越大。在多次拉深中，因考虑材料产生 加工硬化 ，往往要插入中间 再结晶退火 工序。 10. 合理利用纤维组织应遵守两个基本原则，纤维方向应与 零件轮廓 相符合而不被切断；使零件所受的最大 拉 应力与纤维方向一致，最大 切应力 与纤维方向垂直。 11. 单晶体塑性变形的实质是 晶内的滑移 。 12. 拉深时，可能产生 拉穿 和 起皱 两种缺陷。 13. 板料弯曲时，如果 弯曲圆角半径 过小，会出现弯裂。 14. 板料冲压中的落料

13、工序和拉伸工序的上、下 模 形 状 相 似 。 但 由 于 凸凹模间隙不同 和 凸凹模的圆角半径不同 这两种因素，使之获得截然不同的工艺效果。 15. 一般在多次拉深中，应安排 再结晶退火 工序。以改善由于冷变形而产生的 加工硬化 现象，否则，则易产生 拉穿和起皱 。 16. 板料弯曲时，其纤维方向应与弯曲线 垂直 ，否则易发生 弯裂 。 17. 常用自由锻设备为 锻锤 及 压力机 。 18. 常用冲压设备为 剪床 及 冲床 。 三、选择题 1. 纤维组织使材料的机械性能呈现方向性，沿纤维方向 ，垂直于纤维方向 ( )。 A抗拉强度最高 B抗剪强度最高 C疲劳强度最高 D屈服强度最高 2. 为

14、了简化锻件，将小孔、凹档、小台阶等不予锻出而添加的那部分金属， 称为 ( )。 A余量 B收缩量 C敷料 D料头 3. 对于带通孔模锻件，模锻时不可能冲穿。终锻后孔内留下一薄层金属，称为 ( )。 A飞边 B毛刺 C冲孔料芯 D冲孔连皮 4. 终锻模膛形状与锻件相适应，但尺寸比锻件放大了一个 ( )。 6 A冷却收缩量 B加工余量 C氧化皮量 D飞边量 5. 锻模沿分模面设置飞边槽，主要作用是( )。 A便于取出锻件 B便于金属充满模膛和排出多余金属 C节约材料 D节约能量 6. 碳素钢之所以可以锻造，是由于它在高温时处于塑性好，变形抗力小的 ( )组织。 A铁素体 B珠光体 C奥氏体 D渗碳

15、体 7. 硬币的制造方法为 ( )。 A砂型铸造 B模锻 C切削加工 D冲压 8. 凡具有一定塑性的金属才能用压力加工方法成形，得到所需要的产品。 如 ( )就不能采用压力加工方法成形。 A灰铸铁 B低碳钢 C铝合金 D铜合金 9. 某种合金的塑性较低，但又 要用压力加工方法成形。此时，以选用 ( )方法的成形效果最好。 A轧制 B挤压 C拉拔 D自由锻造 10. 用直径 6.5mm 的 Q235 线材制成直径 2mm的钢丝，需要多次冷拔，为使冷拔能顺利进行，通常应 ( )。 A增加润滑 B使用有利于变形的模具 C进行工序间再结晶退火 D降低变形速度 11. 对同一种金属用不同方式进行压力加工

16、，其中 ( )时，变形抗力最大。 A自由锻造 B轧制 C拉拔 D挤压 12. 有一批大型锻件，因晶粒粗大，不符合质量要求。经技术人员分析，产生问题的原因是( )。 A始锻温度过高 B终锻温度过高 C始锻温度过低 D终锻温度过低 13. 用钢锭锻造锻件，为了能够充分打碎铸态晶粒，获得优良的机械性能，其锻造比应选 ( )。 A 11.2 B 1.21.5 C 1.52.0 D 2.05.0 14. 用下列方法生产钢 齿轮时，使用寿命最长，强度最好的为 ( )。 A精密铸造齿轮 B利用厚板切削的齿轮 C模锻的齿轮 D利用圆钢经镦粗后加工的齿轮。 15. 45 钢加热后，锻造时呈块状碎裂，完全丧失了可

17、锻性。这是由 ( )引起的。 A过热 B过烧 C热应力 D氧化 E脱碳 16. 某厂一台空气压缩机中重 6kg 的曲轴断裂了，因买不到配件，自行制造。锻造车间制坯，选用的设备应该是 ( )。 A空气锤 B摩擦压力机 C平锻机 D蒸汽一空气模锻锤 17. 辙粗、拔长、冲孔工序部属于 ( ) A精整工序 B辅助工序 C基本工序 18. 大批量生产外径为 50mm、内径为 25mm、厚为 2mm 的垫圈。为保证孔与外圆的同轴度应选用 ( )。 A简单模 B连续模 C复合模 四、填表 锻造方法 锻件大小 锻件复杂程度 锻件精度 生产率 适用批量 自由锻 不限 低 低 低 单件 胎模锻 中小件 中 中

18、中 中、小批量 模 锻 中小件 高 高 高 批量 五、判断题 (正确的打，错误的打 ) 1. 金属塑性变形时只产生形状的变化，基本上不发生体积的变化。 ( ) 2. 塑性是金属固有的一种属性，它不随压7 力加工方式的变化而变化。 ( ) 3. 冷拔可以提高产品的强度和表面质量。( ) 4. 金属经热锻并冷却后，锻件内部的晶粒沿变形方向拉长，并产生碎晶。若对该锻件进行再结晶退火，便获得细晶组织。 ( ) 5. 只有经过冷变形的钢，才会在加热时产生回复与再结 晶。没有经过冷变形的钢，即使把它加热到再结晶温度以上，也不会产生再结晶。 ( ) 6. 金属的塑性越好，变形抗力越大、金属可锻性越好。反之则

19、差。 ( ) 7. 以钢锭为坯料时，选择锻造比是十分重要的；若以轧材 (如圆钢 )为坯料，选择锻造比则意义不大。 ( ) 8 . 某批锻件经检查。发现由于纤维组织分布不合理而不能应用。若对这批锻件进行适当的热处理，可以使锻件重新得到应用。 ( ) 9. 合金钢及部分铜、铝合金塑性较差。为了提高其塑性变形能力，可采用降低变形速 度或在三向压力下变形等措施。 ( ) 10. 15 钢、 40 钢、 T8 钢相比， 40 钢可锻性最好。 ( ) 11. 自由锻是单件、小批生产锻件最经济的方法，也是生产重型、大型锻件的唯一方法。因此，自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用。( ) 12. 绘制自由锻

20、锻件图时，应考虑在零件图上增加敷料、加工余量和锻件公差、也就是说在零件的所有表面上都应该给出加工余量和锻件公差。 ( ) 13. 自由锻冲孔前，通常需要镦粗，以使冲孔面平整和减少冲孔深度。 ( ) 14. 胎模锻一般采用自由锻方法制坯、然后再用胎模成形。因此，它在一定程度上兼有自由锻及模锻的特点。 ( ) 六、 问答题 1. 可锻性的影响因素有哪些？影响规律如何？ （一）金属本质 1）化学成分 钢的含碳量高，合金元素的含量高， 可锻性下降 2）组织结构： 纯金属，单相固溶体好；细晶，少夹杂，强化相弥散分布，可锻性好 （二）变形条件 1）变形温度，在一定范围内，变形温度越高，可锻性越好 2）变形

21、速度， 3 ） 应 力 状 态 ： 三 向 应 力 中 ， 拉 应 力 个 数 越 多 ， 金 属 的 塑 性 越低，变形抗力越小； 三向应力中，压应力个数越多，金属的塑性越好，变形抗力越大。 2. 同是 45 钢，为什么锻件比铸件机械性能高？ 锻造压和了气孔缩松裂纹、细化了晶粒、均匀了成分，减轻了偏析。 七、图 3 3 为自由锻毛坯，请改动其结构不合理之处，使其符合自由锻结构工艺性。 8 图 3 3 焊 接 9 一、思考题 1. 常用的焊接方法有哪些 ?各有何特点 ?应用范围如何 ? 2. 手工电弧焊为什么不能用光焊丝进行焊接 ?(氧化烧损严重，吸气多 )焊条药皮对保证焊缝质量能 起什么作用

22、 ?（保护、脱氧、合金化） 3. 酸性焊条与碱性焊条的特点和应用场合有何不同 ? 酸性焊条：熔渣呈酸性； 工艺性能好；力学性能差，成本低，生产率高。用于一般结构件。 碱性焊条：熔渣呈碱性；工艺性能差；力学性能好，成本高，生产率低。用于重要结构件。 4. 试比较埋弧焊（质量好，生产率高，用于中等厚度的平直长焊缝的焊接）、 CO2 气体保护焊（质量一般，生产率高，成本低。可全方位焊接，可焊薄板，用于焊接低碳钢，低合金结构钢）、氩弧焊（质量最高、成本高，可全方位焊接，可焊薄板，用于有色金属和高合金钢的焊接）电阻 焊（质量好，生产率高，可焊薄臂结构或中小件）和钎焊的特点和应用范围（ 1.钎焊接头组织性

23、能变化少，应力、变形小，光洁美观。 2.可焊接材料范围广，也可焊异种材料。 3.可焊接各种精密、复杂、微型的焊件。钎焊接头强度低，工作温度受到焊料熔点的限制） 5. 产生焊接应力与变形的主要原因是什么 ?（不均匀的加热）如何消除或减少焊接应力和焊接变形 ?（预热、缓冷、后热，锤击，反变形，退焊，跳焊等） 6. 焊接接头由哪几部分组成，（焊缝金属、热影响区）它们对焊接接头的力学性能有何影响 ? 1.半熔化区（熔合区）（塑韧性差） 2.过热区（塑韧性差） 3.正火区（性能好） 4.部分相变区（性能基本不变） 5.再结晶区 7. 何谓焊接热影响区 ?低碳钢的热影响区组织有何变化 ?焊后如何消除热影响

24、区的粗晶和组织不均匀性 ?（正火） 8. 为什么低碳钢有良好的可焊性 ?（含碳量低，塑韧性好，不易开裂；不易产生气孔）易淬火钢的可焊性为什么较差 ?（淬火马氏体的脆性大，易裂） 9. 铸铁的焊接特点如何 ?（易白口、易开裂、易流失） 10. 铜和铜合金的焊接特点如何 ? 1.铜的导热性很强， 2.铜的线胀系数比钢大 10%左右， 3.铜在液态时能溶解大 量氢， 4.铜在液态时和离温时，容易氧化生成 Cu2Oo 结晶时， Cu2O 和 Cu 形成低熔点共晶体，存在于晶界，易引起热裂纹。 5.铜合金中的某些无素很易于氧化或蒸发。 11. 铝和铝合金的焊接特点如何 ? 1.容易氧化 2.容易产生气孔

25、 3.容易焊穿 4.焊接的热裂倾向 12. 有一把硬质合金车刀刀头，因某种原因改铜钎焊为铅钎焊是否可行 ?若改为手弧焊又是否可行 ?（不）为什么 ?（铅焊后工作温度太低；手弧焊开裂） 二、为下列两表中的产品选择焊接方法 表 l 序号 焊接产品 适宜方法 1 Q235： 160 3000 20 埋弧焊 2 角钢、槽钢组成的厂房构架 手弧焊 3 重型机械厚大断面的拼焊 电渣焊 4 减速器箱体的单件生产 手弧焊 5 采煤机截齿上焊接硬质合金刀头 硬钎焊 表 2 序号 焊接产品 焊 接 方 法 10 1 同径圆棒间的对焊 对焊，摩擦焊 2 薄冲压钢板搭接 点焊，缝焊 3 异种金属对接 摩擦焊 4 铝合

26、金的重要结构 氩弧焊 5 铜与钢的焊接 钎焊 三、用下列五种板料制成容器，请选用最佳焊接方法 1. Q235 钢板，厚 10mm。 焊接方法： CO2 气体保护焊 2. 20 钢 板，厚 1mm。 焊接方法：缝焊 3. 45 钢板，厚 5mm。 焊接方法： CO2气体保护焊 4. 1Crl8Ni9 钢板，厚 10mm。 焊接方法：氩弧焊 5. 紫铜板，厚 5mm。 焊接方法：氩弧焊 四、填空 1. 根据焊接的工艺过程特点，焊接方法可以分为 熔化焊 、 压力焊 、钎焊 三大类 。 2. 常见的熔化焊方法有 手弧焊 、 气焊 、 埋弧焊 CO2 气体保护焊 氩 弧焊 、 电渣焊 。 3. 手弧焊焊

27、条由两部分组成。其中 焊芯起 导电 和 填充金属 作用，药皮起 引弧 、 保护 和 脱氧、合金化 作用。 4. 金属的可焊性是指被焊金属材料在采用一定的焊接工艺方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下，获得优质焊接接头的难易程度 。 5. 钢的碳当量越大，其 裂纹气孔 倾向越大，可焊性越 差 。 6. 中碳钢焊接时有一定的裂纹倾向，因此常用 碱性 焊条焊接，并且在焊接前进行 预热 ，焊后进行 缓冷 。 7. 铸铁可焊性很差，其主要原因是焊接加热快，冷却快，焊缝易形 成 白口 ，铸件本身强 度 低 ， 塑 性 差 ， 易 产 生 裂纹 。 8. 手工电焊条药皮中加入锰铁是为了 脱氧、合金化 。

28、9. 铜及铜合金常用的焊接方法为 气焊、氩弧焊、钎焊 。 10. 铝及铝合金最好的焊接方法为 氩弧焊 。 五、选择题 1. 从焊接质量和经济方面考虑，中等厚度钢板长焊缝一般采 (C )；铝合金容器应采用(D )；铸铁 (壁薄 )的补焊宜采用 ( B )。 A手工电弧焊 B气焊 C埋弧焊 D氩弧焊 E电渣 焊 2. 焊接时一般要对被焊区进行保护，以防止空气的有害影响。如焊接低碳钢时，手弧焊 (A )；电渣焊 ( B )；氩弧焊 ( C )；闪光对焊(E )；钎焊 ( D )；埋弧焊 ( A )。 A采用气渣联合保护 B采用渣保护 C采用气体保护 D采用熔剂保护 E不采取保护措施 F采用真空保护

29、3. 低碳钢焊接接头的破坏常首先出现在 ( B )。 A母材 B熔合区或过热区 C正火区 D不完全正火区 4. 电焊条药皮的主要作用之一是 ( B )。 A.防止生锈 B稳定焊接电弧 C增大焊接电流 D降低焊接温度 5. 钎焊的优点之一是 ( C )。 A加热速度快 B接头强度高 C热影响区小或没有 D焊前和焊后要求清洁不严 6. 采用碱性焊条焊接比采用酸性焊条焊接突出的优点是 ( C ) A对焊接设备要求不严 B对焊接清洁不敏感 C焊缝抗裂性能好 D焊接效率高，经济性好 7. 焊接时在被焊工件的结合处产生 ( B )，使分离的工 件连为一体。 A机械力 B原子间结合力 C粘结力 D A、 B 和 C