1、中国矿业大学 09 10学年第 1 学期 材料成形基础 试卷（ B）卷 考试时间： 120 分钟 考试方式： 半开 卷 学院 班级 姓名 学号 题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分 阅卷人 一、填空题 （ 每空 0.5分 ，共 20分） 1. 单位时间、单位体积生成固相核心的数目 称为 形核率 。 2 液态金属 (合金 )凝固时的形核有两种方式，一种是依靠液态金属 (合金 )内部自身的 结构自发地形核，称为 均质形核 ；另一种是依靠外来夹杂所提供的异质界面非自发地形核，称为 非均质形核 或 异质形核 。 3 液态金属凝固时，其中的过热热量和结晶潜热热量一般以 传导 传热、 对流 换热和
2、 辐射 换热三种方式向铸型等外界释放。 4. 具有层状凝固方式的铸件，凝固过程中容易 补缩 ，组织 致密 ，性能 好 。 5 润湿角是衡量界面张力的标志，润湿角 90， 表面液体 能 润湿固体 。 6 两个组元熔点相近、两条液相线基本对称、两相长大速度基本相同的 非小晶面 非小晶面 合金，容易形成对称型共生区。 7 液态金属凝固过程中的液体流动主要包括 自然对流 和 强迫对流 。 8 铸件凝固方式有 逐层凝固 、 体积凝固 、 中间凝固 ，其中 逐层 凝固方式容易产生集中性缩孔，一般采用 同时 凝固原则可以消除； 体积 凝固方式易产生分散性缩松，采用 顺 序 凝固原则可以消除此缺陷。 9 塑性
3、变形的物体体积保持 不变 ，其表达式可写成 1 + 2 + 3 =0。 10塑性反映了材料产生塑性变形的能力，可以用 最大变形程度 来表示。 11塑性变形时，由于外力所作的功转化为热能，从而使物体的温度升高的现象称为 温度效应 。 12 使后一刻的应力张量为前一刻应力张量的 K(K1)倍称为 简单加载 。 13 冲裁件的切断面由 圆角带 、 光亮带 、 断裂带 三个部分组成 。 14 一般的，随着变形程度的增加，材料的 塑性 下降。 15 细晶超塑性时要求其组织 超细化 、 等轴化 和 稳定化 。 16 轧制时，变形区可以分为 后滑区 、 中性面 和 前滑区 三个区域。 17 相变超塑性要求材
4、料具有 相变 或 同素异构转变 。 18.多晶体塑性变形时，除了晶内的滑移和产生，还包括晶界的 滑动 和 转动 。 二 、判断题（ 在括号内打“ ”或“ x”， 每 小 题 0.5 分 ，共 10 分） 1 合金熔炼时，常将熔渣分为碱性和酸性两大类。用冲天炉熔炼时，通常采用碱性熔渣；当需要脱硫时才采用酸性熔渣。 ( x ) 2 焊接熔池的特征是：熔池金属体积大，冷却速度慢，液态金属对流缓慢。 ( x ) 3 在液态金属结晶中，均质生核与非均质生核所需的生核功不同，因此所生成的临界半径也不一样。 ( x ) 4 纯物质的界面形貌只有平面形式，不存在其它形貌 。 ( x ) 5在非均质生核中，外来
5、固相凹面衬底的生核能力比凸面衬底弱。 ( x ) 6 金属型中，浇注温度对铸件温度场的影响十分明显。 ( x ) 7. 在 K01 的合金中，由于逆偏析，使得合金铸件表层范围内溶质的浓度分布由外向内逐渐降低。 ( x ) 8. 侵入性气孔特征是数量较大、体积较小、孔壁光滑、表面有氧化色，常出现在铸件的表层或近表层。 (x ) 9 最小阻力定律中的阻力就是摩擦力。 ( x ) 10在主应力空间，任一应力张量的偏张量都可用平面的矢量表示。 ( ) 11 多晶体和单晶体材料一样，变形过程中都会发生不均匀变形。 ( ) 12应力为零（如 02 ）方向上的应变恒等于另两 个 方向 的 应变之和 一 半，
6、即2 212 。 ( x ) 13 滑移系是金属能否产生塑性变形的根本原因。 ( x ) 14 平面上的任意一点所对应的应力张量中，其 m 为零。 （ ） 15 多晶体变形是，首先是取向有利的晶粒内所有的滑移系开始滑移，然后取向不利的晶粒的滑移系才会滑移。 (x ) 16 塑性变形时，晶粒内的位移一旦开始滑动，只有当去掉外力后它才会停止 。 ( x ) 17 若 物体受到的最大切应力等于材料的屈服强度 ， 则物体就要产生塑性变形。 ( x ) 18. 两边是塑性区的速度间断线在速端图中为两条光滑曲线，并且两曲线的距离即为速度间断线的间断值。 ( ) 19.物体要产生塑性变形，一般地，则其内部各
7、点的应力状态不同。 （ ） 20.平面应力状态的屈服轨迹上，在二 、 四 象限内的两个相差最大的点 是 平面应变。 （ x） 三 、简答题 （ 30 分） 1解释下列名词： 熔渣 液态金属的充型能力 反应性 气孔 (6 分 ) 2. 简述 成分过冷 的 影响因素 。 （ 6 分） 3. 简述 枝晶间距对材料性能的 影响。 （ 4 分） 4. 简述相变超塑性和细晶 超塑性 的特点 。 (6 分 ) 5 简述塑性加工中摩擦的不利影响。 (8 分 ) 四 、综合题 （ 40 分） 1假设液体在凝固时均质形核，所形成的临界晶核分别是半径为 r* 的球形和边长为 a*正方体形状： （ 7 分） 分别求临
8、界晶核半径 r*、临界晶核边长 a*、临界晶核 形成功 G*之表达式。 证明在相同过冷度下均质性核时，球形晶核较之立方晶核更易形成。 2 Al-Cu 合金的主要参数：共晶点成分 CE=33%， CSm=5.65%， Tm=660 ， TE=548 ，用 Al-1%Cu（即： C0=1%）的合金浇注细长圆棒状试样，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，达到稳定凝固时，求：（ 8 分） 该合金的熔点； 固 -液界面的 Cs* 和 CL* 和界面温度 Ti（忽略动力学过冷 Tk）； 共晶体所占比例； 画出沿棒长度方 向 Cu 的分布曲线。 3 应力张量为 2020 5 00 0 15 ， 作出其应力莫尔圆 （ 1 分） ，标出 x 面、 y 面、 z 面。（ 3 分） 求主应力。（ 6 分） 求切应力 、八面体应力 。（ 5 分） 求应力偏张量的三个不变量。（ 3 分） ） 假设物体由自由状态简单加载到该应力状态，求 321 ： 。（ 3 分） 设材料有 382252 ks，分别用屈雷斯加、 密塞斯屈服准则判断物体处于 什么状态 （ 4 分）
