材料成形理论基础习题
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：（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。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。
（2）例如钢液，在钢液中主要为Fe ，含有C 、Si 、S 、P 、Mn 、O 、H 等元素。这些元素或以原子集团存在，或以高熔点化合物如SiO 、CaO 、MnO 等形式存在，共同构成有较大成分起伏的钢液主体以及杂质、气体和空穴等。
2. 液态金属的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：（1）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。 （2）表面张力与附加压力符合下列公式的关系：
12
1
1r r ρσ=+（）
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。
3. 液态合金的流动性和充型能力有何异同？如何提高液态金属的充型能力？
答：（1）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
下的充型能力，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。而充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。 （2）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。
4. 钢液对铸型不浸润，θ＝180°，铸型砂粒间的间隙为0.1cm ，钢液在1520℃时的表面张力σ=1.5N/m ，密度ρ液＝7500kg/m 3。求产生机械粘砂的临界压力；欲使钢液不粘
入铸型而产生机械粘砂，所允许的压头H 值是多少？ 解：
产生机械粘砂的临界压力： 2/r ρσ= 显然： 10.10.05 cm 2r =?=
则 4
2 1.5
6000 Pa 0.510ρ-?=
=?
不产生机械粘砂所允许的压头为：
6000
/0.08 m 750010
H g ρρ=?=?液（）=
5. 根据Stokes 公式计算钢液中非金属夹杂物MnO 的上浮速度，已知钢液温度为1500℃，η＝0.0049N.s/m 2, ρ液=7500kg/m 3，ρMnO =5400 kg/m 3,MnO 呈球行，其半径r ＝0.1mm 。
解： 由Stokes 公式，上浮速度为：
2122()9r g v ρρη
-=
式中：r 为球形杂质半径，ρ1为液态金属密度，ρ2为杂质密度，η为液态金属粘度 所以，上浮速度为：
32
320.110(750054009.89.3310 m/s 90.0049
v -????==??－（）－）
6. 设想液体在凝固时形成的临界核心是边长为a *的立方体形状;
(1)求均质形核时的a *和ΔG *的关系式。
(2)证明在相同过冷度下均质形核时，球形晶核较立方形晶核更易形成。
解：（1）对于立方形晶核：
32CL 6V G a G a σ?=-?+方
①
令：
0d G da
?=方
则有：
2CL 3120V a G a σ-?+=，
其临界晶核尺寸为：
*CL
4V
a G σ=
?， 由此可得：
*CL
4
V a G σ?=，
代入①，则得方形晶核的临界形核功ΔG 方*与边长a *的关系式为：
**2*
*3
*2
642
V V
V a G a G G a G a ???=-?+?=方
（2）对于球形晶核：
*
32CL 443
V G r G r ππσ?=-?+球
①
球形临界晶核半径：
*CL
2V
r G σ=
?， 则有：
*2*23
V
r G G π??=球
，
所以：
*2*2**6
212
3V
V a G r G G
G ππ
????=
=>方
球 因此，球形晶核较立方形晶核更易形成。
7. 设Ni 的最大过冷度为319℃，求ΔG *均和r *均。已知熔点T m ＝1453℃，熔化潜热为L ＝-1870J/mol ，固-液界面能为σLC =2.25×10-5J/cm 2，摩尔体积为6.6 cm 3/mol 。
解：
*232532
*
17CL m 2222
2162(2.2510)1453273 6.9510 J 33(18706.6)319V r G T G L T ππσ-?????====???－均
（＋）
5*
9CL m 22(2.2510)14532738.5910 m (18706.6)319
T r L T πσ-???===???－均
（＋）
8. 什么样的界面才能成为异质结晶核心的基底？
答：从理论上来说，如果界面与金属液润湿，则这样的界面就可以成为异质形核的基底，否则就不
行。但润湿角难于测定，可根据夹杂物的晶体结构来确定。当界面两侧夹杂和晶核的原子排列方式相似，原子间距离相近，或在一定范围内成比例，就可以实现界面共格相应。完全共格或部分共格的界面就可以成为异质形核的基底，完全不共格的界面就不能成为异质形核的基底。
9. 阐述影响晶体生长的因素。
答：晶核生长的方式由固液界面前方的温度剃度G L 决定，当G L >0时，晶体生长以平面方式生长；
如果G L <0，晶体以树枝晶方式生长。
10. 用Chvorinov 公式计算凝固时间时，误差来源于哪几方面？半径相同的圆柱和球体哪个误差大？大铸型和小铸型哪个误差大？金属型和砂型哪个误差大?
答：用Chvorinov 公式计算凝固时间时，误差来源于铸件的形状、铸件结构、热物理参数浇注条件
等方面。半径相同的圆柱和球体比较，前者的误差大；大铸件和小铸件比较，后者误差大；金属型和砂型比较，前者误差大，因为前者的热物性参数随温度变化较快。
11. 何谓凝固过程的溶质再分配？
答：合金在凝固时，随着温度不同，液固相成分发生改变，且由于固相成分与液相原始成分不同，
排出溶质在液-固界面前沿富集，并形成浓度梯度，从而造成溶质在液、固两相重新分布，这种现象称之为“溶质再分配”现象。
12. 设相图中液相线和固相线为直线，证明平衡分配系数k ＝Const 。
解：
绘出相图示意图，以平衡分配系数小于1为例，则有： 温度为T 1时，平衡分配系数为k 1=C S1/C L1 温度为T 2时，平衡分配系数为k 2=C S2/C L2 由于固相线和液相线均为直线，故：
S1m 1L1
m 2S2L2
C T T C T T C C -==-
因此，平衡分配系数k 为：
S1S2
L1L2
Const C C C C ==
13. Al-Cu 相图的主要参数为共晶成分点为C E ＝33%Cu ，C sm ＝5.65%，纯铝熔点T m ＝660℃，Al-Cu 共晶温度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，当固相无铜扩散，液相中铜充分混合时，求：
(1) 凝固10％时，固液界面的C S *和C L *。 (2) 凝固完毕时，共晶体所占的比例。
(3) 画出沿试棒长度方向Cu 的分布曲线，并标明各特征值。
解： C S1 T 1 T 2
C S2
C L1
C L2
O
T m T C
(1) 平衡分配系数k 为： sm E / 5.65%/33%0.1712k C C ===
由于固相无扩散，液相充分混合，则：
*1S 0S (1)k C kC f -=-
*1L 0S (1)k C C f -=-
将k =0.1712、C 0=0.01、f S =0.1带入上式，得到：
*
S
C =0.187% *L C =1.09%
(2) 共晶体所占的比例为：
0*L 0L E k C C f C ==-1
则有：
0111
0.1711
E L 033%0.125.65%k C f C -????=== ?
???
??
－
(3) 画出沿试棒长度方向Cu 的分布曲线，并标明各特征值。
14. 何谓热过冷和成分过冷？成分过冷的本质是什么? 哪些是属于可控制的工艺因素？成分过冷对晶体的生长方式有何影响？
答：(1) 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。
(2) 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ΔT ，即成分过冷度，这也是凝固的动力。 (3) 影响成分过冷的因素有G 、v 、D L 、m 、k 0、C 0，可控制的工艺因素为D L 。 k 0C 0
C 0 C L *= C L = C 0
k 0C 0
C 0 C L *= C L
C S * k 0C 0
C 0 C sm C E
S L
L S
L
f S f S f S
C sm
T E
C E
O
T m
T C
Al-1%Cu
(4) 过冷对晶体的生长方式的影响：当稍有成分过冷时为胞状生长，随着成分过冷的增大，晶体由胞状晶变为柱状晶、柱状树枝晶和自由树枝晶，无成分过冷时，以平面方式或树枝晶方式生长。
15. 影响成分过冷的判据是什么？最大成分过冷度区间是多少？影响因素有哪些？它对材质或成形产品（铸件）的质量有何影响？
答：(1) 成分过冷的条件为
000
(1)
L L L m C k G v D k <
－ (2) 成分过冷的范围为000(1)L L
L m C k G D k v
?=
-
－ (3) 上式中，m L 、C 0和k 0为不变量，所以影响成分过冷范围的因素只有D L 、G L 和v 。 (4) 对于纯金属和一部分单相合金的凝固，凝固的动力主要是热过冷，成分过冷范围对成形产品没什么大的影响；对于大部分合金的凝固来说，成分过冷范围越宽，得到成型产品性能越好。
16. 铸件典型宏观凝固组织是由哪几部分构成的，它们的形成机理如何？
答：铸件的典型凝固组织为：表面细等轴晶区、中间柱状晶区、内部等轴晶区。
(1) 表面细等轴晶的形成机理：非均质形核和大量游离晶粒提供了表面细等轴晶区的晶核，型壁附近产生较大过冷而大量生核，这些晶核迅速长大并且互相接触，从而形成无方向性的表面细等轴晶区。
(2) 中间柱状晶的形成机理：柱状晶主要从表面细等轴晶区形成并发展而来，稳定的凝固壳层一旦形成处在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，便转而以枝晶状延伸生长。由于择优生长，在逐渐淘汰掉取向不利的晶体过程中发展成柱状晶组织。
(3) 内部等轴晶的形成是由于剩余熔体内部晶核自由生长的结果。
17. 常用生核剂有哪些种类，其作用条件和机理如何？
答：常用生核剂有以下几类：
(1) 直接作为外加晶核的生核剂。
(2) 通过与液态金属中的某元素形成较高熔点的稳定化合物。
(3) 通过在液相中造成很大的微区富集，造成结晶相通过非均质形核而提前弥散析出的生核剂。 (4) 含强成份过冷的生核剂。 作用条件和机理：
1类：这种生核剂通常是与欲细化相具有界面共格对应的高熔点物质或同类金属、非金属碎粒，他们与欲细化相间具有较小的界面能，润湿角小，直接作为衬底促进自发形核。
2类：生核剂中的元素能与液态金属中的某元素形成较高熔点的稳定化合物，这些化合物与欲细化相间界面共格关系和较小的界面能，而促进非均质形核。
3类: 如分类时所述。
4类：强成分过冷生核剂通过增加生核率和晶粒数量，降低生长速度而使组织细化。
18.试分析影响铸件宏观凝固组织的因素，列举获得细等轴晶的常用方法。
答：影响铸件宏观凝固组织的因素：液态金属的成分、铸型的性质、浇注条件、冷却条件。
获得细等轴晶的常用方法：
(1)向熔体中加入强生核剂。
(2)控制浇注条件：○1采用较低的浇注温度；○2采用合适的浇注工艺。
(3)铸型性质和铸件结构：○1采用金属型铸造；○2减小液态金属与铸型表面的润湿角；○3提
高铸型表面粗糙度。
(4)动态下结晶细化等轴晶：振动、搅拌、铸型旋转等方法。
19.影响铸件的缩孔和缩松的因素有哪些？请叙述几种防止铸件缩孔和缩松的方法。答：(1) 影响缩孔与缩松的因素有：
○1金属性质金属液态收缩系数和凝固体收缩系数越大，缩孔及缩松容积越大。
○2铸型条件铸型的激冷能力越大，缩孔和缩松容积就越小。铸型激冷能力达，造成边浇注边凝固的条件，是金属的收缩在较大程度上被后注入的金属液补充，使实际发生收缩的液态金属量减少。
○3浇注条件浇注温度越高，液态收缩越大，越容易产生缩孔。
○4铸件尺寸铸件壁厚越大，表层凝固后，内部的金属液温度就越高，液态收缩就越大，则缩孔及缩松容积就越大。
○5补缩压力凝固过程中增加补缩压力，可减小缩松而增加缩孔的容积。
(2) 铸件缩孔与缩松防止方法：
○1通过凝固工艺原则的选择，可以加以控制。对于凝固区间窄的合金，通过顺序凝固，使铸件缩孔集中于冒口，获得致密铸件。采用高温慢浇工艺，增加铸件纵向温差，有利于实现顺序凝固。
○2使用冒口、补贴和冷铁工艺。采用冒口保证铸件背补缩部位最后凝固，并能提供足够的合金液满足补缩；冷铁和补贴联合冒口，人为造成补缩通道，延长有效补缩距离。
○3加压补缩凝固将铸件放在具有一定压力的装置中，在压力下凝固，以消除缩松，获得致密铸件。
20.铸件的偏析有几种类型，请分类叙述之。
答：液态合金在凝固过程中发生的化学成分不均匀的现象称之为偏析。根据偏析范围的不同，可将
偏析分为微观偏析和宏观偏析两类。
(1) 微观偏析是指小范围（约一个晶粒）内的化学成分不均匀的现象，可分为晶内偏析（枝晶
偏析）和晶界偏析：
○1晶内偏析指在一个晶粒内出现的成分不均匀现象，常产生于具有一定结晶温度范围、能够形成固溶体的合金中。
○2晶界偏析在合金凝固过程中，溶质元素和非金属夹杂物富集于晶界，使晶界与晶内的化学成分不均匀的现象，称之为晶界偏析。
(2) 宏观偏析是指铸件凝固断面上各部分的化学成分不均匀现象，分为正常偏析、逆偏析、V型
和逆V性偏析、带状偏析以及重力偏析：
○1正常偏析以溶质分配系数k<1为例，合金凝固时，凝固界面的液相中将有一部分被排挤出，随着温度的降低，溶质浓度将逐渐增加，最后凝固的固相，溶质浓度最高。这是溶质在凝固界面再分配的结果，是正常现象，故称之为正常偏析。
○2逆偏析以溶质分配系数k<1为例，合金凝固时，铸件先凝固的部分溶质元素较多，而中心部位或上部含溶质较少，这种现象称之为逆偏析。结晶温度区间宽的固溶体合金和粗大的树枝晶易产生逆偏析。
○3V形和逆V形偏析V形偏析和逆V形偏析常常出现在大型铸锭中，一般呈锥形，偏析带中含有较高的碳，以及硫和磷等杂质。
○4带状偏析由于固-液界面前沿液相中存在溶质富集层，且晶体生长速度发生变化，使得凝固界面产生溶质贫乏或富集带，称之为带状偏析。
○5重力偏析由于重力作用而出现化学成分不均匀的现象，通常出现在金属凝固前或刚刚凝固之际。
21.铸件冷却过程的应力有哪些？
答：铸件在冷却过程中产生的应力，按照其产生原因可分为热应力、相变应力、和机械阻碍应力三种。
○1热应力铸件冷却过程中，由于各个部位温度的差异以及冷却速度的不同，因而同一时刻的收缩量不等，互相制约形成的应力。
○2相变应力是铸件冷却过程中，发生固态相变的合金，因各个部位达到相变温度的时刻不同，相变程度也不同，组织之间相互制约形成的应力。
○3机械阻碍应力铸件收缩过程中，受到诸如铸型、型芯、箱带等外部的机械阻碍作用而产生的应力。
22.铸件冷裂变形和热裂的影响因素有哪些，如何防止其发生？
答：(1) 铸件的冷裂是铸件处于弹性状态，铸造应力超过材料的抗拉强度时产生的裂纹。
○1晶内偏析指在一个晶粒内出现的成分不均匀现象，常产生于具有一定结晶温度范围、能够
形成固溶体的合金中。
○2晶界偏析在合金凝固过程中，溶质元素和非金属夹杂物富集于晶界，使晶界与晶内的化学成分不均匀的现象，称之为晶界偏析。
(2) 热裂是铸件处于高温时形成的裂纹缺陷。热裂纹表面不光滑，偶见树枝状凸起，并呈现高
温氧化色。防止热裂主要从以下几方面着手：
○1提高合金抗热裂能力在满足铸件使用性能的前提下，调整成分或选用热裂倾向小的合金。
采用控制凝固过程，细化晶粒、变质处理、振动结晶等措施，改善合金成分和组织形态，提高抗热裂能力。
○2改善铸型与型芯的退让性，减少铸件收缩的各种阻力。
○3减小铸件各部位温差，建立同时凝固的冷却条件，使铸件冷却均匀，达到减少热裂的目的。
如采取在铸件薄壁处开设分散内浇道，在热节及铸件内角处安放冷铁等。
○4改进铸件的结构设计。尽量缩小或消除热节和应力集中，增强高温脆弱部位的冷却条件和抗裂能力。
第二部分焊接成形
1、简述焊接定义。焊接的物理本质是什么？传统焊接方法分为哪几类？
答：（1）焊接的定义。焊接是通过加热或者加压，或者两者并用，采用或者不用填充材料，使两个分离的工件（同种或者异种金属或者非金属，或者金属与非金属）产生原子（分子）间结合而形成永久性的连接的工艺。
（2）焊接的物理本质。两个独立的工件之间实现原子间的结合。宏观上，形成永久性的连接头，微观上建立了组织上的内在联系，在焊件与焊缝金属之间形成共同晶粒。
（3）焊接分类：传统焊接方法按照工艺特点，可以分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊，是通过局部加热使连接处达到熔化状态，然后冷却结晶形成共同晶粒。
压焊，是利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服连接表面的不平度，排除氧化膜等污物，在固态条件下实现连接。
钎焊，采用熔点低于母材的金属材料做钎料，加热温度仅使钎料发生熔化而母材并不熔化，也太钎料依靠毛细作用填入接头间隙并润湿母材金属表面，与母材相互扩散而形成钎焊接头。2、请简述熔焊焊接接头的形成过程。
答：熔焊焊接接头的形成一般要经历加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变等过程，直至形成焊接接头。按照性质特点，熔焊接头形成过程归纳为焊接热过程、焊接化学冶金过程和焊接物理冶金过程三个相互交错进行且彼此联系的局部过程。
①焊接热过程。熔焊时焊件及焊接材料在热源作用下局部受热并熔化，热源移走之后焊接熔池
冷却凝固，焊缝及热影响区金属发生固态相变。整个焊接过程都自始至终在焊接热作用下发生和发展，是影响焊接接头质量和生产率的重要因素之一。
②焊接化学冶金过程。熔焊过程中，液态金属、熔渣及气相之间进行一系列的化学冶金反应，
如金属的氧化、还原、脱硫、脱磷、合金化等过程。这些冶金反应直接影响焊缝金属的成分、组织与性能。
③焊接物理冶金过程。是指焊接过程中焊接材料及母材发生的物理变化。在焊接热源作用下，
熔化；热源离开后熔池金属开始凝固结晶，金属原子由近程有序向远程有序转变；随着温度降低，具有同素异构转变的金属，在冷却过程中还将发生不同的固态相变。
3、焊接熔池有哪些典型的特征？
答：①熔池体积小，冷却速度大；
②熔池的液态金属处于过热状态；
③熔池液态金属始终处于运动状态。
4、焊接熔池的凝固过程有哪些特点？
答：焊接熔池的凝固属于非平衡凝固，使得焊接熔池的凝固组织具有独特的形态，其凝固过程具有以下特点。
①联生共晶（或称之为交互结晶，外延结晶）。熔池金属依附于母材晶粒的现成表面而形成共
同晶粒的凝固方式，被称为联生共晶。
②择优生长。熔池金属严重熔池边界等温线的垂直方向选择性生长。
③凝固线速度大。
5、简述焊接熔池的凝固组织形态，并分析结晶速度、温度梯度和溶质浓度对组织形态的影响。答：（1）焊缝的晶体形态主要是柱状晶和少量的等轴晶。每个柱状晶内还可能有不同的结晶形态，如平面晶、胞状晶和树枝晶等。等轴晶内一般都呈现为树枝晶。
（2）焊缝金属中晶体的不同形态，与焊接熔池的凝固过程密切相关。
焊缝边界处，界面附近的溶质富聚程度较小，由于温度梯度大，结晶速度小，成分过冷接近于零，有利于平面晶的生长。
①当结晶速度和温度梯度一定时，随合金中溶质浓度的提高，则过冷度增加，从而使结晶形态
由平面晶变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、等轴晶。
②当合金中溶质浓度一定时，结晶速度越快，成分过冷度越大，结晶形态也可由平面晶变为胞
状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、等轴晶。
③当溶质浓度和结晶速度一定时，随液相温度梯度的提高，成分过冷度减小，结晶形态的演变
则刚好相反。
6、试叙述焊接过程HAZ的组织转变特点。
答：焊接过程热循环的特点是的HAZ组织转变具有特殊性。焊接加热速度快，使得各种金属的相变温度比平衡时有很大提高，如使金属的Ac1和Ac3大幅度提高；焊接冷却速度较大，相比于平衡相图，焊缝金属相变点和温度线发生偏移，如是金属的Ac1、Ac3和Acm向更低方向移动；
高温停留时间短，不利于扩散过程进行，使组织均匀化受到较大抑制。
7、以低碳钢为例，试叙述其HAZ组织与性能特点。
答：按最高温度范围及组织变化，将低碳钢HAZ分为四个区：
①熔合区：焊缝与母材相邻的部位，最高温度处于固相线与液相线之间。由于晶界与晶内局部
熔化，成分与组织不均匀分布，过热严重，塑性差，是焊接接头的薄弱环节。
②过热区：温度范围处于固相线到1100℃。由于加热温度高，奥氏体晶粒过热，晶粒严重长
大。也称粗晶区。焊后冷却时，奥氏体相产物也因晶粒粗化使塑性、韧性下降。冷却速度较慢时，还会出现魏氏体。
③相变重结晶区（正火区）：母材已完全奥氏体化，处于1100℃～Ac3之间。由于稀奥氏体晶
粒细小，空冷后得到晶粒细小而均匀的珠光体和铁素体。塑性和韧性好。
④不完全重结晶区：温度范围在Ac1～Ac3，部分母材组织发生相变重结晶，奥氏体晶粒细小，
冷却后转变得到细小F+P；而未奥氏体化的晶粒受热长大，使该区晶粒大小、组织分布不均匀。
8、以药皮焊条焊为例，试叙述其焊接冶金反应区及其特点。
答：以药皮焊条焊为例，其焊接冶金反应区包括药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。
①药皮反应区。其特点是加热温度较低，不超过药皮的熔化温度，也称造渣反应区。主要是水
的蒸发与药皮中某些固态物质的分解反应，显著改变焊接区的气氛性质，为焊接冶金反应提供准备过程，为冶金反应提供气体和熔渣。
②熔滴反应区。其特点有：温度高，最高温度可达到钢的沸点；熔滴的比表面积大，可以促进
冶金进行，熔滴反应区是焊接冶金反应最激烈的部位。熔滴反应区进行的冶金反应有：气体的分解和溶解，金属的蒸发，金属及其合金的氧化、还原，以及焊缝金属的合金化。
③熔池反应区。熔池反应区的反应物相对浓度比熔滴反应区低，反应速度较熔滴反应区小；熔
池反应区的反应时间较长，并存在对流和搅拌现象，有助于熔池成分的均匀化和冶金反应进行。 9、 氢和氮在焊缝金属中的溶解有什么异同？
答：① 相同点。氢气和氮气都以双原子分子状态存在，分子状态的气体必须分解成原子或离子才能
溶入液态金属中，符合气体溶解的平方根定律。
② 异同点。双原子气体溶解于液态金属的动力学过程一般有两种方式，如下图所示。 氮在高温下呈多分子状态，其溶解过程以图a 为主，分为四个阶段：气体分子向气体-金属界面上运动→气体分子被金属表面吸附；气体分子在金属表面上分解为原子；原子穿过气体-金属界面向金属内部扩散。
而氢在电弧高温下的作用下完全分解为原子氢，其溶解过程以图b 为主，分为四个阶段：气体分子在电弧气氛下分解为原子氢→原子氢向气体-金属界面上运动；原子氢被金属表面吸附；原子氢穿过气体-金属界面向金属内部扩散。 10、 如何控制焊缝金属中的氢含量？
答：鉴于氢的有害作用，必须尽量减少焊接金属中的氢：
① 限制氢的来源。必须严格限制焊接材料中的水含量。焊接材料如焊条、焊剂、药芯焊丝使用前必须进行烘干处理。
② 冶金处理。通过调整焊接材料的成分，使氢在高温下生产比较稳定的不溶于液态金属的氢化物，从而降低焊缝金属的氢含量，如在焊条药皮和焊剂中加入氟化物；加入微量稀土元素钇或表面活性元素如碲、硒，可以减少降低焊缝中扩散氢的含量。
③ 控制工艺参数。控制电弧电压和焊接电流，获得合适的熔池存在时间和冷却速度，可以一定程度上减少氢的含量。
④ 焊接后处理。焊接完毕后将焊件加热到一定温度，促使氢扩散外逸以达到脱氢目的。如对于钢铁焊件，可加热到350℃，保温1h ，可以使绝大部分的氢通过扩散去除。 11、 熔渣在焊接过程中有哪些作用？ 答：熔渣在焊接过程中主要有以下作用： X 2 X 2
X 2 2[X]
X 2
2X 2X 2[X]
(a) (b)
①机械保护作用。熔渣覆盖于熔池表面，可以防止液态金属的氧化和氮化，凝固的渣壳也可以
防止处于高温状态的金属在空气中被氧化。
②冶金处理作用。通过控制熔渣的成分和性能，可调整金属的成分和改善金属的性能。
③改善焊接工艺性能。熔渣中添加适当的物质，可以使电弧容易引燃，稳定燃烧及减小飞溅，
还能保证良好的操作性、脱渣性和焊缝成形性。
12、试叙述熔渣分析的分子理论和离子理论。
答：关于液态熔渣的结构分析，目前主要有两种理论：
（1）分子理论的主要依据是室温下对凝固熔渣的相分析和成分分析的结果，主要要点如下：
①液态熔渣主要是有自由状态的化合物和复合状态化合物分子所组成。
②氧化物与复合物在一定温度下处于平衡状态。
③只有熔渣中自由氧化物才能与液态金属和其中的元素发生作用。
分子理论可以定性分析解释熔渣与金属间的冶金反应，目前仍广泛应用，但不能解释一些诸如熔渣导电性的问题。
（2）离子理论的主要基于对熔渣的电化学性能的研究，主要要点如下：
①液态熔渣是有正离子和负离子组成的电中性溶液。
②离子在熔渣中的分布、聚集和相互作用取决于综合矩，即离子电荷/离子半径的比值。
③液态熔渣与金属间相互作用过程，是原子与离子交换电荷的过程。
13、活性熔渣对合金的氧化作用有哪些形式？
答：活性熔渣对金属的氧化有以下两种形式：
①扩散氧化。FeO既能溶于熔渣，又能溶于铁液，因此能在熔渣与铁液之间进行扩散分配，在
一定温度下平衡时，两相中的FeO浓度符合分配定律：
[O]
L
(FeO)
当增加熔渣中FeO浓度时，FeO将向铁液中扩散，使金属中含氧量增加。
②置换氧化。铁液与熔渣中易分解的氧化物发生置换反应生产FeO。
14、焊接过程脱氧处理有哪几种方式？
答：焊接过程脱氧处理主要有以下两种形式：
①先期脱氧。药皮加热阶段，固态药皮受热后发生的脱氧反应称之为先期脱氧。
②沉淀脱氧。沉淀脱氧是在熔滴和熔池内进行，溶解在液态金属中的脱氧剂与FeO直接反应，
还原出Fe，且脱氧产物付出液态金属的过程。常见的锰脱氧处理、硅脱氧处理，以及锰、硅联
合脱氧处理。
③ 扩散脱氧。扩散脱氧在液态金属与熔渣的界面上进行，以FeO 在液态金属和熔渣中分配律为基础。
15、 什么是熔合比？试分析手工电弧焊时，熔合比对焊缝成分的影响。 答：熔合比：d
p p A A A +=
θ，A p 为焊缝截面中母材所占面积；A d 为焊缝截面中填充金属所占的面积。
不考虑冶金反应的作用时，焊缝中某合金元素的浓度可通过下式计算：
o b e (1)C C C θθ=+-
C o 为某元素在焊缝金属中的质量分数；C b 为某元素在母材中的质量分数；C e 为某元素在焊条中的质量分数。
考虑合金元素的损失，则焊缝金属中某合金元素的实际浓度C w 为：
w b d (1)C C C θθ=+-
C d 为熔敷金属中某元素的质量分数。
通过改变熔合比，可以改变焊缝金属的化学成分。 16、 焊接过程的内应力有哪几种？
答：焊接过程的内应力主要有热应力、相变应力机械阻碍应力。
① 热应力。焊件在受热或冷却过程中，由于各部分的温度不同，冷却速度不同而造成的焊件上在同一时刻各部分的收缩或者膨胀量不同，从而导致内部彼此相互制约而产生的应力。 ② 相变应力。金属材料在焊接热的影响下，其相变过程中各部分因发生相变的先后顺序不同，发生的相变程度不同，由此而产生的应力称之为相变应力。
③ 机械阻碍应力。焊件冷却过程中产生的收缩，收到外界的阻碍产生的应力，称之为机械阻碍应力。
17、 试叙述减小或消除残余应力的途径与措施。
答：根据焊接残余应力产生的原因，可以通过以下途径减小或消除残余应力。
① 合理的结构设计。焊接结构中，应当避免焊缝的交叉及密集；尽量采用对接而避免搭接；用刚度小的结构代替刚度大的结构。
② 选择合理的焊接工艺措施。应根据焊接结构的情况，尽量选择较小的热输入；安排合适的焊接顺序；采用预热措施，降低工件的温度梯度。
③ 选择合理的消除残余应力的措施。采用热处理法降低或去除残余应力；采用机械加载的方法
是高拉伸应力区应力达到屈服强度值，是材料发生塑性变形，卸载后残余应力得以完全或部分消除；采用共振法将焊件在共振条件下振动10-15min，以达到消除焊件残余应力的目的。18、请举出三种以上的焊接变形形式。可以通过哪些方法防止或减少焊接变形？
答：焊接变形主要收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、扭曲变形、等形式。可以通过以下措施防止或减少焊件变形：
（1）结构设计方面
结构的设计不仅要考虑到焊件的强度、刚度和稳定性，同时也需要考虑焊件的制造工艺。设计合理的焊缝位置、形状和尺寸。
（2）工艺方面
①反变形法；
②刚性固定法；
③预留收缩量；
④合理工艺参数的选择；
⑤焊接变形矫正：机械校正法，火焰矫正法，综合矫正法。
19、试述影响焊接热裂纹的形成因素及防止措施。
答：（1）热裂纹具有高温断裂的性质。热裂纹有凝固（结晶）裂纹、液化裂纹、高温失延裂纹等类型。焊接热裂纹可出现在焊缝，也可出现在近缝区或多层焊焊道间的HAZ。
影响热裂纹的因素主要有：
①冶金因素
合金元素影响凝固温度区的大小及合金在脆性温度区中的塑性。随着合金元素的增加，凝固温度区增大，同时脆性温度区增大，凝固裂纹的倾向增大。
杂质元素的偏析及偏析产物的形态对热裂纹也有一定影响。如硫、磷在钢中能形成低熔共晶，即使微量存在，也会使凝固温度区间增加。
②合理凝固（结晶）组织形态的影响：对于奥氏体钢，凝固后晶粒的大小、形态和方向、析出
的初生相等对抗裂性有较大影响。晶粒越粗大，方向性越明显，则产生热裂纹的敏感性越大。
③工艺参数的影响：在焊接工艺中应尽量减少有害元素的偏析及降低应变增长率。
在焊接中、高碳钢以及异种金属焊接时，为减少母材中的有害元素进入焊疑缝，应尽量减小熔合比。不同接头形式对裂纹倾向有不同影响，表面堆焊和熔深较浅的对接缝的抗裂性较高。
熔深大的对接和各种角接焊缝的抗裂性较差。
（2）防止措施：主要是控制成分和调整工艺。
①焊缝成分的控制：选择合适的焊接材料，限制有害的杂质，严格控制硫、磷的含量。
②调整工艺：限制过热，采用小的焊接电流和小的焊接速度；控制成形系数；减小熔合比；减
小拘束度。
20、
21、请分析冷裂纹形成过程中氢的作用。
答：焊接过程中，高温熔池溶入了大量的氢，随后熔池的凝固过程中，由于溶解度急剧下降，氢要极力逸出，但由于冷却速度很快，使氢来不及逸出而被滞留在焊缝金属中。相比之下，而周围基体（母材）中氢含量较少，从而造成氢的较大的浓度梯度，过饱和的氢极不稳定，氢由焊缝金属向热影响区扩散。
由于焊缝金属含碳量较低，焊缝金属先于母材在较高温度下发生奥氏体的分解，形成铁素体和珠光体组织。而氢在铁素体和珠光体中溶解度小，因此将进一步促使氢向热影响区进行扩散。
另一方面由于热影响区仍然处于奥氏体状态，氢的扩散速度较小，不能扩散到离焊缝边界较远的母材中去，因此在焊缝和母材交界处形成富氢区。当扩散的氢浓度足够高时，就可能导致延迟裂纹的产生。
22、如何防止和减少冷裂纹？
答：防止冷裂纹，必须控制三方面的因素：
（1）控制组织脆化。
（2）限制扩散氢的含量。
①严格限制氢的来源；
②预热或者焊后紧急热处理，可减少扩散氢的含量；
③对焊接冷裂倾向大的高强钢，可采用奥氏体焊条；
（3）控制拘束应力。
从设计到施焊工艺的制定，必须力求减小刚度或拘束度；调整施焊顺序，降低焊接接头的拘束应力。
23、焊缝中的偏析的形成及其特点。
答：焊缝金属中常见的偏析主要有以下几种：
①显微偏析，又称之为晶界偏析。
钢在凝固过程中，先结晶的固相其溶质浓度较低，随着凝固界面的推移，溶质不断在凝固前言聚集，使后结晶的固相溶质含量较高，也使晶界处富集了较多的杂质相；
特点：焊缝金属柱状晶内晶包亚结构界面较多，其偏析比柱状晶晶间偏析低；树枝晶存在较多的晶间毛细间隙，比胞状晶界有更大的亚晶界偏析倾向。柱状晶的偏析可能会引起热裂纹。
②层状偏析，是指焊缝金属横剖面的化学成分不均匀的现象。
层状偏析是由于结晶过程放出结晶潜热和熔滴过渡时，热输入的周期性变化，使树枝晶生长速度呈周期性变化，从而使晶界上溶质原子的聚集发生周期性的变化。
特点：层状偏析常呈不连续、有一定宽度的链状偏析带，带中常夹杂一些有害的元素，并可能出现气孔等缺陷。
③区域偏析。
焊缝柱状晶晶体在熔合熔合线向焊缝中心外延生长的过程中，会将溶质或杂质排挤到中心区域，称之为区域偏析。
其特点是，溶质分布呈明显的区域特征，在中心较高，而边界处较低。
、单项选择题（每小题1分，共15 分） 一、填空题（每空1分，共20分） 1. 机械设计时常用屈服强度和抗拉强度两种强度指标 2. 纯金属的晶格类型主要有面心立方、体心立方和密排六方三种。 3. 实际金属存在点 _____、 ____ 线______ 和面缺陷等三种缺陷。 4. F和A分别是碳在、丫-Fe 中所形成的间隙固溶体。 5. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。 6. QT600-3中,QT表示球墨铸铁,600表示抗拉强度不小于600Mpa。 7?金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形。 8 ?设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相_同^而使切应力与流 线方向相垂直。 9?电焊条由药皮和焊芯两部分组成。 10 .冲裁是冲孔和落料工序的简称。 1. 在铁碳合金相图中，碳在奥氏体中的最大溶解度为（b ）。 a 、0.77% b 、2.11% c 、0.02% d 、4.0% 2. 低碳钢的焊接接头中，（b ）是薄弱部分，对焊接质量有严重影响，应尽可 能减小。 a 、熔合区和正火区 b 、熔合区和过热区 c、正火区和过热区d 、正火区和部分相变区 3. 碳含量为Wc= 4.3 %的铁碳合金具有良好的（c ）。 a、可锻性b 、可焊性c 、铸造性能d、切削加工性 4. 钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（b ） a 、增大V K b、增加淬透性c、减少其淬透性d、增大其淬硬性
5. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（a ） a 、强度硬度下降，塑性韧性提高 b 、强度硬度提高，塑性韧性下降 c、强度韧性提高，塑性硬度下降 d 、强度韧性下降，塑性硬度提高 6. 感应加热表面淬火的淬硬深度，主要决定于因素（d ） a 、淬透性b、冷却速度c、感应电流的大小d、感应电流的频率 7. 珠光体是一种（b ） a 、单相间隙固溶体b、两相混合物c、Fe与C的混合物d、单相置换固溶体 8. 灰铸铁的石墨形态是（a ） a 、片状 b 、团絮状 c 、球状 d 、蠕虫状 9. 反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂，这是由于产生了（ a ）
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 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。 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 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 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。 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。 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。 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 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。 金属塑性成形指利用外力使金属材料产生塑性变形，使其改变形状、尺寸和改善性能，从而获得各种产品的加工方法。 主要应用： （1）生产各种金属型材、板材、线材等； （2）生产承受较大负荷的零件，如曲轴、连杆、各种工具等。 金属塑性成形特点
第二章参考答案 1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ 2.为什么可将金属单质的结构问题归结为等径圆球的密堆积问题? 答: 金属晶体中金属原子之间形成的金属键即无饱和性又无方向性, 其离域电子为所有原子共有,自由流动,因此整个金属单质可看成是同种元素金属正离子周期性排列而成,这些正离子的最外层电子结构都是全充满或半充满状态,电子分布基本上是球形对称,由于同种元素的原子半径都相等,因此可看成是等径圆球。又因金属键无饱和性和方向性, 为使体系能量最低，金属原子在组成晶体时总是趋向形成密堆积结构,其特点是堆积密度大,配位数高,因此金属单质的结构问题归结为等径圆球的密堆积问题. 3.计算体心立方结构和六方密堆结构的堆积系数。
(1) 体心立方 a ：晶格单位长度 R ：原子半径 a3 4R= 3 4R a=，n=2, ∴68 .0 )3 / 4( )3/ 4(2 )3/ 4(2 3 3 3 3 = = = R R a R bcc π π ζ (2)六方密堆 n=6 4.试确定简单立方、体心立方和面心立方结构中原子半径和点阵参数之间的关系。 解：简单立方、体心立方和面心立方结构均属立方晶系，点阵参数或晶格参数关系为 ο 90 ,= = = = =γ β α c b a，因此只求出a值即可。 对于（1）fcc(面心立方)有a R2 4=, 2 4R a=，ο 90 ,= = = = =γ β α c b a (2) bcc体心立方有：a3 4R= 3 4R a=；ο 90 ,= = = = =γ β α c b a (3) 简单立方有：R a2 =，ο 90 ,= = = = =γ β α c b a 74 .0 ) 3 ( 3 8 12 )3/ 4(6 ) 2 3 2 1 ( 6 )3/ 4(63 3 hcp= ? = ?R R R R a a c Rπ π ξ＝ R a a c 2 3 8 = =
《操作系统》练习题及参考答案 一、单项选择题（每小题1分，共15分） 1.操作系统是一种（） A.系统软件 B.系统硬件 C.应用软件 D.支援软件 2.MS—DOS的存贮管理采用了（） A.段式存贮管理 B.段页式存贮管理 C.单用户连续存贮管理 D.固定式分区存贮管理 3.用户程序在目态下使用特权指令将引起的中断是属于（） A.硬件故障中断 B.程序中断 C.外部中断 D.访管中断 4.MS—DOS中用于软盘整盘复制的命令是（） https://www.doczj.com/doc/aa3224372.html,P B.DISKCOPY C.SYS D.BACKUP 5.位示图方法可用于（） A.盘空间的管理 B.盘的驱动调度 C.文件目录的查找 D.页式虚拟存贮管理中的页面调度 6.下列算法中用于磁盘移臂调度的是（） A.时间片轮转法 B.LRU算法 C.最短寻找时间优先算法 D.优先级高者优先算法 7.在以下存贮管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是（） A.单用户连续分配 B.固定式分区分配 C.可变式分区分配 D.页式存贮管理 8.已知，作业的周转时间=作业完成时间－作业的到达时间。现有三个同时到达的作业J1，J2和J3，它们的执行时间分别是T1，T2和T3，且T1 A.T1＋T2＋T3 B.（T1＋T2＋T3） C.T1＋T2＋T3 D. T1＋T2＋T3 9.任何两个并发进程之间（） A.一定存在互斥关系 B.一定存在同步关系 C.一定彼此独立无关 D.可能存在同步或互斥关系 10.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是（） A.被选中占有处理机 B.等待某一事件 C.等待的事件已发生 D.时间片用完
11.用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成（） A.顺序文件 B.链接文件 C.索引文件 D.目录文件 12.一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是（） A.2 B.1 C.3 D.0.5 13.多道程序设计是指（） A.在实时系统中并发运行多个程序 B.在分布系统中同一时刻运行多个程序 C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D.在一台处理机上并发运行多个程序 14.文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名（） A.应该相同 B.应该不同 C.可以相同，也可以不同 D.受系统约束 15.在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是（） A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区 B.有上邻空闲区，但无下邻空闲区 C.有下邻空闲区，但无上邻空闲区 D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区 二、双项选择题（每小题2分，共16分） 1.能影响中断响应次序的技术是（）和（）。 A.时间片 B.中断 C.中断优先级 D.中断屏蔽 E.特权指令 2.文件的二级目录结构由（）和（）组成。 A.根目录 B.子目录 C.主文件目录 D.用户文件目录 E.当前目录 3.驱动调度算法中（）和（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。 A.电梯调度 B.先来先服务 C.扫描 D.单向扫描 E.最短寻找时间优先 4.有关设备管理概念的下列叙述中，（）和（）是不正确的。 A.通道是处理输入、输出的软件 B.所有外围设备的启动工作都由系统统一来做 C.来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理 D.编制好的通道程序是存放在主存贮器中的 E.由用户给出的设备编号是设备的绝对号
作业2 铸造工艺基础 专业_________班级________学号_______姓名___________ 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）
材料成形技术基础第一章 1-1 一、铸造的实质、特点与应用 铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得逐渐的工艺方法。 1、铸造的实质 利用了液体的流动形成。 2、铸造的特点 A适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）； B成本低 C工序多，质量不稳定，废品率高 D力学性能较同样材料的锻件差。力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀 3、铸造的应用 铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂（尤其是腔内复杂）或简单、重量较大的零件毛胚。 二、铸造工艺基础 1、铸件的凝固 （1）铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程。它由晶核的形成和长大两部分组成。通常情况下，铸件的结晶有如下特点： A以非均质形核为主 B以枝状晶方式生长为主。 结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒。晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或混合组织等。 （2）铸件的凝固方式 逐渐的凝固方式有三种类型：A逐层凝固B糊状凝固C中间凝固 2、合金的铸造性能 （1）流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。 生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手： A选择靠近共晶成分的趋于逐层凝固的合金，它们的流动性好； B 提高浇注温度，延长金属流动时间； C 提高充填能力 D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。 （2）收缩性 A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中。对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即顺序凝固方式），就把缩孔转移到最后凝固的部位——冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。 具有宽结晶温度范围，趋于糊状凝固的合金，由于液固两相共存区很宽甚至布满整个断
1.材料中的结合键有哪几种？它们对材料的特性有何影 响？ 答：一、材料中的结合键有离子键，共价键，金属键，分子键和氢键。具体如下： ㈠、离子键 离子键是由正负电荷的相互吸引造成的。例如，钠原子的价轨道中有一个电子，它很容易将外层电子释放而成为带正电的离子。同样，氯原子容易接受一个电子进入它们的价轨道直至达到八个电子而成为带负电的离子。既然带负电和带正电的材料之间总存在静电引力，那么在带不同电荷的相邻离子间就形成了键。离子键的特点是与正离子相邻的是负离子，与负离子相邻的是正离子。 ㈡、共价键 共价键是一种强吸引力的结合键。当两个相同原子或性质相近的原子接近时，价电子不会转移，原子间借共用电子对所产生的力而结合，形成共价键。共价键使原子间有很强的吸引力，这一点在金刚石中很明显，金刚石是自然界中最硬的材料，而且它完全是由碳原子组成。每个碳原子有四个价电子，这些价电子与邻近原子共用，形成完全由价电子对结合而成的三维点阵。这些三维点阵使金刚石具有很高的硬度和熔点。 ㈢、金属键 金属是由金属键结合而成的，它具有同非金属完全不同的特性。金属原子的外层电子少，容易失去。当金属原子相互靠近时，这些外层原子就脱离原子，成为自由电子，为整个金属所共有，自由电子在金属内部运动，形成电子气。这种由自由电子与金属正离子之间的结合方式称为金属键。 ㈣、分子键 分子键又叫范德瓦尔斯键，是最弱的一种结合键。它是靠原子各自内部电子分布不均匀产生较弱的静电引力，称为范德瓦尔斯力，由这种分子力结合起来的键叫做分子键。 ㈤、氢键
另一种范德瓦尔斯力实际上是极性分子的一种特殊情况。C-H、O-H或N-H键端部暴露的质子是没有电子屏蔽的，所以，这个正电荷可以吸引相邻分子的价电子，于是形成了一种库仑型的键，称为氢键，氢键是所有范德瓦尔斯键中最强的。氢键最典型的例子是水，一个水分子中氢质子吸引相邻分子中氧的孤对电子，氢键使水成为所有低分子量物质中沸点最高的物质。 二、结合键对材料性能的影响 ㈠、金属材料 金属材料的结合键主要是金属键。由于自由电子的存在，当金属受到外加电场作用时，其内部的自由电子将沿电场方向作定向运动，形成电子流，所以金属具有良好的导电性；金属除依靠正离子的振动传递热能外，自由电子的运动也能传递热能，所以金属的导热性好；随着金属温度的升高，正离子的热振动加剧，使自由电子的定向运动阻力增加，电阻升高，所以金属具有正的电阻温度系数；当金属的两部分发生相对位移时，金属的正离子仍然保持金属键，所以具有良好的变形能力；自由电子可以吸收光的能量，因而金属不透明；而所吸收的能量在电子回复到原来状态时产生辐射，使金属具有光泽。 金属中也有共价键（如灰锡）和离子键（如金属间化合物Mg3Sb2）。 ㈡、陶瓷材料 简单说来，陶瓷材料是包含金属和非金属元素的化合物，其结合键主要是离子键和共价键，大多数是离子键。离子键赋予陶瓷材料相当高的稳定性，所以陶瓷材料通常具有极高的熔点和硬度，但同时陶瓷材料的脆性也很大。 ㈢、高分子材料 高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键。其中，组成分子的结合键是共价键和氢键，而分子间的结合键是范德瓦尔斯键。尽管范德瓦尔斯键较弱，但由于高分子材料的分子很大，所以分子间的作用力也相应较大，这使得高分子材料具有很好的力学性能。 2．介绍贮氢合金类别，并说明其贮氢、释氢化学过程答：自20世纪60年代二元金属氢化物问世以来，人们从未停止过新型贮氢合金的研究与发展，为满足各种性能的要求，已在二元合金的基础上，开发出三元、四元、五元、乃至多元合金。但不论哪种合金，都离不开A、B两种
1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 _C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 _B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏 _A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏 __D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在 __C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于 _B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 _C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是 _A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图 _ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。
作业 2 铸造工艺基础 专业 _________班级 ________学号 _______姓名 ___________ 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（ 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。 D ）。 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；C．流动性差的铸造合金； B ．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； 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；
第二章计算机操作系统 一、填空题 1. 在Windows XP中，进行系统软、硬件设置的文件夹称为______。 2. 在Windows XP系统中文标点方式下，键入符号“”对应的中文标点是______。 3. 在Windows XP默认环境中，要改变“屏幕保护程序”的设置，应首先双击“控制面板”窗口中的______图标。 4. 用Windows XP的“记事本”所创建文件的缺省扩展名是______。 5. 在Windows XP中，要添加Windows组件，必须打开______窗口。 6. 当选定文件或文件夹后，欲改变其属性设置，可以单击鼠标______键，然后在弹出的菜单中选择“属性”命令。 7. 在Windows XP中，当用鼠标左键在不同驱动器之间拖动对象时，系统默认情况下，该操作的作用是______。 8. 在Windows XP的“资源管理器”窗Vl中，将文件以列表方式显示，可按～、类型、大小、日期及自动排列五种规则排序。 9. 在WindoWS XP中，若要更改任务栏的属性，可以右键单击______空白处，再从弹出的菜单中选择“属性”命令来实现更改。 10. 在Windows XP环境中，选定多个不相邻文件的操作方法是：单击第一个文件，然后按住______键的同时，单击其它待选定的文件。 11. 在Windows xP中，利用“控制面板”窗口中的______向导工具，可以安装任何类型的新硬件。 12. 在Windows XP中，若要删除选定的文件，可直接按______键。 13. 按操作系统分类，UNIX操作系统是______。 14. 在Windows xP默认环境中，用于中英文输入方式切换的组合键是______。 15. 在Windows XP中，若系统长时间不响应用户的要求，为了结束该任务，使用______组合键。 二、单项选择题 1. Windows XP的“开始”菜单包括了Windows XP系统的（）。 A. 主要功能 B. 全部功能 C. 部分功能 D. 初始化功能 2. 下列不可能出现在Windows XP中的“资源管理器”窗口左侧窗格中的选项是（）。 A. 我的电脑 B. 桌面 C. use（登录的账户名）的文档 D. 资源管理器 3. 在Windows XP中，能更改文件名的操作是（）。 A. 右键单击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 B. 左键单击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 C. 右键双击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 D. 左键双击文件名，选择“重命名”命令，键人新文件名后按Enter键 4. 在Windows XP中，全角方式下输入的数字应占的字节数是（）。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 5. Windows XP中将信息传送到剪贴板不正确的方法是（）。 A. 用“复制”命令把选定的对象送到剪贴板 B. 用“剪切”命令把选定的对象送到剪贴板 C. 用Ctrl+V组合键把选定的对象送到剪贴板 D. Alt+PrintScreen把当前窗口送到剪贴板 6. 在windows XP中，欲选定当前文件夹中的全部文件和文件夹对象，可使用的组合键是（）。 A. Ctrl+V B. Ctrl+A C. Ctrl+X D. Ctrl+D 7. 下列文件名，（）是非法的Windows XP文件名。 A. ThiS is my file B. 关于改进服务的报告
《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）
第二章铸造成形 问答题： 合金的流动性（充型能力）取决于哪些因素？提高液态金属充型能力一般采用哪些方法？答：因素及提高的方法： （1）金属的流动性：尽量采用共晶成分的合金或结晶温度范围较小的合金，提高金属液的品质； （2）铸型性质：较小铸型与金属液的温差； （3）浇注条件：合理确定浇注温度、浇注速度和充型压头，合理设置浇注系统； （4）铸件结构：改进不合理的浇注结构。 影响合金收缩的因素有哪些？ 答：金属自身的化学成分，结晶温度，金属相变，外界阻力（铸型表面的摩擦阻力、热阻力、机械阻力） 分别说出铸造应力有哪几类？ 答：（1）热应力（由于壁厚不均、冷却速度不同、收缩量不同） （2）相变应力（固态相变、比容变化） （3）机械阻碍应力 铸件成分偏析分为几类？产生的原因是什么？ 答：铸件成分偏析的分类：（1）微观偏析 晶内偏析：产生于具有结晶温度范围能形成固溶体的合金内。（因为不平衡结晶） 晶界偏析：（原因：(两个晶粒相对生长，相互接近、相遇；(晶界位置与晶粒生长方向平行。）（2）宏观偏析 正偏析（因为铸型强烈地定向散热，在进行凝固的合金内形成一个温度梯度） 逆偏析 产生偏析的原因：结晶速度大于溶质扩散的速度 铸件气孔有哪几种？ 答：侵入气孔、析出气孔、反应气孔 如何区分铸件裂纹的性质（热裂纹和冷裂纹）？ 答：热裂纹：裂缝短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化颜色 冷裂纹：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。 七：什么是封闭式浇注系统？什么是开放式浇注系统？他们各组元横截面尺寸的关系如何？答：封闭式浇注系统：从浇口杯底孔到内浇道的截面逐渐减小，阻流截面在直浇道下口的浇注系统。(ΣF内<ΣF横
材料化学作业 专业：无机化学 学号：0515 姓名：陈景景 第二章 化学基础知识 一．填空题 1.热力学第三定律的具体表述为 纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零 ，数学表达式为S*(完美晶体，0 K)=0 J ?K -1 。 2.麦克斯韦关系式为 p S T V p S ??????= ? ??????? 、 S V T p V S ??????=- ? ??????? 、T V S p V T ??????= ? ??????? 、p T S V p T ??????=- ? ??????? 。 3.偏摩尔吉布斯函数又称化学势，定义为 ,,C B B B T p n G G n μ???== ???? 。 4.理想稀溶液存在依数性质，即溶剂的蒸气压下降 、凝固点降低 、沸点升高 、渗透压的量值均与溶液中溶质的数量有关，而与溶质的种类无关。 5.人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层，简称界面，有液-气、固-气、固-液、液-液、固-固界面，通常把固-气界面、 液-气界面称为表面。
6.表面张力一般随温度和压力的增加而降低，且σ金属键>σ离子键>σ极性 σ非极性共价键。 共价键> 7.按照氧化态、还原态物质的状态不同，一般将电极分成第一类电极（金属电极、气体电极）、第二类电极（金属-难溶盐电极）、氧化还原电极三类。 8.相律是描述相平衡系统中自由度、组分数、相数之间关系的法则。其有多种形式，其中最基本的是吉布斯相律，其通式为f=c-p+2 。二．名词解释 1.拉乌尔定律：气液平衡时稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气压p A等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压p A*与溶液中溶剂的摩尔分数x A的乘积，该定律称为拉乌尔定律。 2.亨利定律：在一定温度下，稀溶液中易挥发溶质B在平衡气相中的分压p B与其在平衡液相中的摩尔分数x B成正比，该定律称为亨利定律。 3.基元反应：化学反应并非都是由反应物直接生成生成物，而是分若干真实步骤进行的，这些步骤称为基元反应。 4.质量作用定律：基元反应速率与反应中各反应物浓度的幂乘积成正比，这一规律称为基元反应的质量作用定律。 5.稳态近似处理：假定中间物浓度不随时间而改变的处理方法。 6.极化：当电化学系统中有电流通过时，两个电极上的实际电极电势将偏离其平衡电势 ，这种现象称为电极的极化。 e
CH4 应用题参考答案 1在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个程序运行的页面走向是： 1、2 、3 、4 、2 、1 、5 、6 、2 、1 、2 、3 、7 、 6 、3 、2 、1 、2 、 3、6 。 分别用 FIFO 、OPT 和 LRU 算法，对分配给程序 3 个页框、 4 个页框、 5 个页框和 6 个页框的情况下，分别求出缺页中断次数和缺页中断率。 答： 页框数FIFO LRU OPT 3161511 414108 51287 6977 只要把表中缺页中断次数除以20，便得到缺页中断率。 2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个作业共有 5 页，执行时其访问页面次序 为： ( 1 ) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5 ( 2 ) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5 若分配给该作业三个页框，分别采用 FIFO和 LRU 面替换算法，求出各自的缺页 中断次数和缺页中断率。 答：( 1 ）采用 FIFO 为 9 次，9 / 12 = 75 ％。采用 LRU 为 8 次，8 / 12 = 67 ％。( 2）采用FIFO和LRU均为9次，9 / 13 = 69％。 3一个页式存储管理系统使用 FIFO 、OPT 和 LRU 页面替换算法，如果一个作业的页面走向为： ( l ) 2、3、2、l、5、2、4、5、3、2、5、2。 ( 2 ) 4、3、2、l、4、3、5、4、3、2、l、5。 ( 3 ) 1、2、3、4、1、2、5、l、2、3、4、5。
当分配给该作业的物理块数分别为 3 和 4 时，试计算访问过程中发生的缺页中断 次数和缺页中断率。 答： ( l ）作业的物理块数为3块，使用 FIFO 为 9次， 9 / 12 = 75％。使用 LRU 为 7次， 7 / 12 = 58％。使用 OPT 为 6 次， 6 / 12 = = 50％。 作业的物理块数为4块，使用 FIFO 为 6次， 6 / 12 = 50％。使用 LRU 为 6次， 6 / 12 = 50％。使用 OPT 为 5 次， 5 /12 = 42 ％。 ( 2 ）作业的物理块数为3块，使用 FIFO 为 9次， 9 / 12 = 75％。使用 LRU 为 10 次， 10 / 12 = 83％。使用 OPT 为 7次， 7/12 = 58％。 作业的物理块数为 4块，使用 FIFO 为 10次， 10 / 12 = 83 ％。使用LRU 为 8 次， 8/12 ＝66％。使用 OPT为 6 次， 6/12 ＝50%. 其中，出现了 Belady 现象，增加分给作业的内存块数，反使缺页中断率上升。 4、在可变分区存储管理下，按地址排列的内存空闲区为： 10K 、4K 、20K 、18K 、7K 、 9K 、12K 和 15K 。对于下列的连续存储区的请求： ( l ) 12K 、10K 、 9K , ( 2 ) 12K 、10K 、15K 、18K 试问：使用首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法和下次适应算法，哪个空闲区被使用？ 答： ( 1）空闲分区如图所示。 答 分区号分区长 110K 24K 320K 418K 57K 69K 712K 815K 1）首次适应算法 12KB 选中分区 3 ，这时分区 3 还剩 8KB 。10KB 选中分区 1 ，恰好分配故应删去分区 1 。9KB 选中分区 4 ，这时分区 4 还剩 9KB 。
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。（×）
材料化学 功能材料概念及分类 概念：功能材料指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。 分类：从功能方面分：力学功能、高结晶材料、超高强度材料。化学功能：分离功能材料、应用功能材料。物理化学功能：电学功能材料、光学功能材料、能量转换功能材料。生物化学功能：医用功能材料、功能性药物、生物降解材料 功能材料与化学的关系？ 答：到目前为止，化学科学家共发现了100多个元素，这些元素以不同的方式组成了不计其数具备微观结构和物理化学功能的化合物材料，各种晶体材料通过化学键如离子键、共价键、金属键等作用稳定存在；化学作为一门核心、实用、创造性科学，已经为人们认识物质世界和人类文明进步做出了巨大贡献，化学式功能材料专业的基础和工具。 高分子功能材料在所有的材料占比重是多少？60% 什么是分子筛？ 答：狭义上讲，分子筛是具有均分的孔隙结构的晶态硅盐或硅铝酸盐。由硅氧四面体或吕氧四面体通过桥键相连接而形成。广义上讲，结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级。能将直径比孔大的分子排斥在外，从而实现筛分分子的作用，分子筛就由此得名。分子筛有哪些功能？ 答：催化、吸附、分离、储能、离子交换、光电材料 分子筛结构？ 答：结构特点，硅氧四面体与吕氧四面体构成骨架，相邻四面体氧桥成环，氧环通过氧桥连接，形成具有三维空间的多面体，不同结构的笼再通过氧桥相互换成不同结构的分子筛。金属阳离子，存在于晶穴，晶孔和孔道中，水分子充满整个空旷的骨架。 C60为什么叫富勒烯，他属于烯烃么？它的别名是什么？ 答：Fullerene；其中前缀Fuller是建筑大师，BuckminsterFuller的姓，词尾ene代表原子族属于有机化学的烯类。C60等不含氢原子但有不少双键，习惯上称作烯。但实际上这类分子不属于有机化学中的烯烃。因其与足球结构类似，所以称为足球烯及巴基球。 富勒烯有什么功能？ 答：物理性质：C60在脂肪烃中的溶解性随溶剂分子的碳原子数增大而增大，但一般溶解性较小。在苯和甲苯中有良好的溶解性，而在CS2中的溶解度较大。超导性，与氧化物超导性比较，C60具有完美的三维超导性，电流密度大，稳定性高，易于成线材等优点。光学性质：C60分子中存在的三维高度非定域电子共轭结构使得它具有良好的光学及非线性光学性能。化学性质：由于C60的共轭无键是非平面，环电流较小，显示不饱和烃的性质，易于发生加成、氧化反应。 请列举至少3个富勒烯的分子式（C28、C32、C50、C60、C70、C90） C60的结构特点 答：C60由60个碳原子构成球形30面体，它含有12个正五边形面积和20个正六边形面，60个顶点全部由60个碳原子占据，每个碳原子都处在一个五边形和两个六边形的连接点上。碳纳米管是什么时候被哪位科学家发现的？日本、饭岛教授、1991年 举例出三种制备碳纳米管的方法？石墨电弧法、固相热解法、化学气相沉积法 碳纳米管有哪些独特性格？ 答：碳纳米管作为一维纳米材料，重量级，六边形结构完美，具有许多异常的功能包括高比面积，力学、热学、光学和电磁学性能等。 为什么要对碳纳米管进行化学修饰？ 答：碳纳米管的实际结构比理想模型复杂得多，它是由通心石墨片柱和卷曲石墨片结构混合
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 ）o 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 ）。 作业 2 铸造工艺基础 2-1 判断题（正确的画0,错误的画X ） 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。 （X ） 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。 （ 0 ） 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。 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。 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 专业 班级 学号 姓名 O ） O ） (X) 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。 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。 (X) O ） O ) 2- 2 选择题 1 ．为了防止铸件产生浇不 足、 A .减弱铸型的冷却能力； 冷隔等缺陷，可以采用的措施有（ B ．增加铸型的直浇口高度； D . A 、B 和 C ; E . A 和 C o ）。