金属热加工工艺复习（完全体）
一名词解释：
1.金属液态成形：是一种将金属（一般为合金）浇入铸型型腔，冷却凝固后获得零件
或毛坯的成形工艺。
2.铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、压力、离心力、电磁力等外力
场的作用下充满铸型，凝固后获得一定形状与性能零件和毛坯生产过程。
3.直浇道窝：在直浇道底部设有半圆形或圆锥台形的窝坑，称为直浇道窝。
4.流动性：指熔融金属的流动能力。它是影响熔融金属充型能力的主要因素之一。
5.冷铁：为增加铸件的局部冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的激冷物。
6.补贴：为增加冒口补缩效果，沿冒口补缩距离，向着冒口方向铸件断面逐渐增厚的
多余金属。
7.浇注位置：浇注状态下铸件在铸型内所处的位置。
8.分型面：是指两半型（一般为上、下）或多个铸型（多箱造型）相互接触配合的表
面。
9.特种铸造：是指有别于砂型铸造工艺的其它铸造工艺。
10.离心铸造：是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的
一种铸造方法。
11.熔模铸造：又称失蜡铸造，用易熔材料（蜡或塑料等）制成精确的可熔性型壳熔模，
并进行蜡模组合，涂以若干层耐火涂料，经干燥、硬化成整体型壳，加热型壳熔失模型，经高温焙烧成耐火型壳，在型壳中浇注铸件的方法。
12.锻造温度：是指开始锻造的温度（始锻温度）和结束锻造的温度（终锻温度）之间
的一段温度区间。
13.始锻温度：锻造温度的上限。
14.终锻温度：锻造温度的下限。
15.锻造成形：锻造成型是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生
塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
16.自由锻：自由锻造是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。
17.胎膜锻：胎模锻是在自由锻设备上使用简单的活动模具（称为胎模）生产锻件的方
法
18.模锻：模型锻造简称为模锻，是将加热到锻造温度的金属坯料放到固定在模锻设备
上的锻模模膛内，使坯料承受冲击功或静压力产生塑性变形而获得锻件的方法。
19.拉深：变形区在一拉一压的应力状态作用下，使板料(浅的空心坯)成形为空心件(深
的空心件)而厚度基本不变的加工方法。
20.分模面：是指锻模上模与下模的分界面
21.分模线：分模面预锻件表面的交线称锻件的分模线。分模线是锻件最基本的结构要
素。
22.芯轴扩孔：是将芯轴穿过空心坯料而放在“马架”上，坯料转过一个角度压下一次，
逐渐将坯料的壁厚压薄、内外径扩大。因此，这种扩孔也称为马架上扩孔。
23.冲孔连皮：对于有内孔的模锻件，锤上模锻不能直接锻出透孔，必须在孔内保留一
层连皮，然后在冲切压力机上冲掉。
24.锻模斜度：为了便于将模锻件从模膛中取出，锻件沿锤击方向的表面应留有一定的
斜度，称为模锻斜度或出模角。
25.冲孔：是指板料或工件上冲出所需的孔，冲去的是废料，周边是成品
26.落料：是指从板料上冲下所需形状的零件或毛坯，被冲下是成品，留下的是废料。
27.焊接成型：利用各种形式的能量使被连接的表面产生原子间结合而成为一体的成形
加工方法。
28.电阻焊：是利用电流流经工件接触面积邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑
性状态，同时对焊接处加压完成焊接的一种方法。
29.未熔合：在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间末完全熔化结合的部分
称为未熔合。常出现在坡口的侧壁、多层焊的层间及焊缝的根部。
30.未焊透：焊接时，母材金属之间应该熔合而未焊上的部分称为未焊透。出现在单面
焊的坡口根部及双面焊的坡口钝边
31.超声波探伤：是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等特性来发现缺陷的一种
无损检测方法。
32.射线探伤：射线探伤是利用X射线或γ射线可以穿透物质和在物质中有衰减的性质
来发现物质内部缺陷的一种无损探伤方法。
33.渗透探伤：渗透探伤是利用毛细现象检查材料表面缺陷的一种无损检验方法。
34.激光焊：是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密的焊接方法。
35.钎焊：钎焊是采用熔点比母材低的金属作钎料，将焊件加热到高于钎料熔点、低于
母材熔点温度，使钎料填充接头间隙，与母材产生相互扩散，冷却后实现连接焊件的方法。
36.金属焊接性：焊接性是指在一定的焊接工艺条件下，能够获得优质焊接接头的难易
程度。是金属材料本身的固有属性。
37.气体的电离：热电离、场致电离、光电离使中性的气体分子或原子释放电子形成
正离子的过程叫做气体电离
38.阴极电子发射：阴极电子从阴极表面溢出的现象。热发射、场致发射、光发射和粒
子碰撞发射。
39.埋弧焊：是以可以熔化的颗粒装焊剂作为保护介质，电弧掩埋在焊剂层下的一种熔
化极电弧焊接方法。
40.手工电弧焊：手工电弧焊是利用手工操纵电焊条进行焊接的电弧焊方法。
41.等离子弧焊：是用等离子弧作为热源进行焊接的方法。
42.摩擦焊：它是在外力作用下，利用工件间相对摩擦运动和塑性流动产生的热量，使
接触面及近区金属达到塑性状态并产生适当的宏观塑性变形，通过两侧材料间的相互扩散和动态再结晶而完成焊接的方法。
浇口杯
直浇道
横浇道内浇道
答：冒口是铸型内储存并提供补缩铸件熔融金属的空腔，也指该空腔中被充填的液体。（1）冒口与铸件间的补缩通道对于平板铸件，为使冒口中的金属液能不断补偿铸件的体收缩，冒口与被补缩部位之间应始终保持着畅通的补缩通道。夹角φ范围内都处于液态，始终和冒口及凝固区相通。
（2）、冒口有效补缩距离对于平板铸件，中间设一冒口，逐渐末端比中部多一个冷却端面，形成温梯度。因此末端晶体生长比中部快，凝固前沿呈楔形，扩张角φ向冒口扩大，末端是致密无缩孔、无缩松区。靠近冒口部分，金属液热量集中而造成温差，结晶速度比中部慢，凝固前沿也呈楔形，因此冒口作用区也是致密区。如果末端区与冒口区相连，便可获得致密
（末端区产生原因）因末端区比中间区多一个散热端面，所以冷却速度较快，在纵向上存在较大的温差，越靠近端面温度越低，因此等液相线何等液相线越靠近端面，向铸件中心推进越快，构成了补缩通道，因在中间段的中心尚未构成补缩边界之前，末端区已凝固完毕，所以末端区的钢液所产生的凝固收缩完全能获得钢液的补缩。这段位顺序凝固，铸件是致密的。（冒口作用区）由于冒口中钢液的热作用，使其在纵向存在温度差。等液相线和等固相线越靠近冒口，向铸件中心推进越慢因此在冒口区中形成楔形的补缩通道，向冒口扩张，有利于冒口补缩。
（轴线缩松产生原因）有一个邻接末端区与冒口区的中间区域时，在内冒口对其加热和末端激冷都作用不到，上下凝固前沿相互平行。凝固后期，由于树枝晶生长隔断了补缩通道，便产生轴线缩松
避免方法：（1）冷铁两冒口之间安放冷铁，相当于铸件中间增加激冷端，形成两个末端区，显著增加有效补缩距离。末端加冷铁会使末端区长度略有增加。
（2）使铸件长度等于冒口区和末端区长度之和时不会产生轴线缩松。
3、开放式浇注系统和封闭式浇注系统
答：封闭式浇注：系统直浇道出口、横浇道截面积总和及内浇道出口面积总和依次缩小。在正常浇注条件下，所有组元都能为金属液充满，也称收缩式浇注系统。容易为金属液所充满，撇渣能力强，可防止气体的卷入，可用于中小型铸件。但金属液流速大，有时甚至向型腔产生喷射现象。不适于易氧化的非铁合金或压头高的铸件及柱塞浇包的铸钢件。
开放式浇注系统：直浇道出口、横浇道截面积总和及内浇道出口面积总和依次扩大浇注系统，也称为扩张式浇注系统。直浇道下端为阻流截面。难于充满所有组元，撇渣能力较差，熔渣
及气体将随金属液流入型腔，造成废品。但内浇道金属液流速不高，流动平稳、冲刷力小，受氧化程度轻微。主要用于易氧化的合金铸件、球铁铸件和柱塞包浇注的中大型铸钢件。
4、分析齿轮类零件铸件在轮缘热节处产生缩孔的原因，并提出防止缩孔产生的工艺方式答：壁厚不均匀，在局部厚大部位或内角处，因散热缓慢而形成热节，当热节处得不到相邻金属补缩，就会出现缩孔。冒口尺寸设计不合理未能促进铸件顺序凝固。铸件的凹角半径太小，使尖角处型砂的传热能力降低，凹角处的凝固速度下降，同时发气压力大，析出的气体向未凝固的金属液渗入，导致铸件产生气缩孔。
防治方法：（1）通过加长冒口补贴，使此部位处于冒口有效补缩距离范围内，保证组织的致密度。（2）减小凝固区域宽度，合理设计冒口、冷铁和补贴，设计利于顺序凝固的浇注系统，合理浇注温度和速度等，实现顺序凝固。（3）在轮缘上部加厚,造成一定的温度梯度，才能使凝固区域由下而上逐渐移动
5分析铸件在热节处产生缩松或缩孔的原因，并提出至少两种铸造工艺措施（具体说明如冷铁、暗冒口、明冒口）
答：（1）铸件结构壁厚不均匀，在局部厚大部位或内角处，因散热缓慢而形成热节，当热节处得不到相邻金属补缩，就会出现缩孔或缩松。（2）工艺因素冒口设计不合理，可能造成局部过热或补缩能力降低；当冷铁尺寸和布置不当时，将阻隔补充来源以及浇注工艺不合理等形成缩孔或缩松。
防治方法：（1）在高处热节的上方或旁边设置冒口（2）在热节处安放内冷铁或外冷铁，加大铸件的冷却速度（3）在热节或铸件尺寸超出冒口有效补缩距离时，利用补贴可造成冒口敞开的补缩通道，实现补贴。
6、特种铸造方法分类和特种铸造（熔模铸造、离心铸造、金属模铸造、消失模铸造）的特点及工艺。
答：特种铸造：是指有别于砂型铸造方法的其它铸造工艺
特种铸造方法分类：按造型材料可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、负压铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、离心铸造等）两类。
【注：各个铸造工艺按其定义写即可，自己添加】
熔模铸造的特点：
（1）尺寸精度高；
（2）适于各种铸造合金、各种生产批量，尤其在难加工金属材料，如铸造刀具，涡轮叶片等生产中；
（3）可以铸造形状复杂铸件；
（4）可铸出各种薄壁件及重量很小铸件；
（5）工序繁多，生产周期长，铸件不能太大。
离心铸造的特点：
优点：（1）致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能较好；
（2）生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属
充型能力，降低壁厚对长度或直径比值，简化套筒和管类铸件的生产过程；
（3）几乎没有浇注系统和冒口金属消耗，提高工艺出品率；
（4）便于制造筒、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等；
（5）铸成铸件时，可借离心力提高金属的充型能力，故可生产薄壁铸件，如叶轮、
金属假牙等；
缺点：（6）对合金成分不能互溶或凝固初期析出物的密度与金属液基体相差较大时，易形成密度偏析；
（7）铸件内孔表面较粗糙，聚有熔渣，其尺寸不易正确控制；
（8）用于生产异型铸件时有一定的局限性。
金属模铸造的特点：结构简单、制造方便，尺寸精确，操作便利。
消失模铸造的特点：1.铸件精度高2.设计灵活3.无传统铸造中的砂芯4.清洁生产5.
降低投资和生产成本
【消失模铸造定义：原理是用泡沫聚苯乙烯塑料模样（包括浇冒口）代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热液态金属的热作用下，泡沫塑料气化、燃烧而消失，
金属液取代了原泡沫塑料模所占的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件。】
特种铸造工艺：（1）金属型铸造（2）离心铸造（3）压力铸造（4）低压铸造（5）熔模铸造（6）壳型铸造（7）陶瓷型铸造（8）磁型铸造（9）石墨型铸造（10）真空吸铸（11）差压铸造（12）半固态金属铸造
7、砂型铸造气孔的来源及防止气孔的措施
答：气孔来源：A、析出性气孔B、反应性气孔C、侵入性气孔
防治方法：①严格控制气体来源，或对液态金属保护；
②冶金脱气和机械脱气；
③适当降低浇注温度，让气体排出。
8、金属从浇注温度冷却到室温要经历那些收缩阶段？
答：（1）液态收缩金属在液体状态时的收缩，原因是气体排出、空穴减少、原子间间距减小。
（2）凝固收缩金属在凝固过程时的收缩，其原因是由于空穴减少；原子间间距减小。液态收缩和凝固收缩在外部表现皆为体积的减小，一般表现为液面降低，因此称为体积收缩。是缩孔或缩松形成的基本原因。
（3）固态收缩金属在固态过程中的收缩，其原因在于空穴减少；原子间间距减小。
（二）金属塑性成形
1、自由锻的基本变形工序？
答：指能大幅度改变坯料形状和尺寸的工序，也是自由锻的主要变形工序。如镦粗、拔长、冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长、弯曲、剁切、错移和扭转等。
2、和零件图比较，锻件图上主要考虑的因素？
答：（1）加工余量自由锻件的精度和表面质量都很低，不能达到零件图的要求，锻后需要进行机械加工（2）锻造公差（3）锻造余块（4）检验试样及工艺夹头
3、分析开式模锻的变形过程四个阶段的变形特点及飞边槽的的作用？
答：第Ⅰ阶段自由变形或镦粗变形阶段。在此阶段，毛坯在锤击作用下，发生镦粗变形（或局部压入变形），高度减小，径向尺寸逐渐增大，即在金属与模壁接触之前，镦粗所需变形力不大，当金属与模壁接触，此阶段结束
第Ⅱ阶段第Ⅰ阶段结束后，由于金属流动受模壁阻碍，坯料自由流动受到限制，继续压缩时，金属流向模膛深处充满模膛的同时，开始流入飞边槽。当压下量达到时，出现少许飞边，此时所需变形力显著增大。
第Ⅲ阶段型腔充满阶段。飞边形成后，随变形的进行，飞边逐渐减薄，金属流入飞边的阻力急剧增大，形成阻力圈。当这个阻力大于金属充填模膛深处和圆角阻力时，迫使金属继续向模膛深处和圆角处流动，直到充满模膛。
第Ⅵ阶段锻足或称打靠阶段。通常坯料体积略大于模膛体积，因此当模膛充满后尚需继续压缩至上下模接触。多余金属排入飞边槽，以保证高度尺寸符合要求。这一阶段变形主要发生在分模面附近的区域，其它部位处于弹性变形状态。
飞边槽的作用：1、造成足够大的水平方向的阻力，迫使金属充满模膛，保证锻件的尺寸精度；
2、缓冲锤击，由于飞边金属的阻隔，可以缓冲上下模块的直接撞击，提高锻模寿命；
3、容纳多余金属，充满模膛后，多余金属靠飞边仓部容纳。
4、冲裁变形的几个阶段？冲孔和落料的区别？
答：（1）弹性变形阶段凸模首先与板料相接触，随着凸模的加压，板料发生弹性压缩与弯曲，并略有挤入凹模洞口。此时板料的内应力未超过σs，如若凸模卸压，材料即恢复原状，故称弹件变形阶段。
（2）塑性变形阶段凸模继续对板料加压，材料内应力越过屈服极限，部分金属被挤入凹模洞口，产牛塑剪变形，得到光亮的剪切断面。又因凸、凹模之间存在间隙，在塑性变形的同时，还伴有弯曲和拉伸，故这一过程给冲裁断面留下圆角带和光亮带。当内应力达到抗剪强度，出现微裂纹为小（即材料开始破坏，使塑性变形结束）。由于微裂纹产生的位置是在离刃口不远的侧面，团此冲裁件的毛刺形成是在这一阶段开始的。
（3）断裂分离阶段凸模继续下压，微裂纹不断向材料内部扩展，直至上、下两裂纹相遇重合为止。此时工件与板料分离，在冲裁断面上留下粗糙断裂带。以后凸模再下压，可使已经开始形成的毛刺拉长，并最后也留在冲裁件上。
冲孔是指板料或工件上冲出所需的孔，冲去的是废料，周边是成品；
落料是指从板料上冲下所需形状的零件或毛坯，被冲下是成品，留下的是废料
5、闭式模锻与开式模锻比较有何优点？闭式模锻各阶段的变形特点？
答：优点：1、无飞边材料消耗和额外变形功，只需1次加热；
2、受到三向压应力作用，塑性增加，故适用于模锻塑性较差的高合金钢和合金；
3、金属流线沿锻件轮廓分布，提高了锻件的力学性能。
第Ⅰ阶段是基本成形阶段。由坯料开始变形直至基本充满模膛，变形力增加较慢，继续变形，变形力急剧增加。
第Ⅱ阶段充满模膛各处，此阶段从第Ⅰ阶段结束到充满模膛为止。
第Ⅲ阶段形成纵向毛刺阶段。第Ⅱ阶段结束时基本已成为不再变形的刚性体，进一步增大锻造力，变形体在静压力作用下将破碎铸造枝晶、锻和孔洞、压实疏松。只有在极大锻造压力下，才能使金属产生很少的流动，形成纵向毛刺
6、板料冲压的应用。变形工艺有哪些？
答：冲压既能制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。
（1）弯曲（2）拉深（3）翻边（4）胀型
（三）金属连接成形
1、等离子弧按供电方式分类
（1）非转移型等离子弧钨极接电源的负极，喷嘴接电源的正极，焊件不接电源，电弧是在钨极和喷嘴孔壁之间燃烧的；
（2）转移型等离子弧钨极接电源的负极，焊件接电源的正极，等离子弧燃烧与钨极与焊件之间；
（3）混合型等离子弧工作过程中非转移型弧和转移型弧同时存在。两台电机供电，或一台电机串联一定电阻后向两个弧供电。
2、分析奥氏体不锈钢焊接时主要的焊接性问题？
答：主要问题是焊接接头的晶间腐蚀倾向和焊缝的热裂倾向。接头的晶间腐蚀是由于焊接时热影响区晶粒内部过饱和的碳原子扩散到晶界，与晶界附近的铬原子形成高铬碳化物从奥氏体析出，使奥氏体境界附近形成“贫铬”区而失去抗腐蚀能力造成的。热裂主要是由于钢中的Si、S、P等杂质元素形成的低熔点共晶产物沿奥氏体晶界分布，降低了晶界的高温强度，加之奥氏体导热系数小，线胀系数大，焊接时产生较大的焊接应力，从而使焊缝在高温下易产生裂纹。
3、熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比有何特点？气体保护焊的送丝方式有哪些？
答：用焊丝作电极，焊丝熔化后作焊缝填充金属，可用较大的电流，熔深较大，生产率高，适用于焊接厚度为3~25mm的工件。
送丝方式：（1）推丝式（2）拉丝式（3）推拉丝式
4简述电阻焊的焊接原理，写出至少两种电阻焊的工艺方法。
答：焊接原理：是利用电流流经工件接触面积邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，同时对焊接处加压完成焊接的一种方法。
工艺方法：（1）点焊：用两柱状电极压紧工件→通电→接触面发生点状熔化（熔核）→断电，在压力下完成一个焊点的结晶过程。多用于薄板的非密封性连接
（2）缝焊：缝焊是用一对连续传动、断续通电的滚轮电极代替点焊的柱状电极，滚轮压紧并带动搭接的被焊工件前进，在两工件接触面之间形成连续而重叠的密封焊缝的焊接方法。【缝焊的特点是在被焊工件的接触面之间形成多个连续的焊点。缝焊过程与点焊类似，可以看成连续的点焊。】
【（3）凸焊：凸焊的特点是在焊接处首先加工出一个或数个突起点，在焊接时这些突起点和另一被焊工件紧密接触。通电后，突起点被加热，加压后被压塌随后形成焊点。
（4）对焊电阻对焊：将焊件装配成对接接头，使其端面紧密接触，利用强电流通过接头时产生电阻热，将金属加热至塑性状态，迅速施加顶锻力完成焊接的方法。闪光对焊：在电极夹具中装工件并夹紧→使工件不紧密地接触，真正接触的是一些点→通电流→接触点受电阻热熔化及气化→使液体金属发生爆裂，产生火花与闪光→继续移动工件→连续产生闪光→端面全部熔化→迅速加压工件→切断电流→工件在压力下产生塑性变形→形成接头。】
5、等离子弧能量和温度高的原因？（叙述机械压缩作用、热压缩作用和磁压缩作用）。
1）、机械压缩效应:在钨极（负极）和焊件（正极）之间加上一个高电压，使气体电离形成电弧，当弧柱通过特殊孔形的喷嘴的同时，又施以一定压力的工作气体，强迫弧柱通过细孔，由于弧柱受到机械压缩使横截面积缩小，故称为机械压缩效应。
2）、热收缩效应:当电弧通过喷嘴时，在电弧的外围不断送入高速冷却气流（氮气或氢气等）使弧柱外围受到强烈冷却，电离度大大降低，迫使电弧电流只能从弧柱中心通过，导致导电截面进一步缩小，这时电弧的电流密度大大增加，这就是热收缩效应。
3）、磁收缩效应:由于电流方向相同，在电流自身产生的电磁力作用下，彼此互相吸引，将产生一个从弧柱四周向中心压缩的力，使弧柱直径进一步缩小。这种因导体自身磁场作用产生的压缩作用叫“磁收缩效应”。电弧电流越大，磁收缩效应越强。
6、二氧化碳气体保护焊的优缺点？
答：优点：（1）焊接成本低（2）焊接生产效率高（3）应用范围广（4）抗锈能力强（5）操作性好，具有手弧焊的灵活性。
缺点：（1）在电弧空间里，二氧化碳气体氧化作用强，因而需对焊接熔池脱氧，需使用含有较多脱氧元素的焊丝（2）飞溅大、电弧稳定性差、弧光强、烟雾大。
7、从冶金角度对焊接分类
答：（1）液相焊接：利用热源加热待焊部位，使之发生熔化，凝固结晶后实现原子间结合（2）固相焊接：固相焊接属于典型的压力焊方法。因为固相焊接时，必须利用压力使待焊部位的表面在固态下直接紧密接触，并使待焊表面的温度升高（但一般低于母材金属熔点），通过调节温度、压力和时间以保证充分进行扩散而实现原子间结合。
（3）固－液相焊接：固－液相焊接，就是待焊表面并不直接接触，而是通过两者毛细间隙中的中间液相相互联系。于是，在待焊的同质或异质固态母材与中间液相之间存在两个固－液界面，通过固－液相间原子充分扩散，可实现原子间的结合。
8、钨极氩弧焊焊接3mm以上铝及其合金时为什么要采用直流反接？
答：钨极氩弧焊采用直流反接时，焊件接负极时，焊件表面接收正离子的撞击，使焊件表面的铝、镁等金属表面致密难熔的氧化膜击碎并去除，从而保证焊件的焊合，使焊接顺利进行。这种现象称为“阴极破碎”。但这样会使钨极严重烧损，因此通常采用交流电源。（因为铝的导热性比较高，容易塌陷，而且氧化膜的熔点比母材高的多。但是这样热量低故一般用直流氩弧焊。）
9、斜Y坡口对接裂纹试验过程。
（1）首先把被焊材料加工成斜Y坡口型的试样。
（2）把两端各60mm范围内先用焊缝固定，焊接时要注意防止角变形和未焊透。固定焊缝为双面焊接，要保证填满。
（3）试验焊缝采用手弧焊或自动送进焊条电弧焊，但要注意焊接时引弧、熄弧方式并应离开拘束焊缝2～3mm。
（4）试验焊缝可在各种不同温度下施焊，焊后静止24h再检测和解刨。焊接工艺参数为：焊条直径4mm，焊接电流170±10A，电弧电压24±2V，焊接速度150±10mm/min。
（5）用肉眼和放大镜来观察焊接接头的表面和断面上是否存在裂纹，并分别计算出表面裂纹率和试样上裂纹长度。
用途：1、斜Y坡口对接裂纹试验一般用于评价打底焊缝及其热影响区冷裂纹倾向。
2、裂纹率小于15%为优质焊缝，用于检测热影响区对根部裂纹的影响
10、手工电弧焊时焊条药皮有哪些作用？
①机械保护作用，焊条药皮熔化后产生大量的气体，把熔化金属与空气隔绝开来。这些气体中绝大部分是还原性气体，能在电弧区、熔池周围形成一个很好的保护层，防止氧、氮侵入，起到了保护熔化金属的作用；另药皮被电弧高温熔化后形成熔渣覆盖着熔滴和熔池金属。
②冶金作用，通过熔渣与熔化金属冶金反应，除去有害杂质（如氧、氢、硫、磷）和添加有益的合金元素，获得合乎要求的机械性能。
③改善焊接工艺性能，使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣等。
11、焊芯有两个作用
一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能；
二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。
12、埋弧焊焊接原理与特点。
焊接原理：焊接时，焊剂从焊剂漏斗中流出，均匀堆敷在焊件表面，焊丝由送丝机构自动送进，经导电嘴进入电弧区，焊接电源分别接在导电嘴和焊件上以产生电弧，电弧在颗粒状的焊剂层下燃烧，电弧周围的焊剂熔化形成熔渣，工件金属与焊丝熔化成较大体积的熔池，熔池被熔渣覆盖，焊机带着焊丝均匀向前移动，熔池金属被电弧气体排挤向后堆积形成焊缝。特点：1）生产效率高
2）焊缝质量高
3）劳动条件较好，无弧光辐射
4）节省焊接材料
13、气体保护焊的送丝方式有哪些？气体保护焊采用什么样的保护气体状态？
答：送丝方式：（1）推丝送丝式（2）拉丝送丝式（3）推拉丝送丝式
采用较厚的近壁层层流和中间紊流的双重流态。
《机械制造基础》课堂习题参考答案 （热加工工艺基础——第一章铸造） 一、选择题 1、 D 2、B 3、A 4、A 5、B 6、C 7、B 8、A 9、B 10、D 11、C 12、B 13、B 14、B 15、C 16、A17、C 18、B 19、C 20、B 21、B 22、A23、B 24、B 25、A 二、判断题 1、╳常见的铸件缺陷砂眼产生的原因是型砂和芯砂的强度不够；砂型和型芯的紧实度不够；合型时局部损坏，浇注系统不合理，冲坏了砂型。 2、╳易形成缩孔，共晶成分合金一般在恒温下结晶，是逐层凝固方式，易形成集中孔洞，即缩孔。 3、╳应改为：要适中，因紧实度太高，易出现气孔，退让性又不好，易产生铸造应力等。 4、√ 5、√影响铸件凝固方式的因素：合金的结晶温度范围、铸件的温度梯度等。 6、√铸钢件均需经过热处理后才能使用。因为在铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组织不均及残余内应力等缺陷，这些缺陷大大降低了其力学性能，因此铸钢件必须进行正火或退火。 7、╳浇注时铸件朝上的表面因产生缺陷的机率较大，其余量应比底面和侧面大。 8、√有色金属铸件，由于表面光洁平整，其加工余量应比铸铁小。 9、√为使砂型易于从模样内腔中脱出，铸孔内壁起模斜度比外壁拔模斜度大，通常为3~10°。 10、╳因为共晶合金是在恒温下结晶其凝固方式为逐层凝固，容易形成缩孔。 11、√ 12、√ 13、╳确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝下. 14、╳铸件的所有表面不一定应留有加工余量。 15、√ 三、填空题 1、逐层凝固；糊状凝固；中间凝固 2、缩孔；裂缝 3、合金的流动性；浇注条件；铸型的结构 4、液态收缩；凝固收缩；固态收缩 5、充型能力（流动性） 6、收缩性 7、冷却速度 8、拔模斜度；角度或宽度 9、立式；卧式
《金属工艺学》试卷A 1、填空题（共20分，每小题2分） 1. 金属材料的力学性能主要包括 强度 、 硬度 、 塑性 、 韧性 等。 2. 金属的结晶过程包括 晶核形成 和 晶核长大 。 3. 过冷奥氏体的等温转变产物有 珠光体 、 贝氏体 和 马氏体 三种类型。 4. 电阻焊按接头形式包括 点焊 、 缝焊 和 对焊 。 5. 合金的流动性差，易产生 浇不足 、 冷隔 等铸件缺陷。 6. 焊接热影响区包括 熔合区 、 过热区 、 正火区 、 部分相变区 。 7. 按照外形不同，切屑可分为 节状切屑 、 带状切屑 、 粒状切屑 、 崩碎切屑 四类。 8. 一般机械加工中，使用最多的刀具材料是 高速钢 和 硬质合金 。 9. 常用的切削液有 水溶液 、 切削油 和 乳化液 。 10. 板料冲压的基本工序可分为两大类 分离工序 和 成形工序 。 2、选择题（共20分，每小题2分） 1. 金属在疲劳试验时，试样承受的载荷为（ 4）。 (1) 静载荷 (2) 动载荷 (3) 冲击载荷 (4) 交变载荷 2. 固溶强化的根本原因是（ 3）。 (1) 晶格类型发生变化 (2) 晶粒变细 (3) 晶格发生畸变 (4) 晶格发生滑移 3. A1、Ar1、Ac1、A3之间的关系为（ 2 ）。 (1) A1>Ar1>Ac1>A3 (2) Ar1 1 范围 本规范规定了本厂生产、供本厂锻造用的电炉锭、电渣锭与钢坯炉窑加热工艺的编制要素、导则和方法。本规范适用于冷热钢锭于钢坯。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 DYⅡ-39-93 热送钢锭冷处理工艺守则 DYⅡ-3-39 水压机自由锻锻后冷却及锻后热处理工艺守则 QGSHYZ 22-93 热加工工艺文件制定规程 3 名词说明和定义 3.1 钢锭和钢坯 钢锭锭身锻比<1.5的成钢锭，锭身锻比≥1.5的称钢坯。（简称“锭”、“坯”） 3.2 冷、热锭（坯） 装炉时锭{坯}表面温度<400℃（且内部温度肯定低于表面温度）的称冷锭（坯），表面温度≥400℃（且内部温度肯定高于表面温度）的称热锭（坯）。 表面温度以钢锭冒口端进锭身200mm凹（圆）面处、坯料离端口200mm平面处的实际温度为准。3.3 锻造温度保温时间 指炉温（一般指炉窑顶部电偶所测温度）进入工艺规定温度公差范围、开始保持此温度，使钢锭（坯）变形区与此温度趋于基本一致所需时间。 3.4 最少保温时间 指钢锭（坯）在进行表面区域变形或精锻（如倒棱、滚圆、校直、整型等）前加热到锻造温度时开始保温所需的最少时间。 3.5 普通保温时间 指钢锭（坯）在进行常规锻造或粗锻（如拔长、冲孔、平整、剥边、扭曲、错移、弯曲等等）前加热到锻造温度时开始保温所需时间。但镦粗须在此保温时间基础上延长20%。 4 要素确认 按本规范编审有关钢锭（坯）的加热工艺前，一般应确定下列基本要素 4.1 锻造工艺和产品技术质量要求； 4.2 钢锭（坯）的规格、质量、形状、及其相关现状； 4.3 加热炉规格及其工作可靠性； 4.4 装炉单、装炉方式和合炉要求； 4.5 有关作业方法及其有效性； 4.6 测温形式及显示的正确，及时，统一性； 4.7 工装，附件的匹配； 4.8 作业环境适应性。 金属塑性加工原理考试试卷 考试试卷（一） 一、名词解释（本题10分，每小题2分） 1.热效应 2.塑脆转变现象 3.动态再结晶 4.冷变形 5.附加应力 二.填空题（本题10分，每小题2分） 1.主变形图取决于______，与_______无关。 2.第二类再结晶图是_____，_______与__________的关系图。 3.第二类硬化曲线是金属变形过程中__________与__________之间的关系曲线。 4.保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是_______，__________。 5.出现细晶超塑性的条件是_______，__________，__________。 三、判断题（本题10分，每小题2分） 1.金属材料冷变形的变形机构有滑移（），非晶机构（），孪生（），晶间滑动（）。 2.塑性变形时，静水压力愈大，则金属的塑性愈高（），变形抗力愈低（）。 3.金属的塑性是指金属变形的难易程度（）。 4.为了获得平整的板材，冷轧时用凸辊型，热轧时用凹辊型（）。 5.从金相照片上观察到的冷变形纤维组织，就是变形织构（）。 四、问答题（本题40 分，每小题10 分） 1.分别画出挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图，并说明在生产中对于低塑性材料的开坯采用哪种方法为佳？为什么？ 2.已知材料的真实应变曲线，A 为材料常数，n 为硬化指数。试问简单拉伸时材料出现细颈时的应变量为多少？ 3.试比较金属材料在冷，热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施？ 4.以下两轧件在变形时轧件宽度方向哪一个均匀？随着加工的进行会出现什么现象？为什么？（箭头表示轧制方向） 1．影响金属充型能力的因素有：金属成分、温度和压力和铸型填充条件。 2．可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 3．镶嵌件一般用压力铸造方法制造，而离心铸造方法便于浇注双金属铸件。 4．金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括：喷刷涂料、保持合适的工作温度、严格控制开型时间、浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织。 5．锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分为模锻模膛、制坯模膛两大类。 6．落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模刃口（冲子）尺寸。（落料件的光面尺寸与凹模的尺寸相等的，故应该以凹模尺寸为基准，冲孔工件的光面的孔径与凸模尺寸相等，故应该以凸模尺寸为基准。）7．埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。 8．电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。 9．钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊。 二、简答题 1．什么是结构斜度？什么是拔模斜度？二者有何区别？ 拔模斜度：铸件上垂直分型面的各个侧面应具有斜度，以便于把模样（或型芯）从型砂中（或从芯盒中）取出，并避免破坏型腔（或型芯）。此斜度称为拔模斜度。 结构斜度：凡垂直分型面的非加工表面都应设计出斜度，以利于造型时拔模，并确保型腔质量。 结构斜度是在零件图上非加工表面设计的斜度，一般斜度值比较大。 拔模斜度是在铸造工艺图上方便起模，在垂直分型面的各个侧面设计的工艺斜度，一般斜度比较小。有结构斜度的表面，不加工艺斜度。 2．下面铸件有几种分型面？分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种？为什么？ 分模两箱造型，分型面只有一个，生产效率高； 型芯呈水平状态，便于安放且稳定。 3．说明模锻件为什么要有斜度和圆角？ 斜度：便于从模膛中取出锻件； 圆角：增大锻件强度，使锻造时金属易于充满模膛，避免锻模上的内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，从而提高锻模的使用寿命。 4．比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同？ 落料的凸凹模有刃口，拉深凸凹模为圆角； 材料热加工工艺模拟现状及趋势 作者：房贵如 当前，金属材料仍是应用范围最为广泛的机械工程材料，材料热加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等)是机械制造业重要的加工工序，也是材料与制造两大行业的交叉和接口技术。材料经热加工才能成为零件或毛坯，它不仅使材料获得一定的形状、尺寸，更重要的是赋予材料最终的成份、组织与性能。由于热加工兼有成形和改性两个功能，因而与冷加工及系统的材料制备相比，其过程质量控制具有更大的难度。因此，对材料热加工过程进行工艺模拟进而优化工艺设计，具有更为迫切的需求。近二十多年来，材料热加工工艺模拟技术得到迅猛发展，成为该领域最为活跃的研究热点及技术前沿。 引言 1 使金属材料热加工由“技艺”走向“科学”，彻底改变热加工的落后面貌 金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，难以直接观察。在这个过程中，材料经液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变、再结晶和重结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而最后成为毛坯或构件。我们必须控制这个过程使材料的成分、组织、性能最后处于最佳状态，必须使缺陷减到最小或将它驱赶到危害最小的地方去。但这一切都不能直接观察到，间接测试也十分困难。 长期以来，基础学科的理论知识难以定量指导材料加工过程，材料热加工工艺设计只能建立在“经验”基础上。近年来，随着试验技术及计算机技术的发展和材料成形理论的深化，材料成形过程工艺设计方法正在发生着质的改变。材料热加工工艺模拟技术就是在材料热加工理论指导下，通过数值模拟和物理模拟，在试验室动态仿真材料的热加工过程，预测实际工艺条件下材料的最后组织、性能和质量，进而实现热加工工艺的优化设计。它将使材料热加工沿此方向由“技艺”走向“科学”，并为实现虚拟制造迈出第一步，使机械制造业的技术水平产生质的飞跃。 2 是预测并保证材料热加工过程质量的先进手段，特别对确保关键大件一次制造成功，具有重大的应用背景和效益 我国重大机电设备研制、生产的一个难点是大件制造；大件制造的关键又是热加工。我国在 重庆大学试题答卷 科目《金属塑性加工理论》 学院材料科学与工程学院 姓名 学号 2010年－2011年第1学期 注意事项： （1）本学期结束前，将纸质答卷（加封面，注明姓名、学号）交给任课教师。（2）请勿相互抄袭，否则后果自负。 一、简述金属塑性加工的特点及其应用情况。（20分） 二、什么叫初始与后继屈服？写出常用的各向同性和各向异性材料的初始屈服准则的表达式，并说明其物理意义。（20分） 三、设材料是理想刚塑性体。证明在平面应变下（设dεz = 0 ），有： dσ1 - dσ2 =0 其中，σ1和σ2为（x,y）平面内的主应力。（20分） 四、简述金属塑性成形问题主要求解方法的基本内容及其应用范围。（20分） 五、简述板料应变强化指数n和厚向异性指数r的意义及其对板料成形性能的影响。 一、答： 1）与金属切削加工、铸造、焊接等加工方法相比，金属塑性加工主要有以下特点： ①产品组织性能好，性能得到改善和提高： 金属材料经过相应的塑性加工后，其内部组织发生显著变化使材料结构致密、组织改善、性能提高。特别是对于铸造组织的改善，效果更为显著。此外，经过塑性成形后，金属的流线分布合理，从而改善制件的性能。 ②材料利用率高： 金属塑性成型主要是靠金属在塑性状态下的体积转移来实现的，不产生切削，因而材料利用率高，可以节约大量的金属材料。 ③生产效率高，适于大量生产： 对于零件毛坯或零件成品，当采用塑性成形工艺来生产时，一般都以模具为主要的工装，加上普遍采用机械化、自动化流水作业实现大批量乃至大规模生产，可以达到很高的生产率。这一点在金属的轧制，拉丝和挤压等工艺中尤为明显。 ④尺寸精度高： 表面粗糙度较低，形状和尺寸规格的一致性好：如果采用精密模锻、冷挤压和精密冲裁等精密成形工艺，所得工件的一致性好，其尺寸精度、表面粗糙度完全可达到切削加工中的磨削加工的水平。 2）应用情况：由于金属塑性加工具有上述特点，因而在汽车、拖拉机与农业机械、机床、航空航天、兵器、舰船、工程机械、起重机械、动力机械、是有化工机械、冶金机械、仪器仪表、轻工、家用电器和信息产业等制造业中起着极为重要的作用。 热加工工艺基础（论文） 题目：爆炸焊接技术的展望 专业名称：机械设计制造及其自动化 指导老师：樊老师 学院：船山学院 班级：09机械01班 学号：20099410102 学生姓名：X X 2011年12月6日 论铸造与焊接工艺的优劣 摘要：铸造和焊接的工艺是机械工业中不可或缺的加工方式，可以根据两工艺的应用种类、范围、力学分析、工序及缺陷分析和控制综合对比两种工艺的特点，以便更好地了解这两种工艺，为以后的学习奠定基础。 本人通过查阅大量文献资料和实验结论总结了以上两种工艺的特点以及分析两种工艺的优劣。总结分析表明：其中铸造的原材料大都来源广泛，价格较低，工艺装备及设备的投资费用较低，在各类机械产品中，铸件质量占整机质量的比重很大；焊接应用几乎不受限制，主要用来制造机器零件、部件和工具等，有连接性能好，省料、省工、成本低，重量轻，简化工艺。主要缺点是：铸造的铸件组织疏松，力学性能较差；铸造工序多，难以精确控制；焊接的结构是不可拆卸的，不便更换、修理部分零件，接头的力学性能不如母材，而且会产生残余应力和焊接变形等缺陷。 Abstract：casting and welding processes is indispensable in the mechanical industry, processing methods can be applied in accordance with the two types of processes, scope, mechanics analysis, processes and error control integrated seamless and compares the two craft character in order to better understand how the two craft, lay the foundation for future learning. I passed a substantial literature information available and experimental conclusions summarized above two technics characterized by two technics of analysis as well as disadvantages. Summary: the casting of raw materials analysis shows that most widely, sources at a lower price, technical equipment and equipment investment in low-cost, quality castings in all types of machinery products accounted for a great proportion of the whole machine quality; welding applications, which are used for virtually unrestricted manufacturing machine parts, components and tools, such as good performance, and materials that are linked up and low-cost, light weight, and streamline processes. The main disadvantage is that foundry casting organizations: Osteoporosis is a relatively poor performance, and mechanics; casting process, it will be difficult to control the exact structure; welding of inconvenience which can not be demolished, replacement, repair part of the joints, spare parts and materials, and mechanical performance rather than a residual stress and welding deformation such deficiencies. 关键词：铸造；焊接；工艺种类；加工工艺；应用范围；力学分析；误差分析与控制Keywords：Casting; welding; technology types; processing technology; application; mechanical analysis; error analysis and control 一、焊接与铸造工艺的种类 金属工艺学课后答案 1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号ζ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。 （3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ ζ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。 ζs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 ζb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 ζ0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。 ζ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。 δ：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 αk：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承受的冲击功，单位是J/cm2 HRC：洛氏硬度，无单位。 HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。 1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？ 答：晶粒越细小，ζb、HB、αk 越高；晶粒越粗，ζb、HB,、αk,、δ下降。 2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什 么不同？ 答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异 《机械制造基础（热加工工艺基础）》复习题 一．选择题（每小题5|分） 1.铸件缩孔常产生的部位是（）。 A 冒口 B 最后凝固区 C 浇口 2．在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是（）。 A.砂型铸造 B金属型铸造 C 离心铸造 D熔模铸造 3.下列冲压基本工序中，属于变形工序的是（）。 A 拉深 B 落料 C 冲孔 D 切口 4.机床床身的成形方法通常为（）。 A 锻压 B 焊接 C 冷冲压 D 铸造 5.减速器箱体的成形方法通常为（）。 A 锻压 B 焊接 C 铸造 D冷冲压 6．为防止铸件产生内应力，型砂应具有一定的（）。 A.透气性 B耐火性 C 强度 D退让性 7.板料在冲压弯曲时，弯曲园弧的弯曲方向应与板料的纤维方向（）。 A 垂直 B斜交 C 一致 8.焊采用一般的工艺方法，下列金属材料中焊接性能较好的是（）。 A 铜合金 B铝合金 C 可锻铸铁 D 低碳钢 二.填空题（每小题5分） 1.拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比称作。 2.手工电弧焊焊条焊芯的作用是和。 3.皮带轮在批量生产时应采用毛坯。 4.金属的焊接方法主要可分为、和三大类。 5.影响铸铁石墨化及组织、性能的因素是和。 62拉深工艺的主要缺陷是和。 7.生产机床床身一般应采用毛坯。 8.超塑性成型的主要工艺方法有、、和等。三．名词解释（每个5分） 1.落料 2.拔模斜度 3.最小弯曲半径 4.离心铸造 5.爆炸成形 6.烙铁钎焊 四.简答题（每题10分） 1.在落料和冲孔等冲裁工序中，凹模和凸模之间的间隙主要取决于什么？ 2.缩孔和缩松是怎么形成的？如何防止？ 3.什么叫碳当量？它有何作用？ 4.什么叫铸造应力？减少和消除铸造应力的方法有哪些？ 5.在板料的拉深工艺中，如何防止拉穿和起皱褶这样的缺陷？ 6.什么叫焊接性？影响焊接性的因素有哪些？ 五．综合题（15分） 1.试指出图中哪种焊接方案是合理的，说明理由。 2.试编制图中冲压零件的工艺规程。 一章、力学性能 一、填空： 1.材料的硬度分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度，其符号分别是HBW 、HR和 HV。 2.金属抗拉强度的符号是Rm ，塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率。 3.大小、方向或大小和方向都随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。（考证真题） 二、选择： 1.500HBW5/750表示直径为 5 mm的硬质合金压头、在750 Kgf 载荷作用下、保持1~15 S测的硬度值为 500。（考证真题） 2.拉伸试验可测定材料的AC。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.韧性 3.下列力学性能中，C适于成品零件的检验，可不破坏试样。 A. b σ B.A k C.HRC 4.疲劳实验时，试样承受的载荷为 B 。（考证真题） A.静载荷 B.交变载荷 C.冲击载荷 D.动载荷 5.常用塑性的判断依据是 A 。（考证真题） A.断后伸长率和断面收缩率 B.塑性和韧性 C.断面收缩率和塑性 D.断后伸长率和塑性 6.适于测试硬质合金、表面淬火钢及薄片金属硬度的方法是C。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 7.不适于成品与表面薄片层硬度测量的方法是A。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都不宜 8.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试B。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 9.表示金属抗拉强度的符号是C。 A.R eL B.R s C.R m D. 1- σ 10.金属在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为C。 A.塑性 B.硬度 C.强度 D.弹性 三、判断 1.塑性变形能随载荷的去除而消失。（错） 2.所有金属在拉伸实验时都会出现屈服现象。（错） 3.一般情况下，硬度高的材料耐磨性好。（对） 4.硬度测试时，压痕越大（深）,材料硬度越高。（错） 5.材料在受力时，抵抗弹性变形的能力成为刚度。（对） 四、计算 某厂购入一批40钢，按标准规定其力学性能指标为：R eL ≥340MPa，Rm≥540MPa，A ≥19%，Z≥45%。验收时取样制成d 0=10mm L =100mm的短试样进行拉伸试验，测得 F eL =31.4KN，Fm=41.7KN，L 1 =62mm，d 1 =7.3mm。请判断这批钢材是否合格。 屈服强度R eL =4F eL /πd 2 抗拉强度Rm=4Fm/πd 2 断后伸长率A=（L ―L 1 ）/L 断面收缩率Z=(S ―S 1 )/S =(d 2-d 1 2)/d 2 二章、金属的晶体结构与结晶 一、解释 晶体：晶格：晶胞： 二、填空、选择、 1.金属常见的晶格有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种类型。 2.晶体的内部晶格位相完全一致的晶体称为单晶体。外形成多面体的小晶体称为 晶粒；晶粒与晶粒间的界面称为晶界；由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。 3.实际属的金晶体缺陷有点缺陷、线缺陷与面缺陷三类。（考证真题） 4.单位体积中包含位错线的总长度称为位错密度。（考证真题） 5.金属结晶过程是一个晶核形成和长大的过程。 6.金属晶粒越细，其力学性能越好。 7.常温下晶粒尺寸越大，金属的变形抗力越差。（考证真题） 8.细化晶粒的办法有提高过冷度、调质处理、附加振动三种。 中南大学考试试卷 2001 —— 2002 学年第二学期时间110 分钟金属塑性加工原理课程64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料1999 级总分100 分，占总评成绩70% 一、名词解释（本题10分，每小题2分） 1.热效应 2.塑脆转变现象 3.动态再结晶 4.冷变形 5.附加应力 二.填空题（本题10分，每小题2分） 1.主变形图取决于______，与_______无关。 2.第二类再结晶图是_____，_______与__________的关系图。 3.第二类硬化曲线是金属变形过程中__________与__________之间的关系曲线。 4.保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是_______，__________。 5.出现细晶超塑性的条件是_______，__________，__________。 三、判断题（本题10分，每小题2分） 1.金属材料冷变形的变形机构有滑移（），非晶机构（），孪生（），晶间滑动（）。 2.塑性变形时，静水压力愈大，则金属的塑性愈高（），变形抗力愈低（）。 3.金属的塑性是指金属变形的难易程度（）。 4.为了获得平整的板材，冷轧时用凸辊型，热轧时用凹辊型（）。 5.从金相照片上观察到的冷变形纤维组织，就是变形织构（）。 四、问答题（本题40 分，每小题10 分） 1.分别画出挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图，并说明在生产中对于低塑性材料的开坯采用哪种方法为佳？为什么？ 2.已知材料的真实应变曲线，A 为材料常数，n 为硬化指数。试问简单拉伸时材料出现细颈时的应变量为多少？ 3.试比较金属材料在冷，热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施？ 4.以下两轧件在变形时轧件宽度方向哪一个均匀？随着加工的进行会出现什么现象？为什么？（箭头表示轧 制方向） 五、证明题（本题10 分） 证明Mises 塑性条件可表达成： 《金属工艺学》期末总复习题及答案 一、单项选择： 1、测定淬火钢件的硬度，一般常选用（B）来测试。 A、布氏硬度计； B、洛氏硬度计； C、维氏硬度计。 2、材料抵抗变形或断裂的能力称为（A）。 A、强度； B、硬度； C、塑性； D、韧性； E、疲劳强度。 3、奥氏体为（B）晶格。 A、体心立方； B、面心立方； C、密排六方。 4、金属的（C）越好，则其锻造性能越好。 A、强度； B、硬度； C、塑性； D、韧性； E、疲劳强度。 5、铁碳合金相图上ES线，用代号（B）表示。 A、A1 ； B、Acm ； C、A3 。 6、T10A牌号中，10表示其平均碳的质量分数为（B）。 A、0.10％； B、1.0％； C、10％。 7、在下列三种钢中，（C）钢的弹性最好。 A、T10A； B、20 ； C、65 。 8、过共析钢的淬火加热温度应选择在（A）。 A、Ac1＋10～20℃； B、Accm以上； C、Ac3＋30～50℃。 9、选择制造下列零件的材料：冷冲压件（A）；齿轮（C）；小弹簧（B）。 A、08F； B、70； C、45。 10、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。 A、T9Mn； B、T10A； C、T12 。 11、调质处理就是（C）。 A、淬火＋低温回火； B、淬火＋中温回火； C、淬火＋高温回火。 12、化学热处理与其它热处理方法的基本区别是（C）。 A、加热温度； B、组织变化； C、改变表面化学成分。 13、零件渗碳后，一般需经（A）处理才能达到表面高硬度和耐磨的目的。 A、淬火＋低温回火； B、正火； C、调质。 14、将相应的牌号填入空格内：普通黄铜（A）；特殊黄铜（D）； 锡青铜（B）；硅青铜（C）。 A、H70； B、QSn4-1； C、QSi 3-1； D、HAl 77-2。 15、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的（B）。 A、屈服点； B、抗拉强度； C、弹性极限。 16、作疲劳试验时，试样承受的载荷为（C）。 A、静载荷； B、冲击载荷； C、循环载荷。 17、铁素体为（A）晶格。 A、体心立方； B、面心立方； C、密排六方。 18、铁碳合金相图上GS线，用代号（C）表示。 A、A1 ； B、Acm ； C、A3 。 19、铁碳合金相图上的共析线是（C），共晶线是（A）。 A、ECF线； B、ACD线； C、PSK线。 20、08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为（A）。 A、0.08％； B、0.8％； C、8％。 21、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。 A、T9A ； B、T10 ； C、T12 。 22、将下列合金钢牌号归类：耐磨钢（B）；合金弹簧钢（A）； 六年级美术总复习提纲 一、绘画部分 1、素描：用单色描绘对象的方法叫素描。 “三大面五调子”：立方体的三面五调，指亮、灰、暗三大面；高光、明部、明暗交界线、暗部和反光五调子。 透视：分空气透视和形体透视两大类；形体透视又分为平行透视和成角透视。基本规律是：近大远小。 2、色彩：三要素（或三属性）是指色相、明度、纯度；三原色是指红、黄、蓝；三间色是指橙、绿、紫。 色彩的调配：红+黄=橙黄+蓝=绿红+蓝=紫。 色彩的冷暖：暖色有红、黄、橙等；冷色有：蓝、紫。中性色有：绿（泛指有彩色）。在色相环中，互成150--180度的色为强烈对比色（即补色对比），位于60度以内的色为柔和对比。 补色：红对绿，黄对紫，蓝对橙。 3、中国画：按题材分：山水画、花鸟画、人物画；按表现方法分：大写意画、兼工带写（小写意）、工笔画。 中国画的用笔方法有：中、侧、顺、逆锋； 中国画的用墨方法有：焦、浓、重、淡、清。 主要技法有：勾、皴、点、染。 文房四宝：笔、墨、纸、砚。 4、西画：风景画可以分为远、中、近景物。 色彩画常用的画法有干画法和湿画法两种。 5、速写：在短时间内记录对象动态特征的一种绘画方法。 人物速写要领，“立七坐五盘三半”“三庭五眼”。 二、美术鉴赏 名作：《向日葵》《阿尔的吊桥》（荷兰）凡高；《椅中圣母》（意大利）拉斐尔；名画家：齐白石（中国）长于画花鸟草虫，最有特色的是他画的虾； 徐悲鸿（中国）长于画马。 意大利文艺复兴时期画坛三杰：达.芬奇、拉斐尔、米开朗基罗。 三、工艺美术 雕塑：《大卫》米开朗基罗；《加莱义民》罗丹（法国）。 中国民间剪纸，南方细腻，北方粗犷。一般可以分为窗花和鞋花两类。 设计一枚邮票，首先要画上合适的图案，票面上必需写上“中国人民邮政”字样及面值金额。纪念邮票还要写上纪念标题。 图案艺术：中国京剧脸谱是中国戏曲中特有的化妆艺术。 、简述“经典塑性力学”的主要内容，以及“现代塑性力学”的发 展概况(选2?3个发展方向加以简单介绍) (20 分) 答：“经典塑性力学”的主要内容 经典塑性理论主要基于凸性屈服面、正交法则和塑性势等概念，描述的是一种均匀连续的介质在外力作用下产生不可恢复的位移或滑移现象的唯象平均。 经典塑性理论主要基于以下三个方面：(1)初始屈服准则；(2)强化准则；(3)流动规则。 经典塑性力学的三个假设 (1)传统塑性势假设。众所周知，传统塑性势是从弹性势借用过来的，并非由固体力学原理导出。因此这是一条假设。按传统塑性势公式，即可得出塑性主应变增量存在如下比例关系： 式中Q为塑性势函数。可推证塑性主应变增量与主应力增量有如下关系 d吕二［ApJsxjdu; (；= 1.Z 3) 由式(1)知式⑵ 中矩阵［Ap］中的各行元素必成比例,即有 L 2. 3) 且［Ap］的秩为1,它只有一个基向量,表明这种情况存在一个势函数。由式(1)或式(2)或传统塑性势理论，都可推知塑性应变增量的方向只与应力状态有关，而与应力增量无关，所以它的方向可由应力状态事先确定。 传统塑性势假设数学上表现为［Ap］中各行元素成比例及［Ap］的秩为1, 物理上表现为存在一个势函数，且塑性应变增量方向与应力具有唯一性。 (2)关联流动法则假设，假设屈服面与塑性势面相同。 无论在德鲁克塑性公设提出之后还是之前，经典塑性力学中都一直引 用这条假设。对于稳定材料在每一应力循环中外载所作的附加应力功为非负，即有 0 ( ij ij0门ij 0⑷ lj 式(4)本是用来判断材料稳定性的，而并非是普遍的客观规律。然而有人错误地认为德鲁克公设可依据热力学导出，即应力循环中弹性功为零，塑性功必为非负，因而式⑷成立。按功的定义，应力循环中，外载所作的真实功应为 式(5)表明，应力循环中只存在塑性功，并按热力学定律必为非负。由 式(5)还可看出，真实功与起点应力ij无关。由此也说明附加应力功并非 金属工艺学热加工工艺基础部分作业题 铸造部分 1、什么是合金的铸造性能？它可以用哪些性能来衡量？铸造性能不好，会引起哪些缺陷？合金的流动性受到哪些因素影响？ 2、铸件的凝固方式有哪些？合金的收缩经历哪几个阶段？缩孔和缩松的产生原因是什么？防止缩孔和缩松的方法有哪些？ 3、热应力和机械应力产生的原因是什么？什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各有何应用？热裂和冷裂的特征是什么？ 4、机器造型的工艺特点是什么？铸造方法分为哪几类？ 5、什么是浇注位置？什么是分型面？选择浇注位置的原则及其原因？什么是起模斜度？ 6、常见特种铸造方法有哪些？熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造和离心铸造都主要适合生产哪些合金铸件？ 金属塑性加工部分 1、什么是始锻温度？什么是终锻温度？什么是锻造温度范围？ 2、什么是锻造比？纤维组织有何特点？影响金属可锻性的因素有哪些？ 3、自由锻的工序有哪些？基本工序有哪些？ 4、自由锻、模锻设备主要有哪些？各有何应用？分模面选择原则是什么？ 5、怎样确定落料模和冲孔模刃口尺寸？ 6、拉深时的废品有哪些？如何防止？什么是拉深系数？有何意义？ 7、弯曲的最小弯曲半径是多少？如何控制弹复现象保证弯曲精度？ 焊接部分 1、按焊接过程的特点不同，焊接方法分为哪几类？ 2、焊接接头由哪些部分组成，各有何特点？ 3、焊条药皮有哪些作用？焊芯和焊丝有哪些作用？如何正确选用焊条？下列焊条型号或牌号的含义是什么？E4303，J422，J507 4、点焊和缝焊各有哪些用途？闪光对焊和电阻对焊有什么相同点和不同点？ 5、钎焊时，钎剂的作用是什么？什么是软钎焊？什么是硬钎焊？各有哪些用途？ 6、埋弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊、电阻焊各有何应用？ 7、什么是金属焊接性？间接评价金属焊接性的方法有哪些？ 铸造部分 一、判断题： 1、铸造的实质使液态金属在铸型中凝固成形。………………………………………（） 2、随着铸造生产的发展，砂型铸造将逐步被特种铸造所取代。……………………（） 3、活块造型、三箱造型也适用于机器造型。…………………………………………（） 4、为了提高铸件的刚度和强度，通常采用的措施是：增设加强肋而不是增加壁厚。（） 5、铸件加工余量完全取决于铸造合金的种类和铸件的最大尺寸。…………………（） 6、当浇注条件和铸件结构相同时，同一化学成分的液态合金在金属型和砂型中具有相同的充型能力。…………………………………………………………………………………（） 7、型芯只能确定铸件的内部形状。………………………………………………………（） 8、铸造合金固态收缩是引起铸件产生缩孔的根本原因。………………………………（） 9、离心铸造只能生产空心铸件。…………………………………………………………（） 10、砂型铸造时，分型面只能有一个。………………………………………………（） 11、浇注位置是指造型时模样在铸型中所处的位置，它影响铸型的质量。…………（） 12、在同一合金系中，共晶合金的流动性最好。…………………………………………（） 13、从凝固机理上看，铸件产生缩孔和缩松的主要原因是合金液态收缩量与凝固收缩量之 金属工艺 第二章名词解释 1.疲劳断裂：在变动载荷的作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的突然断裂现象。 2.拉伸曲线：拉伸过程中载荷（F）与试样的伸长量（△L)之间的关系，过程；弹性变形，塑性变形和断裂。☆P5 第三章名词解释 1.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。（△T=Tm-Tn) 第四章名词解释 铁碳合金相图☆P33——41 第五章名词解释 1.退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以缓慢的冷却速度（一般随炉冷却）进行冷却的热处理工艺。 2.正火：将钢件加热到Ac 3或Ac cm 以上30——50℃，保温适当的时间后，从炉中 取出在空气中冷却的热处理工艺。 3.淬火：将工件加热到Ac 3或Ac 1 以上30——50℃奥氏体化后，保温一定的时间， 然后以大于临界冷却速度冷却（一般为油冷或水冷），获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。 4.回火：工件淬硬后，重新加热到A 1 以下的某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温的热处理工艺。 5.C曲线（过冷奥氏体等温转变曲线）：表示过冷奥氏体等温转变的温度，转变时间与转变产物及转变量（转变开始及终了）的关系曲线图。☆P47——48 第六章名词解释 1.冷脆：杂质元素（磷）使钢的塑性和韧性显著下降，并且温度愈低脆性愈严重。 2.热脆：当钢在热变形加工时，共晶体首先熔化，使钢的强度，韧性下降而产生脆性开裂。 3.孕育铸铁：经过孕育处理的灰铸铁☆P93 第十章名词解释 1.铸造：将熔融金属浇铸，压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能的铸件。 2.浇注系统（浇道）：为了使熔融金属溶液顺利填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。 第十一章名词解释 1.冷变形强化（加工硬化）：金属材料在冷塑性变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度和硬度提高，但塑性和韧性下降。 第十二章名词解释 1.手工电弧焊：用手工操作焊条进行焊接的一种电弧焊方法。 ☆各种金属焊接性能的比较P209——214. 第二章填空题 1.金属塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率两种。 2.洛氏硬度的标尺有HRA,HRB,HRC三种。 3.常用测定硬度的方法有布氏硬度测试法，洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法。 工程材料及机械制造基础复习（Ⅱ） ——热加工工艺基础 铸造 1．1 铸造工艺基础 (1)液态金属的充型能力 液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力。 充型能力好，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件，有利于排气和排渣，有利于补缩。 充型能力不好，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、渣孔等缺陷。 影响液态金属充型能力的因素是： 1)合金的流动性 液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性，即合金本身的流动能力。流动性的好坏用螺旋线长度来表示。螺旋线长度越长，流动性越好；反之，则流动性越差。 共晶成分的合金流动性最好，离共晶成分越远，流动性越差。 2)浇注条件 ①浇注温度：浇注温度越高，则充型能力越好。因为浇注温度高，金属液的黏度低，同时，因金属液含热量多，能保持液态的时间长，由于过热的金属液传给铸型的热量多，在结晶温度区间的降温速度缓慢。但在实际生产中，常用“高温出炉，低温浇注”的原则，因为浇注温度越高，金属收缩量增加，吸气增多，氧化也严重，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔等缺陷。 ②充型压头。 ③浇注系统的结构。 3)铸型填充条件：包括铸型材料、铸型温度和铸型中的气体等。 (2)合金的收缩 1)基本概念 铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减少的现象叫做收缩。铸造合金从浇注温度冷到室温的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。 总收缩；液态收缩+凝固收缩+固态收缩 ∨↓ 体积变化尺寸变化 ↓↓ 产生缩孔、缩松的基本原因产生应力、变形、裂纹的基本原因 影响收缩的因素是： ①化学成分：凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩率增大。 ②浇注温度：T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑。锻造加热规范
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