实习指导书
材料成形与热处理实习
（二周）
班级
学号
姓名
江苏大学基础工程训练中心
说明
1．本实习指导书由马鹏飞、叶益民、凌勤、徐旭东编写，马伟民审核。2．每名学生实习结束后完成指导书中的习题。
江苏大学基础工程训练中心
二○一五年九月修订
目录
导论 (2)
铸造（Ⅰ）铸造概述和手工整模造型 (3)
铸造（Ⅱ）铸造工艺设计和挖砂造型 (4)
铸造（Ⅲ）石膏模创新制作与铸造合金熔炼 (5)
铸造（Ⅳ）特种铸造 (6)
锻压（Ⅰ）锻压概述 (7)
锻压（Ⅱ）坯料加热与手锻鸭嘴锤方坯 (8)
锻压（Ⅲ）机锻四方 (9)
锻压（Ⅳ）锻制羊角锤 (11)
锻压（Ⅴ）冲压 (12)
焊接（Ⅰ）电弧焊 (13)
焊接（Ⅱ）不同空间位置、接头型式和坡口型式焊接 (14)
焊接（Ⅲ）气焊和气割 (15)
焊接（Ⅳ）其它焊接方法 (16)
焊接（Ⅴ）钣焊创新制作训练 (17)
热处理（Ⅰ）常用金属材料 (18)
热处理（Ⅱ）淬火与回火 (19)
热处理（Ⅲ）正火与退火 (20)
热处理（Ⅳ）表面热处理 (21)
实习小结........................................................................................................... 错误!未定义书签。
导论
一、目的和要求
1．了解机械制造的一般过程与方法；
2．了解基础工程训练的目的、要求和内容；
3．掌握基础工程训练学生实习守则；
4．掌握基础工程训练安全操作规程。
二、实习报告
1．基础工程训练的目的和要求是什么？
答：机械制造基础工程训练是现代高等工程教育的重要组成部分。该训练的目标和定位为:满足本科生，特别是工科生基本工程训练和基础创新训练的需要，注重“基础、工程、训练和开放”的内涵，为大学生提供实实在在的工程背景，提供德育教育和综合素质教育的良好场所着力培养学生的工程实践能力、综合工程素质、创新精神、创新思维和初步的创新能力;为后续的现代工程系统训练提供层面宽、内涵丰富、稳固扎实的“基础”支撑平台。通过工程材料基础、材料成形与热处理、基本制造技术、数控加工基础等训练，使学生掌握基本操作技能，并培养安全意识、质量意识、环境意识及管理意识等在课堂上无法体会的工程意识。强调学生的实际动手训练，切实提高学生的工程素质和实际动手能力。机械制造基础工程训练的教学目标是学习工艺知识，增强工程实践能力，提高综合素质(包括工程素质，培养创新精神和创新能力。这里的工程实践主要包含六个方面的内涵，即实践是内容最丰富的教科书实践是实现创新最重要的源泉实践是贯穿索质教育最好的课堂实践是心理自我调节的一剂良药实践是完成从简单到综合，从知识到能力，从聪明到智慧转化的催化剂。工程意识是指责任意识、安全意识、群体意识、环保意识、创新意识、经济意识、管理意识、市场意识、竞争意识、法律意识和社会意识。
2．训练过程中如何遵守安全操作规程？
答：(1)进入实习区，必须按照安全操作规程穿戴劳保用品，女同学必须带工作帽，将长发
或辫子纳入帽内，禁止带穿凉鞋、拖鞋和围巾等。不得迟到早退，有事必须请假。
(2)严禁车间内追逐打闹、喧哗，不得做与实习无关的事。
(3)实习训练过程中严格按照本工种的安全操作规程和实习指导老师要求进行操作。
(4)设备启动前，检查确认各系统完好，在实习指导老师指导下，按照教学大纲规定实习。
(5)程序运行时，操作者站在操作面板位置，认真观察，防止有紧急情况发生。
(6)操作过程中，注意力集中，不得与他人闲谈、玩手机等，不得擅自离开实习岗位。
(7)操作过程中，严禁测量和变速，严禁打开设备（机床）防护门，严禁用手接触零件。
(8)设备操作中遇到故障，切断电源并报告指导老师，不得擅自拆卸维修。
(9)禁止用赤手直接清除铁屑。
(10)训练实习后，关掉总电源，打扫设备（机床）和场地。
铸 造（Ⅰ） 铸造概述和手工整模造型
一、目的和要求
1.掌握铸造安全操作规程；
2.掌握铸造概念、成型原理、铸造方法分类；
3.熟悉砂型铸造的生产过程、工艺特点和应用；
4.了解手工造型和机器造型分类、工艺的特点和应用；
5.初步掌握手工造型和修型所用工具及手工整模造型的基本操作技能。
二、实习操作
1. 手工整模造型的基本操作。
三、实习报告
1.标出铸型装配图及带浇注系统铸件的各部分名称，并分析浇注系统各部分作
用。
图1： 顺时针：冷铁，型腔，冒口，出气孔，通气孔，浇注系统，上型，分型面，下型，
砂芯
图2： 1外浇道，2直浇道，3横浇道，4内浇道，5冒口
2.机器造型与手工造型相比有何特点？
答：手工造型：用手舂砂造型，生产效率低，劳动强度大，适用于单件或小批量生产。
机器造型实现紧实型砂和起模机械化，生产效率高，劳动强度低。通常机器造型以机械
代替人力完成紧实和起模二道基本工序。
机器造型分类：（1）按紧实型砂的分（压实法，震实法，震压法，射砂法，抛砂法）
（2）按起模方法分（顶箱式，转合式，翻合式）
手工造型分类：多箱造型，如坑造型，活砂造型，刮板造型，活板造型
图1 铸型装配图 冷铁 型腔 冒口 排气道 出气孔 浇注系统 上型 下型
砂芯
分
型
面 图2 浇注系统
铸造（Ⅱ）铸造工艺设计和挖砂造型
一、目的和要求
1.了解型（芯）砂的组成、性能、种类和型砂的配制方法；
2.了解铸造工艺与模样设计的基本知识；
3.能制定简单零件的模样设计工艺图；
4.了解挖砂造型、分模造型的工艺过程；
5.了解型芯的作用及制芯工艺过程；
6.初步掌握挖砂造型、分模造型工艺的操作方法和水平砂芯的排气与固定方法；
7.完成手轮挖砂造型作业。
二、实习操作
1.手轮挖砂造型操作训练。
三、实习报告
1.型芯的工作环境如何？常用的型（芯）砂有哪些？
答：型（芯）砂一般由原砂、粘结剂、水、及附加物按一定比例和制备工艺混制而成。
型芯的工作环境：砂芯形成铸件内部形状，砂芯周围浇注时，被金属液包围。
常用的型（芯）砂有湿型砂，树脂砂，桐油砂，合脂砂等。
2.通过挖砂造型说明为什么要设置分型面？
答：因为挖砂造型铸件最大截面积在端面上，又不便于分模，可采用整模挖砂造型，挖修分型面时要注意，一定要挖到模样的最大截面积，以便于起模又不损坏砂型。
铸造（Ⅲ）石膏模创新制作与铸造合金熔炼
一、目的和要求
1.熟悉石膏模创新设计与制作的过程，增强学生的工程实践能力，提高创新意识；
2.常用铸造合金的分类、牌号、性能特点及应用；
3.了解铸造合金熔炼、浇注、落砂、清理的基本知识；
4.了解冲天炉的结构、工作原理及熔炼工艺；
5.了解中频感应熔炼炉的结构、工作原理及熔炼工艺；
6.熟悉中频感应炉熔炼铝合金及其浇注铸铝件的工艺方法和操作过程；
7.了解铸件常见缺陷及其产生的主要原因。
二、实习操作
1.石膏模造型；
2.铸件清理。
三、实习报告
1.铸件落砂时的温度对铸件质量有何影响？
答：铸件落砂时温度对铸件质量影响是，温度过高不可避免浇注后冷却过快变形、裂纹和组织粗大。铸件落砂时，铸件温度过高，使铸件强度和韧性降低，生产周期长，影响生产效率。
2.怎样辨别气孔、缩孔、砂眼和渣眼四种缺陷？产生以上缺陷的主要原因各有哪
些？
答：一、气孔：梨形、圆形、椭圆形的空洞，表面较光滑
原因：（1）炉料、熔炼工具浇前进行烘干（2）型芯通畅，舂砂紧实度均匀（3）保持浇注温度二、缩孔：形状不规则，孔壁粗糙
原因：（1）合金成份不对，液态收缩，凝固收缩过大（2）设计不合理（3）温度过高防止：（1）提高合金成份（2）合理设计浇注系统，冒口补缩（3）保持温度
三、砂眼：铸件内部或表面包裹砂粒或砂块的孔洞
原因：（1）合型前未吹净型腔内浮砂或合型从浇冒口中掉入砂粒（2）压坏砂芯、砂型
（3）浇注系统设计不合理（4）型局部未舂紧
防止：（1）合型前检查型腔是否干净，将浇冒口砂粒吹干净（2）砂芯、砂型合型前要检查是否压坏（3）合理设置浇注系统
四、渣眼（渣气孔）：铸件浇注时表面充满熔渣的孔洞，常与气孔并存夹渣。大小不一，成
群集结。
原因：（1）浇注时未挡渣或浇注系统设计不合理，（2）浇注没挡住熔渣，撇渣作用差。
（3）浇注时熔渣随金属液一起进入型腔内。
铸造（Ⅳ）特种铸造
一、目的和要求
1.了解熔模铸造、金属型铸造、硅溶胶铸造等常见特种铸造的原理、特点和应用；
2.熟悉消失模铸造的基本原理、工艺特点及应用；
3.了解塑料、橡胶等材料的成型工艺；
4.了解陶瓷材料成型工艺；
5.了解现代快速成形工艺。
二、实习报告
1.消失模铸造工艺与砂型铸造工艺比较有何特点？
答：消失模铸造与传统的砂型铸造相比较有如下显著优点
（1）消失模铸造不需要分型和下芯子，所以特别适用于几何形状复杂、传统铸造难以完成的箱体类、壳体类铸件、筒管类铸件。
（2）消失模铸用干砂埋模型，可反复使用，工业垃圾少，成本明显降低。
（3）消失模铸造没有飞边毛刺，清理工时可以减少80%以上。
（4）消失模铸造可以一线多用，不仅可以做铸铁、球铁，还可以同时做铸钢件，所以转项灵活，适用范围广。
（5）消失模铸造不仅适用批量大的铸造件，进行机械化操作，也适用于批量小的产品手工拼接模型。
（6）消失模铸造如果投资到位，可以实现空中无尘，地面无砂，劳动强度低，做业环境好。（7）消失模铸造取消了造型工序，经过短时间的培训就可以成为熟练的工人。
（8）消失模铸造适合群铸，干砂埋型脱砂容易，在某些材质的铸件还可以根据用途进行余热处理。
（9）消失模铸造不仅适用于中小件，更适用做大型铸件，如：机床床身、大口径管件，大型冷冲模件，大型矿山设备配件等，因为模型制作周期短、成本低、生产周期也短，所以特别受到好评。
2．简述熔模铸造的原理及工艺流程。
答：在易熔模样的表面包覆多层耐火材料，然后将模样熔去，制成无分型面的型壳，经焙烧、浇注而获得铸件的方法称为熔模铸造。熔模铸造工艺过程如下：
（1）制造压型。（2）制造熔模。（3）制造型壳。（4）脱模、焙烧。（5）浇注、清理熔模铸造的特点是铸件精度高，熔模铸造的特点是铸件尺寸精度高，能铸造外形复杂的零件，铝、镁、铜、钛、铁、钢等合金都能用此方法铸造，已在航空航天、兵器、船舶、机械制造、家用电器、仪器仪表的行业都有应用。产品如铸铝热交换器、不锈钢叶轮、铸镁金属壳体等。
锻压（Ⅰ）锻压概述
一、目的和要求
1.掌握锻压的基本概念与分类，了解锻压生产工艺过程、特点及应用；
2.了解锻压加工对材料性能的要求；
3.了解锻造的基本方法：自由锻、模锻、胎模锻；
4.了解板料冲压的基本工序；
5.了解锻压加工新技术及其发展趋势；
6.掌握锻造实习的安全操作规程。
二、实习报告
1.锻件有何特点?
答：锻件是金属被施加压力，通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。铸件过程建造了精致的颗粒结构，并改进了金属的物理属性。在零部件的现实使用中，一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。锻件的优点有可伸展的长度、可收缩的横截面;可收缩的长度、可伸展的横截面，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。
锻件的特点是具有优良的综合力学性能。
2.什么是模锻?模锻与自由锻造比较有何特点?
答：模锻是将金属加热后固定在专用设备的模具的型腔内，在冲击力或静压力作用下迫使金属在型腔内整体变形，从而获得工件的方法。
模锻成型速度比自由锻快得多，形状、尺寸比其更精确。
锻压（Ⅱ）坯料加热与手锻鸭嘴锤方坯
一、目的和要求
1.了解坯料加热的目的，了解锻造温度范围的概念，掌握碳素钢的温度与火色的对应关系；了解中频感应加热炉的加热原理；掌握45#钢的加热操作规范；
2.了解碳素钢常见的加热缺陷及防止方法；
3.了解常用的锻件冷却方法；
4.掌握手工自由锻工序拔长的操作方法；
5.进一步掌握锻造实习的安全操作规程。
二、实习操作
1.手工锻造鸭嘴锤方坯。
三、实习报告
1.锻件常用的冷却方法有哪些?冷却不当会产生什么后果?
答：锻件在锻后冷却时方法，根据冷却速度快慢，冷却方法有3种：空气冷却，速度较快；
坑（堆冷）冷却,速度较慢；随炉冷却，速度最慢。
冷却不当的后果：锻件冷却不均匀或局部急冷引起裂纹、变形等。
2.鸭嘴锤方坯为什么要进行锻造?
答:鸭嘴锤方坯进行锻造是提高材料力学性能。
锻压（Ⅲ）机锻四方
一、目的和要求
1.了解空气锤的结构、工作原理；
2.了解自由锻基本工序的特点，能在空气锤上进行拔长和镦粗；
3.了解常见锻造工艺缺陷；
4.掌握空气锤安全操作规程。
二、实习操作 1.机锻训练。
三、实习报告
1.何为胎模锻造?胎模锻造与自由锻比较有何特点?
答：胎模锻：用简单的模具在自由锻造设备上来生产锻件的工艺；
胎模锻与自由锻相比，在提高锻件质量、节约金属材料、提高劳动生产率、降低成本等方面都有很好的效果。所以在中小批生产条件下，胎模锻是一种比较先进的锻造工艺。
胎模锻工艺比较灵活，锻件由于生产批量、设备不同，可以采用不同的锻造工艺，以得到较好的经济效果。
2.根据图示标出空气锤各部分名称，并说明其操作要领。
答：①设备启动前必须按空气锤使用说明书指定的润滑位置、加油期限和润滑油种类进行加油，保证空气锤所有相对运动的表面都具有良好的润滑。
②每天开锤前必须用大锤检查上、下砧块的楔铁是否松动，以打击不动为准。
③冬季还必须将烧红的铁块放置在上下砧块之间进行预热。
④将操纵手柄放在“空行程”位置，保证电机空载启动；空气锤启动后空运转5～10分钟，才能开始进行生产。空运转过程中如发现异常，立即停锤检修，不能带病工作。
⑤生产过程中，锻件应尽可能放置在砧座的中央，尽量避免偏心锻造。
⑥停锤后，将操纵手柄置于空行程位置，并在上、下砧块之间垫上铁块，使砧块尽快冷却下来。
⑦生产过程中不允许上下砧块直接对击；不允许锻打冷铁及已冷却到终锻温度以下的锻件；不允许锻打过薄的锻件，
⑧工作完毕后，要及时清除砧座上及四周的氧化皮，将工具摆放整齐，擦试机床，打扫工作场地。
⑨由于空气锤工作过程中有较大的震动，各处螺钉、楔铁等紧固件容易松动，要随时注意检查、紧固。
3.为什么拔长锻件总是在方截面下进行的?在拔长过程中为何要不断90°翻转锻件?
答：1、方截面下，金属向四周流动均匀，有利于金属向前流动；
2、在90°翻转能有效控制宽厚比，提高效率（加快金属的流动）；
3、材料内外金属承受的力大小不一样，即锻造的力不够，中心部分受力小于外围，外
围金属往前流速超过内部金属流速。
锻压（Ⅳ）锻制羊角锤
一、目的和要求
1.进一步熟悉空气锤设备和机锻工具的使用；
2.掌握手工自由锻工序拔长、镦粗、冲孔、切割、错移、弯曲的操作方法。
二、实习操作
1.手工自由锻羊角锤训练。
三、实习报告
1.有的锻件为什么要进行反复的拔长和镦粗?拔长和镦粗有何异同?
答：1、反复拔长和镦粗能改善内部组织，提高材料的力学性能
2、拔长→长度增加，截面减小；
镦粗→长度缩短，截面增大。
3、相同：都能改善内部组织，提高力学和实际使用性能。
2.何为机锻十不打，其中哪三条最为重要?
答：锻造过程严格注意做到（1）不遵守安全操作规程不打。（2）不听指挥不打。（3）工具和设备不良不打。（4）锻件不符合工艺不打。（5）低于终锻温度不打。（6）冲子不垂直不打。（7）锻件放置不平不打。（8）刀、冲子、铁砧等工具上有油污不打。（9）镦粗时工件弯曲不打。（10）工具、料头易飞出的方向有人时不打。
其中三条最重要：（1）不遵守安全操作规程不打。（2）不听指挥不打。(3) 工具和设备不良不打。
锻压（Ⅴ）冲压
一、目的和要求
1.掌握压力机的安全操作规程；
2.了解冲压的特点及应用；
3.了解冲床的构造、工作原理和使用方法；
4.了解冲压生产的工作过程；
5.初步掌握数控冲的基本操作。
二、实习操作 1.数控冲压操作。
三、实习报告
1.冲压基本工序有哪些?各完成什么工作?
答：冲压加工工序有:冲裁、切开、切边、切舌、切断、扩口、冲孔、冲缺、冲槽、冲中心孔、精冲、连续模、单工序模、组合冲模、压凸、压花、成形。
板料冲压基本工序：（一）分离工序（1）剪切。（2）冲裁。（二）塑性成型工序（1）弯曲。（2）拉深。
2.根据图示标出冲压模各部分名称，并说明其冲压过程。
1-模柄；2-上模板；导套；4-导柱；5-下模板；6、12-压板；
7-凹模；8-定位销；9-导料板；10-卸料板；11-凸模
答：冲模各部分的作用如下：
①凸模和凹模凸模11和凹模7是冲模的核心部分，凸模与凹模配合使板料产生分离或成形。
②导料板和定位销导料板9用以控制板料的进给方向，定位销8用以控制板料的进给量。
③卸料板卸料板10使凸模在冲裁以后从板料中脱出。
④模架包括上模板2、下模板5和导柱4、导套3。上模板2用以固定凸模11和模柄1等，下模板5用以固定凹模7、导料板9和卸料板10等。导柱4和导套3分别固定在上、下模
板上，以保证上、下模对准。
焊接（Ⅰ）电弧焊
一、目的和要求
1.掌握焊接安全操作规程；
2.了解焊接特点、种类及应用范围；
3.熟悉焊条电弧焊焊接原理及所用设备；
4.初步掌握焊条电弧焊基本操作方法和所用工具；
5.独立完成焊条电弧焊连接焊接实习作业件。
二、实习操作
1.手工电弧焊平焊操作。
三、实习报告
1．手工电弧焊机有哪几种?说明你在实习中使用的手弧接焊机的型号和主要技术参数。
答：手工电弧焊机按电源种类分为：交流弧焊机和直流弧焊机两大类。
交流弧焊机分串联电抗器类（分同式、同体式）和增强漏磁类（动圈式、动铁心式、抽头式）其中直流弧焊机按变流方式又分弧焊发电机、弧焊整流器、逆变弧焊器。
实习中使用的手弧焊机型号为BX3—300交流弧焊机（增强漏磁类、动圈式）主要技术参数：初级电压、空载电压、工作电压、输入容量、电流调节范围、负载持续率等。
2.焊芯起到什么作用?对焊芯的化学成分有什么样的要求?
答：焊条芯主要起传导电流和填补焊缝的作用。
对焊芯的化学成分和非金属杂质的多少，将直接影响焊缝质量。因此，焊条芯的钢材都是经过专门冶炼的，其钢号和化学成分应符合国家标准。焊条钢芯具有较低的含碳量和一定含锰量，硅含量控制较严，有害元素磷、硫的含量低。牌号后面加“高”(A)字，其磷、硫含量控制更严，不超过0.03％。焊条芯直径(即代表焊条直径)为0．4～9mm，其中直径为3～5mm 的焊条应用最普遍。焊条长度为300～450mm。
焊条药皮在焊接过程中的主要作用是：提高焊接电弧的稳定性，以保证焊接过程正常进行；造气、造渣，以防止空气侵入熔滴和熔池；对焊缝金属脱氧、脱硫和脱磷；向焊缝金属渗入合金元素，以提高焊缝金属的力学性能。
3.如何引弧?引弧操作应注意那些方面?
答：引弧就是开始焊接时使焊条和工件间产生稳定的电弧。引弧时首先是焊条末端和工件表面接触形成短路，然后迅速将焊条向上提起2~4mm的距离，即可引燃电弧。引弧方法有敲击法和擦划法两种。引弧时的两个过程既短路和加空载电压。
在操作中，当焊条与焊件粘住时，可将焊条左右摆动几下，即可使焊条脱离。如仍不奏效，应立即将焊钳脱离焊条，待焊条冷却后再用手扳下。
焊接（Ⅱ）不同空间位置、接头型式和坡口型式焊接
一、目的和要求
1.了解不同空间位置的焊接特点；
2.了解常用焊接接头型式和坡口型式；
3.进一步增强焊接操作技能。
二、实习操作
1.立焊操作；
2.搭接焊接操作。
三、实习报告
1.比较管子对接手工电弧焊不同焊接位置的焊接操作难度，分析如何保证其焊接质量?
答：水平固定管子的焊接：由于焊缝是环形的，在焊接过程中经过仰焊、立焊、平焊等几种位置，焊条角度变化大，操作比较困难，所以应注意每个环节操作要领。仰焊时熔化金属向下坠落趋势，立焊过渡平焊位置，则向管子内部滴落倾向，因而有时熔透不均、产生焊瘤和外观不整齐。仰焊为了使熔化金属能熔化到坡口中，主要靠电弧吹力，所以增大焊接电流，电流较大使熔池面积增加熔化金属容易下坠。立焊过渡到平焊部位，往往操作不当而产生气孔、裂纹等缺陷。管子采用转动焊接，操作简单、生产率高易保证焊接质量。
2.列表说明对接接头不同空间位置焊接的电流参数、生产率、焊接质量等方面异同。
答：
一、目的和要求
1.掌握气焊和气割安全操作规程；
2.熟悉气焊工艺特点和应用范围；
3.了解气焊和气割使用的气体、三种火焰的作用及其调节；
4.初步掌握气焊和气割的基本操作方法；
5.气焊焊接质量缺陷分析；
6.独立完成气焊对小方盒焊接的实习作业件。
二、实习操作1.气焊操作；2.气割操作。
三、实习报告
1.气焊或气割时应注意哪些安全问题?
答：气焊、气割中常见故障：
一.火焰不正常⑴金属飞溅及熔渣塞焊嘴或进入焊嘴内，破坏气体正常流出。⑵焊嘴长时间使用，火口处局部金属烧损，气体不能按正确方向流出。⑶使用和维护不当，焊嘴端部成直筒形或喇叭形。
二.割嘴漏气⑴螺纹不严，内芯与割嘴座之间漏气。⑵压合不严，小压盖处不严，打开切割氧阀门，则会出现回火。
三.割距“不冲”（预热火焰弱，混合气体喷出速度低，切割氧冲击力小。）
气焊产生回火具体原因是
（1）焊炬过分接近熔融金属，会增大焊嘴附近的压力，使混合气体难以流出，喷射速度变慢。
（2）焊嘴过热，混合气体受热膨胀，压力增高，增大混合气体流动阻力。
（3）焊嘴被熔化金属飞溅物堵塞，或焊炬内气体通道被固体碳质微粒堵塞，混合气体难以外流，就在焊炬里燃烧爆炸。
（4）焊炬阀门不严密，造成氧气倒回乙炔管道形成混合气，就在焊炬点火时，产生回火。
2.气焊火焰分哪几种?怎样区别?
答：改变氧和乙炔的体积比，可获得三种不同性质的气焊火焰—中性焰、碳化焰和氧化焰。
中性焰：当氧与乙炔以1．0 ~ 1．2的体积比混合，燃烧后生成。中性焰由焰心、内焰、外焰三部分组成，内焰温度最高，可达3000~3200℃。中性焰适用于焊接低碳钢、合金钢、紫铜和铝合金等多种材料。
碳化焰：氧与乙炔以小于1．0的体积比混合，燃烧后生成碳化焰。由于氧气较少，燃烧不完全，整个火焰比中性焰长，但温度比较低，最高温度低于3000℃。用碳化焰焊接会使焊缝金属增碳，一般只用于高碳钢、铸铁等材料的焊接。
氧化焰：当氧与乙炔以大于1. 2的体积比混合时，燃烧后便生成氧化焰。由于氧气充足，燃烧比中性焰剧烈，火焰较短，温度比中性焰高，可达3100~3300℃。氧化焰对焊缝金属有氧化作用，一般不宜采用，但在焊黄铜时可用氧化焰。
一、目的和要求
1.了解埋弧自动焊、CO2气体保护焊、电阻焊、氩弧焊等焊接原理、特点及其应用；
2.熟悉以上焊接方法的基本操作；
3.对比各种焊接方法的特点和应用，了解常见焊接缺陷的种类、原因和防止方法。
二、实习操作
1.电阻焊和氩弧焊操作演示。
三、实习报告
1.埋弧自动焊机由哪几部分组成?简述其焊接工艺过程。
答：埋弧自动焊的基本设备是埋弧自动焊机，它由焊接电源、控制箱和焊车三部分组成。
埋弧自动焊就是在手工电弧焊基础上发展起来的一种自动化焊接工艺。在埋弧自动焊中，以连续送进的光焊丝代替手弧焊的焊条芯，以焊剂代替焊条药皮，焊接时电弧引燃、焊丝送进和沿焊接方向移动电弧全部由焊机自动完成。
2．与手工电弧焊比较，埋弧自动焊有何特点?
答：与手工电弧焊相比，埋弧自动焊有以下优点：
⑴.生产率高
焊接电流常可用到1000A以上，比手工电弧焊时电流大得多，又因焊接过程中节省了更换焊条的时间，所以埋弧自动焊比手工电弧焊具有高得多的生产率(生产率约为手工电弧焊的5~8倍)。
(2).焊接质量高而且稳定
埋弧自动焊时电弧区保护严密，熔池保持在液态的时间较长，冶金过程进行得较为充分，加之焊接规范自动控制调整，所以焊接质量高而且稳定，焊缝成形美观。
(3).节省金属材料
埋弧自动焊热量集中，熔深大，20~25mm厚以下的工件可不开坡口直接焊接，又没有焊条头的浪费，金属飞溅少，所以能有效节省金属材料。
(4).劳动条件得到改善
自动焊由于弧光不外泄，焊接时烟雾少，操作者只需操作管理焊机，所以劳动条件大为改善。
由于埋弧自动焊的上述优点，故在工程上获得了广泛应用。此法常用于焊接直长焊缝和较大直径的环形焊缝，对于厚度较大的工件和大批量生产尤为适宜。
焊接（Ⅴ）钣焊创新制作训练
一、目的与要求
１.熟悉钣金的基本原理、基本工艺及应用；
２.熟悉钣金工设备组成及其功能；
３.初步掌握钣金工设备操作方法及安全注意事项；
４.初步掌握钣金工常用工具操作方法及安全注意事项；
５.比较钳工工艺与钣金工工艺的异同点；
６.增强学生的工程实践能力，培养学生的创新意识和创新思维。
二、实习操作
１.钣金（铁艺）模型的创新设计制作。
三、实习报告
1.钣金在焊接时为防止变形工艺上应该注意的事项?
答：钣金加工中为了防止焊接变形在工艺措施上注意事项：
(1)选择合适的焊接顺序。对于组件较多的焊接结构，应当将组件分别焊接、矫正后，再组装整体焊接，这样，总比先装配成整体，然后再焊接变形小些。并且局部地方可边装边焊，操作也比较方便。
(2)选择合理的焊接顺序。为防止焊接变形，在焊接顺序上，应采取条焊法、退焊法和对称焊法。
(3)反变形法。就是焊前给予焊件一个和焊后变形方向相反的变形，焊接后正好抵消工件焊前的变形。
(4)刚性固定法。这种方法对减少焊接变形很有效。
(5)选用合理的焊接方法和规范。各种焊接方法加热焊缝的能量密度和热量输入时不同的，对薄板焊接而言，选用能量密度高的焊接方法，如采用二氧化碳气体保护焊，等离子弧焊来代替气焊和手工电弧焊，就可减小焊接变形。焊接铝及铝合金结构时，气焊比手工氩弧焊变形大得多。
《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）
《材料成型》基础知识点 1.简述铸造生产中改善合金充型能力的主要措施。 （1）适当提高浇注温度。 （2）保证适当的充型压力。 （3）使用蓄热能力弱的造型材料。如砂型。 （4）预热铸型。 （5）使铸型具有良好的透气性。 2.简述缩孔产生的原因及防止措施。 凝固温度区间小的合金充满型腔后，由于逐层凝固，铸件表层迅速凝固成一硬壳层，而内部液体温度较高。随温度下降，凝固层加厚，内部剩余液体由于液态收缩和补充凝固层的凝固收缩，体积减小，液面下降，铸件内部产生空隙，形成缩孔。 措施：（1）使铸件实现“定向凝固”，按放冒口。 （2）合理使用冷铁。 3.简述缩松产生的原因及防止措施。 出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件中，被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 措施：（1）、尽量选用凝固区域小的合金或共晶合金。 （2）、增大铸件的冷却速度，使铸件以逐层凝固方式进行凝固。 （3）、加大结晶压力。（不清楚） 4.缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？ 缩孔和缩松使铸件的有效承载面积减少，且在孔洞部位易产生应力集中，使铸件力学性能下降；缩孔和缩松使铸件的气密性、物理性能和化学性能下降。 缩孔可以采用顺序凝固通过安放冒口，将缩孔转移到冒口之中，最后将冒口切除，就可以获得致密的铸件。而铸件产生缩松时，由于发达的树枝晶布满了整个截面而使冒口的补缩通道受阻，因此即使采用顺序凝固安放冒口也很无法消除。 5.什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固 原则各适用于哪种场合？ 定向凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，使铸件上远离冒口的部位先凝固然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。 同时凝固，就是采取必要的工艺措施，使铸件各部分冷却速度尽量一致。 实现定向凝固的措施是：设置冒口；合理使用冷铁。它广泛应用于收缩大或壁厚差较大的易产生缩孔的铸件，如铸钢、高强度铸铁和可锻铸铁等。 实现同时凝固的措施是：将浇口开在铸件的薄壁处，在厚壁处可放置冷铁以加快其冷却速度。它应用于收缩较小的合金(如碳硅质量分数高的灰铸铁)和结晶温度范围宽，倾向 于糊状凝固的合金(如锡青铜)，同时也适用于气密性要求不高的铸件和壁厚均匀的薄壁 6.铸造应力有哪几种？形成的原因是什么？ 铸造应力有热应力和机械应力两种。 热应力是铸件在凝固和冷却过程中，由于铸件的壁厚不均匀、各部分冷却速度不同，以至在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。 机械应力是铸件在冷却过程中因固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的应力。 7.铸件热应力分布规律是什么？如何防止铸件变形？ 铸件薄壁处受压应力，厚壁处受拉应力。 （1）减小铸造应力。 合理设计铸件的结构，铸件尽量形状简单、对称、壁厚均匀。
绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性） 金属得性能(力学及工艺性能） 金属学基础知识（铁碳相图、组织） 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入：内部结构决定金属性能 内部结构？ 第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶
体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。） 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面：点阵中得结点所构成得平面。 晶向：点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称
晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。 属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等 所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个） （3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个） 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,
本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题) 1. 将钢加热到临界温度以上或其它一定温度，保温一定时问，然后缓慢地冷却到室温，这一热处理工艺称为（）。 ??(D)?退火 2. 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（）。 ??(A)?高淬透性钢 3. 贝氏体是钢经（）处理后获得的组织。 ??(A)?等温淬火 4. 钢的回火处理是在（）。 ??(C)?淬火后进行 5. 零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 ??(A)?低温回火 6. 钢经表面淬火后，将获得（）。 ??(D)?一定深度的马氏体 7. 淬硬性好的钢必须具备（）。 ??(B)?高的含碳量 8. 完全退火主要适用于（）。 ??(A)?亚共析钢 9. （）主要用于各种弹簧淬火后的处理。 ??(B)?中温回火
10. T10在锻后缓冷，随即又采用正火处理的目的是（）。 ??(B)?碎化网状的二次渗碳体，为球化退火作组织准备 11. 扩散退火的主要目的是（）。 ??(A)?消除和改善晶内偏析 12. 若合金元素能使过冷奥氏体冷却C曲线右移，钢的淬透性将（）。 ??(B)?提高 13. 机械制造中，T10钢常用来制造（）。 ??(B)?刀具 14. 合金渗碳钢中的（）合金元素可起到细化晶粒的作用。 ??(B)?Ti 15. （）热轧空冷即可使用。 ??(D)?低合金高强度钢 二、判断题(判断正误，共10道小题) 16.?珠光体是由铁素体和渗碳体组成的。（） 正确答案：说法正确 17.?亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（） 正确答案：说法正确 18.?亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（） 正确答案：说法正确 19.?过共析钢室温下的平衡组织是奥氏体和一次渗碳体。（） 正确答案：说法错误 20.?白口铸铁很硬但几乎无塑性。（） 正确答案：说法正确 21.?室温平衡状态的铁碳二元合金都是由F、Fe3C 两个基本相组成，含碳量不同，只是这两个相的数量、形态和分布不同而已。（）
《材料成形工艺基础》自学指导书 一、课程名称：材料成形工艺基础 二、自学学时：50课时 三、教材名称：《材料成形工艺基础》柳秉毅编 四、参考资料：材料成形技术基础陶冶主编机械工业出版社 五、课程简介：《材料成形工艺基础》是材料成型及控制工程专业的主干课程之一，其任务是阐明液态成型、塑性成型和焊接形成等成型技术在内的内在基本规律和物质本质，揭示材料成型过程中影响产品性能的因素及缺陷产生的机理。 六、考核方式：闭卷考试 七、自学内容指导： 绪论第1章金属材料的力学性能 一、本章内容概述： 绪论：1.材料成形工艺的发展历史2.材料成形加工在国民经济中的地位 3.材料成形工艺基础课程的内容 4.本课程的学习要求与学习方法。 第一章：1）铸造成形基本原理；2）塑性成形基本原理； 3）焊接成形基本原理 二、自学学时安排：8学时 三、知识点： 1.合金的铸造性能 2.合金的收缩性； 3.铸件的缩孔和缩松 2合金的充型能力是指液态合金充满铸型型腔，获得尺；3影响合金的充型能力的因素1）合金的流动性2）浇；4合金的收缩概念液态合金从浇注温度逐渐冷却、凝固；5铸造内应力分热应力和机械应力；6顺序凝固，是使铸件按递增的温度梯度方向从一个部；7顺序凝固可以有效地防止缩孔和宏观缩松，主要适用；8缩孔和缩松的防止方法：顺序凝固 四、难点：
1）强度、刚度、弹性及塑性 2）硬度、冲击韧性、断裂韧度、疲劳。 五、课后思考题与习题：P40 1.1 区分以下名词的含义: 逐层凝固与顺序凝固糊状凝固与同时凝固 液态收缩与凝固收缩缩孔与缩松 答：逐层凝固：纯金属和共晶成分的合金是在恒温下结晶的，铸件凝固时其凝固区宽度接近于零，随着温度的下降，液相区不断减小，固相区不断增大而向中心推进，直至到达铸件中心。顺序凝固：是指在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口之间逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口处向冒口方向顺序地凝固，即远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 糊状凝固：如果合金的结晶温度范围很宽，或者铸件断面上温度梯度较小，则在凝固的某段时间内，其固相和液相并存的凝固区会贯穿铸件的整个断面。 同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。 液态收缩：从浇注温度冷却至凝固开始温度(液相线温度)期间发生的收缩。凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终了温度(固相线温度)期间发生的收缩。 铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩所造成的体积缩减，如果未能获得补充(称为补缩)，则会在铸件最后凝固的部位形成孔洞。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 1.3拟生产一批小型铸铁件，力学性能要求不高，但壁厚较薄，试分析如何提高合金液的充型能力。 答：1）尽可量提高浇注温度。由于壁厚较薄，铸铁可取1450左右2）增大充型压力（即增大推动力）。3）选用蓄热能力强的材料作铸型。4）提高铸型温度。5）选用发气量小而排气能力强的铸型。 1.4冒口补缩的原理是什么? 冷铁是否可以补缩? 冷铁的作用与冒口有何不同? 答：在铸件厚壁处和热节部位（即铸件上热量集中，内接圆直径较大的部位）设置冒
《工程材料及其成型基础》课程教学大纲（Fundamentals of Engineering Material and Their Manufacturing Technology） 课程编号：011103 学分：4 学时：78 （其中：讲课学时：68 实验学时：10 上机学时：0 ）先修课程：画法几何与机械制图 后续课程：机械设计、金属切削原理与刀具、机械制造工艺学 适用专业：机械设计制造及其自动化 开课部门：机械工程学院 一、课程的性质与目标 《工程材料及其成型基础》课程是以材料成形与加工工艺为主的工艺技术性基础课。它是对工科大学生进行现代机械工程制造技术和综合工程素质教育的重要基础课程。 通过本课程学习，应达到以下基本要求： 1、掌握常用工程材料的性能、结构、牌号和应用范围。 2、熟悉铁碳合金状态图，并能据图分析碳钢成分、组织和性能之间的关系。 3、了解金属热处理的基本原理，熟悉常用热处理方法及其应用。 4、了解常用非金属材料的组成、特性及应用； 5、熟悉铸造、压力加工和焊接方法的基本原理、现代技术、工艺特点和应用范围。 6、了解零件结构工艺性的基本知识，能改进较明显不合理的结构设计。 7、了解选择材料及加工方法的经济性，具有选择材料、毛坯和制定简单零
件加工工艺规程的能力。 二、课程的主要内容及基本要求 第0章绪论（2学时） [知识点] 机械制造基础课程主要内容和机械制造技术发展概况，机械产品生产全过程概念，材料成形与加工在机械工业中的地位和作用，学习本课程的要求和方法。 [重点] 机械产品生产全过程概念，材料成形与加工在机械工业中的地位和作用。 [难点] 机械产品生产全过程概念，材料成形与加工在机械工业中的地位和作用。 [基本要求] 明确本课程的作用与学习内容和方法。 第1章金属材料的力学性能（3学时） [知识点] 材料的力学性能：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。 [重点] 强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度的概念。 [难点] 强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度的区分理解。 [基本要求] 掌握机械行业中常用金属材料的力学性能指标。 [实践与练习] 本部分内容建议开设“硬度实验”。通过实验让学生进一步理解硬度测量的原理，掌握布氏硬度、洛氏硬度的测量方法。 1、弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有什么关系？ 2、何谓硬度？简述布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的试验原理及应用范围。
金属材料与热处理含答 案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气 态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。
1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（） A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.以上答案都对 7.做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。
金属材料与热处理习题及答案 第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。(×) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √) 13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √)
14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √) 31、晶体有规则的几何图形。( √) 32、非晶体没有规则的几何图形。( √)
第六章金属材料及热 处理
第六章答案 1．用 45 钢制造机床齿轮，其工艺路线为：锻造—正火—粗加工一调 质一精加工—高频感应加热表面淬火一低温回火—磨加工。说明各热处理 工序的目的及使用状态下的组织。 答：锻造后的 45 钢硬度较高，不利于切削加工，正火后将其硬度控制 在 160-230HBS 范围内，提高切削加工性能。组织状态是索氏体。粗加工后， 调质处理整个提高了 45 钢强度、硬度、塑性和韧性，组织状态是回火索氏 体。高频感应加热表面淬火是要提高 45 钢表面硬度的同时，保持心部良好 的塑性和韧性。低温回火的组织状态是回火马氏体，回火马氏体既保持了 45 钢的高硬度、高强度和良好的耐磨性，又适当提高了韧性。2．常用的合金元素有哪些？其中非碳化物形成元素有一一一：碳化物 形成元素有一一一；扩大 A 区元素有——；缩小 A 区元素在一一。
答：常用的合金元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛、镍、硅、 铝、钴、镍、氮等。其中非碳化物形成元素有：镍、硅、铝、钴等；化物 形成元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等；扩大 A 区元素有：镍、 锰、碳、氮等；小 A 区元素有：铬、铝、硅、钨等。 3．用 W18Cr4V 钢制作盘形铣刀，试安排其加工工艺路线，说明各热 加工工序的目的，使用状态下的显微组织是什么？为什么淬火温度高达 1280℃？淬火后为什么要经过三次 560℃回火？能否用一次长时间回火代 替？ 答：工艺路线: 锻造十球化退火→切削加工→淬火+多次 560℃回火→喷砂→磨削加工→成品 热处理工艺： 球化退火:高速钢在锻后进行球化退火，以降低硬度，消除锻造应力， 便于切削加工，并为淬火做好组织准备。球化退火后的组织为球状珠光体。
材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案 第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝则和定向凝则？ 答：①同时凝则：将浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果没球墨铸铁好？普通灰铸铁常用热处理方法有哪些？目的是什 么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。 第三章 ⑴．为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇铸成形？为什么脱蜡时水温不应达到沸点？ 答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的蜡料中，石蜡和硬脂酸各占50%，其熔点为50℃~60℃，高熔点蜡料可加入塑料，制模时，将蜡料熔为糊状，目的除了使温度均匀外，对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。
《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。 1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（）
1.铸件在冷却过程中，若其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。按内应力的产生原因，可分为应力和应力两种。 2.常用的特种铸造方法 有：、、、、和 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生而获得毛 坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有、和 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有、和 等。 6.压力加工的基本生产方式 有、、、、和等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受应力，薄壁受 应力。 8.提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。但温度过高，必将产生、、和严重氧化等缺陷。所以应该严格 控制锻造温度。 9.板料分离工序中，使坯料按封闭的轮廓分离的工序称为； 使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为。 10.拉深件常见的缺陷是和。 11.板料冲压的基本工序分为和。前者指冲裁工序，后者包括、、和。 12.为防止弯裂，弯曲时应尽可能使弯曲造成的拉应力与坯料的纤维 方向。 13.拉深系数越，表明拉深时材料的变形程度越大。 14.将平板毛坯变成开口空心零件的工序称为。 15.熔焊时，焊接接头是由、、和 组成。其中和是焊接接头中最薄弱区域。 16.常用的塑性成形方法 有：、、、、 等。 16.电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件局 部加热到塑性或融化状态，然后在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为焊、焊和焊三种型式。
其中适合于无气密性要求的焊件；适合于焊接有气密性要求的焊件；只适合于搭接接头；只适合于对接接头。 1.灰口铸铁的流动性好于铸钢。（） 2.为了实现顺序凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩。（） 3. 热应力使铸件的厚壁受拉伸，薄壁受压缩。（） 4.缩孔是液态合金在冷凝过程中，其收缩所缩减的容积得不到补足，在铸件内部形成的孔洞。（） 5.熔模铸造时，由于铸型没有分型面，故可生产出形状复杂的铸件。（） 6.为便于造型时起出模型，铸件上应设计有结构斜度即拔模斜度。（） 7.合金的液态收缩是铸件产生裂纹、变形的主要原因。（） 8.在板料多次拉深时，拉深系数的取值应一次比一次小，即 m1>m2>m3…>mn。（） 9.金属冷变形后，其强度、硬度、塑性、韧性均比变形前大为提高。（） 10.提高金属变形时的温度，是改善金属可锻性的有效措施。因此，在保证金属不熔化的前提下，金属的始锻温度越高越好。（）11.锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。 （） 12.由于低合金结构钢的合金含量不高，均具有较好的可焊性，故焊前无需预热。（） 13.钢中的碳是对可焊性影响最大的因素，随着含碳量的增加，可焊性变好。（） 14.用交流弧焊机焊接时，焊件接正极，焊条接负极的正接法常用于
复习题 一、填空题 1．材料力学性能的主要指标有、、、、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，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。 3．ReL（σs）表示，（σ）表示，其数值越大，材料抵抗能力越强。 4．材料常用的塑性指标有和两种。其中用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，当K I >K I c 时，材料发生。 6．金属晶格的基本类型有、、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，强度和硬度越来越，塑性和韧性越来越。 8．金属要完成自发结晶的必要条件是，冷却速度越大，越大，晶粒越，综合力学性能越。 9．合金相图表示的是合金的____ 、、和之间的关系。 11．影响再结晶后晶粒大小的因素有、、、。12．热加工的特点是；冷加工的特点是。 13．马氏体是的固溶体，其转变温度范围（共析刚）为。 14．退火的冷却方式是，常用的退火方法有、、、、和。 15．正火的冷却方式是，正火的主要目的是、、。 16．调质处理是指加的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的性能。 17．W18Cr4V钢是钢，其平均碳含量（Wc）为：％。最终热处理工艺是，三次高温回火的目的是。
18．ZL102是合金，其基本元素为、主加元素为。19．滑动轴承合金的组织特征是或者。 20．对于热处理可强化的铝合金，其热处理方法为。 21．铸造可分为和两大类；铸造具有和成本低廉等优点，但铸件的组织，力学性能；因此，铸造常用于制造形状或在应力下工作的零件或毛坯。 22．金属液的流动性，收缩率，则铸造性能好；若金属的流动性差，铸件易出现等的铸造缺陷；若收缩率大，则易出现的铸造缺陷。 23.常用铸造合金中，灰铸铁的铸造性能，而铸钢的铸造性能。 24．铸型的型腔用于形成铸件的外形，而主要形成铸件的内腔和孔。25．一般铸件浇注时，其上部质量较，而下部的质量较，因此在确定浇注位置时，应尽量将铸件的朝下、朝上。 26．冒口的主要作用是，一般冒口厘设置在铸件的部位。 27．设计铸件时，铸件的壁厚应尽量，并且壁厚不宜太厚或太薄；若壁厚太小，则铸件易出现的缺陷；若壁厚太大，则铸件的。 28．衡量金属可锻性的两个主要指标是塑性与变形抗力、 塑性愈高，变形抗力愈小，金属的可锻性就愈好。 29．随着金属冷变形程度的增加，材料的强度和硬度，塑性和韧性 ，使金属的可锻性。 30．自由锻零件应尽量避免、、等结构。 31．弯曲件的弯曲半径应大于，以免弯裂。 32．冲压材料应具有良好的。 33．细晶粒组织的可锻性粗晶粒组织。 34．非合金钢中碳的质量分数愈低，可锻性就愈。 35．焊接方法按焊接过程的特点分、、三大类。 36．影响焊接电流的主要因素是焊条直径和焊缝位置。焊接时，应在保证焊接质量的前提下，尽量选用大的电流，以提高生产率。 37．电焊机分为和两大类。 38．焊缝的空间位置有、、、。39．焊接接头的基本形式有、、、。40．气体保护焊根据保护气体的不同，分为焊和焊等。41．点焊的主要焊接参数是、和。压力过大、电流过小，焊点强度；压力过小、电流过大，易、。 二、判断题 ( - )1．机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形。( - )2．硬度值相同的在同一环境中工作的同一种材料制作的轴，工作寿命是相同的。( - )3．所有的金属材料均有明显的屈服现象。 ( - )4．选择冲击吸收功高的材料制作零构件可保证工作中不发生脆断。
金属材料与热处理基础考试题 部门__________姓名___________工号__________得分____________ 一、选择题 1、拉伸试验时，试样拉断前所能够承受的最大应力称为材料的（）。 A、弹性极限 B、抗拉强度 C、屈服点 2、用拉伸试验可测定材料的（）性能指标。 A、强度 B、韧性 C、硬度 3、将钢件奥氏体化后，先浸入一种冷却能力强的介质中，然后迅速浸入另一种冷却能力弱的介质中，使之发生马氏体转变的淬火方法称（）。 A、分级淬火 B、等温淬火 C、水冷淬火 D、双介质淬火 4、制造小弹簧宜选用（），制造冷压件宜选用（）钢。 A、08F B、45 C、65Mn D、T12A 5、滚动轴承钢GCrl5中的平均含铬量为（）。 A、% B、% C、15% D、% 6、合金渗碳钢渗碳后必须进行（）热处理才能使用。 A、淬火加高温回火 B、淬火加中温回火 C、淬火加低温回火 D、高温回火 7、工业纯铝的特点的是（）。 A、密度小 B、导电性好 C、强度高 D、抗腐蚀能力高 二、判断题 1、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。（） 2、对钢进行热处理的目的都是为了获得细小、均匀的奥氏体组织。（） 3、退火与正火的目的大致相同，它们主要的区别是保温时间长短。（） 4、回火的目的主要是消除应力，降低硬度，便于进行切削加工。（）
5、感应加热表面淬火时所使用的电流频率越高，则工件表面的淬硬层深度 越深。（） 6、渗碳的零件可以是低碳钢也可以是高碳钢。（） 7、在去应力退火过程中，钢的组织不发生变化。（） 8、合金钢只有经过热处理，才能显著提高其力学性能。（） 9、工业纯铝具有较高的强度，常用作工程结构材料。（） 三、填空题 1、金属材料的使用性能包括、和等；工艺性能包括、、、和 ` 等。 2、材料的力学性能包括、、和等。 3、强度是指金属材料在作用下，抵抗和的能力。 4、热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行、 和以获得所需要的组织结构与性能的工艺。 5、生产中常用的冷却介质有、和等。 6、生产中在钢淬火后进行的热处理工艺称为调质，调质后的组织 为。 7、Q235—A 表示为235MPa，质量为级的钢。 8、T10A表示含碳量为的钢。 9、常用来制造高速切削的车刀、刨刀的高速工具钢有和。 10、不锈钢是指在介质或大气中具有抗腐蚀性能的钢，其成分特点是 含量较高，含量较低。 11、表面要求具有高的，而心部需要足够的的零件应进行表面热处理。 12、滚动轴承钢的热处理首先采用，以降低锻造后钢的硬度， 便于切削加工，然后采用，以提高轴承的硬度和耐磨性。
第1章金属的结构与结晶 一、填空： 1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。一般固态金属都属于。 2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。 3、常见的金属晶格类型有、和三种。铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。 4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和 等。晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。 5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。 6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。 7、与之差称为过冷度。过冷度的大小与有关， 越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。 8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。 10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为
同素异构转变。 二、判断： 1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。（） 2、非晶体具有各向同性的特点。（） 3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。（） 4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（） 5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（） 6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（） 7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（） 8、单晶体具有各向异性的特点。（） 9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（） 10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（） 11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。（） 三、选择 1、α—Fe是具有（）晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为 （）晶格。A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。
第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素： 金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式 ②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。 收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 9.影响收缩的因素 （１）化学成分：碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力 10.缩孔及缩松：铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 缩孔的形成：主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。 缩松的形成：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。
材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。 答：①同时凝固原则：将内浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝固原则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴ .试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白
口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否 相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果不如球墨铸铁好？普通灰铸铁常用的热处理方法有哪 些？其目的是什么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除内应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。
材料成型工艺基础部分0 绪论 金属材料：metal material (MR) 高分子材料：high-molecular material 陶瓷材料：ceramic material 复合材料：composition material 成形工艺：formation technology 1 铸造 铸造工艺：casting technique 铸件：foundry goods （casting） 机器零件：machine part 毛坯：blank 力学性能：mechanical property 砂型铸造：sand casting process 型砂：foundry sand 1.1 铸件成形理论基础 合金：alloy 铸造性能：casting property 工艺性能：processing property 收缩性：constringency 偏析性：aliquation 氧化性：oxidizability
吸气性：inspiratory 铸件结构：casting structure 使用性能：service performance 浇不足：misrun 冷隔：cold shut 夹渣：cinder inclusion 粘砂：sand fusion 缺陷：flaw, defect, falling 流动性：flowing power 铸型：cast (foundry mold) 蓄热系数：thermal storage capacity 浇注：pouring 凝固：freezing 收缩性：constringency 逐层凝固：layer-by-layer freezing 糊状凝固：mushy freezing 结晶：crystal 缩孔：shrinkage void 缩松：shrinkage porosity 顺序凝固：progressive solidification 冷铁：iron chill 补缩：feeding