第一章金属液态成形
1.
①液态合金的充型能力是指熔融合金充满型腔，获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。
②流动性好，熔融合金充填铸型的能力强，易于获得尺寸准确、外形完整的铸件。流动性不好，则充型能力差，铸件容易产生冷隔、气孔等缺陷。
③成分不同的合金具有不同的结晶特性，共晶成分合金的流动性最好，纯金属次之，最后是固溶体合金。
④相比于铸钢，铸铁更接近更接近共晶成分，结晶温度区间较小，因而流动性较好。
2.浇铸温度过高会使合金的收缩量增加，吸气增多，氧化严重，反而是铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、夹杂等缺陷。
3.缩孔和缩松的存在会减小铸件的有效承载面积，并会引起应力集中，导致铸件的力学性能下降。
缩孔大而集中，更容易被发现，可以通过一定的工艺将其移出铸件体外，缩松小而分散，在铸件中或多或少都存在着，对于一般铸件来说，往往不把它作为一种缺陷来看，只有要求铸件的气密性高的时候才会防止。
4 液态合金充满型腔后，在冷却凝固过程中，若液态收缩和凝固收缩缩减的体积得不到补足，便会在铸件的最后凝固部位形成一些空洞，大而集中的空洞成为缩孔，小而分散的空洞称为缩松。
浇不足是沙型没有全部充满。冷隔是铸造后的工件稍受一定力后就出现裂纹或断裂，在断口出现氧化夹杂物，或者没有融合到一起。
出气口目的是在浇铸的过程中使型腔内的气体排出，防止铸件产生气孔，也便于观察浇铸情况。而冒口是为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分。
逐层凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开。定向凝固中熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向进行凝固。
5.定向凝固原则是在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，并同时采用其他工艺措施，使铸件上远离冒口的部位到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部位像冒口方向顺序地凝固。
铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚至是同时完成凝固过程，无先后的差异及明显的方向性，称作同时凝固。
定向凝固主要用于体收缩大的合金，如铸钢、球墨铸铁等。同时凝固适用于凝固收缩小的合金，以及壁厚均匀、合金结晶温度范围广，但对致密性要求不高的铸件。
6. 不均匀冷却使铸件的缓冷处受拉，快冷处受压。零件向下弯曲。
10. 铸件的结构斜度指的是与分型面垂直的非加工面的结构斜度，以便于起模和提高铸件精度。
结构斜度是零件原始设计的结构；拔模斜度是为了造型拔模（起模）方便，而在铸件上设计的斜度。无法起模，结构可改为下图所示
1.12 无法起模，可将凸台延伸至分型面
1.13 结构圆角可减少热节，缓解应力集中。分型面的圆角不合理，应该为直角。
1.14 a 方案存在较大的水平面，不利于浇铸，左上角的结构距离太近，不利于铸造。
b 方案有较好的结构斜度，利于浇铸，但存在锐角连接，可能会产生热节等缺陷，但其方向不影响液体流动。综合比较，b较好
1.15 加工困难是因为外形结构存在凹面，起模困难，断腿是因为直角连接处存在应力集中。
可将直角改为圆角，适当增加壁厚。根据结构需要，可将内凹弧面改为平面或者其他利于铸造的结构。
1.16
a : 铸造需要型芯。可改为工字型结构
b : 铸造时，型芯无法固定。开设工艺孔，增加型芯头。
c : 结构过于复杂。可将口开成与内壁宽度相同，平滑连接，减少型芯数量。圆弧外的凸起，无法起模，可以将分型面转换到与凸起物垂直的面上。
d ：缺少圆角，且中间部分太厚，容易产生缩孔等缺陷。
过渡处倒圆角，尤其是半径转换的地方。在不改变结构的情况下，可以从底部加一块型芯，既可以避免过厚，又可以减少重量。
1.18 熔模铸造又称失蜡铸造，是利用蜡来制作外壳，形成模具，浇铸成型的铸造方法。
①制造蜡模，将糊状蜡料压入金属模具，冷凝后取出。
②制造型壳，在蜡模组表面涂上涂料，然后硬化，重复多次，形成耐火坚硬型壳。
③脱蜡，将蜡模浸入热水中，融化蜡料
④型壳焙烧，将型壳放入800-950度加热炉中保温，去除残余蜡和水分
⑤浇注，趁热浇入合金液，凝固冷却。
⑥脱壳和清理，人工或机械去除型壳，切除冒口。
1.19
①有较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度，机械加工余量小。
②导热性好，冷却速度快，铸件的晶粒细小，力学性能好。
③可实现一型多铸，提高劳动生产率，节约造型材料，减轻环境污染。
金属型因不透气且无退让性，铸件容易产生冷隔冷缺陷，加上金属型无溃散性，因此不宜铸造形状复杂、薄壁、大型铸件。制造成本高，周期长，不宜单件小批生产，受金属型材料熔点的限制，不宜生产高熔点合金铸件。而砂型铸造尽管精度低，但适用范围广，成本低，因此金属型不能取而代之。
1.22 离心铸造时将熔融金属浇入旋转的铸型中，在离心力的作用下充填铸型并凝固成形的一种铸造方法。
不用型芯即可铸造出圆筒件，省去了浇铸系统的冒口；金属由表向内定向凝固，改善了补缩条件；离心力的作用提高了金属液的充型能力；便于制造双金属铸件。
1.26
1.28 可锻铸铁的碳、硅含量低，流动性差，而且冷却速度快，故适宜铸造薄壁小型铸件，铸造厚壁大铸件，可能会产生浇不到等缺陷。
1.29 不正确，不同壁厚的灰铸铁的力学性能不一样，壁厚为5mm的抗拉强度ζb 175mpa, 满足条件，而其余的两个不满足。
第二章金属塑性成形
2-1 什么是最小阻力定律？为什么闭式滚挤或拔长模膛可以提高滚挤或拔长效率？
答：最小阻力定律是指金属在塑性变形过程中，如果金属质点有向几个方向移动的可能时，则金属各质点将向阻力最小的方向移动。因为闭式的模膛使得材料发生塑性变形时，朝着填满型腔方向的阻力唯一最小（开式的可能朝几个方向的阻力都最小），因此效率要相对高一些。
2-2 纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？
答：金属铸锭组织中存在着偏析夹渣物、第二相等，在热塑性变形时，随金属晶粒的变形方向或延伸呈条状、线状或破碎呈链状分布，金属再结晶后也不会改变，仍然保留下来，呈宏观“流线”状。纤维组织使得金属的力学性能呈现出方向性，沿着纤维方向抗拉抗压强度增大，垂直于纤维方向的抗拉抗压强度减弱。
2-3 何为“过热”？何为“过烧”？它们分别会对锻件产生什么影响？
答：金属塑性成形过程中，如果加热温度过高，导致金属的晶粒急剧增大，这种现象称为“过热”；如果温度过高接近熔点时，晶界发生氧化或者局部融化的现象称为“过烧”。过热会导致金属塑性减小，塑性成形能力下降；过烧会导致金属的塑性变形能力完全消失。
2-4 判断以下说法是否正确？为什么？
（1）金属的塑性越好，变形抗力越大，金属可锻性越好。
错误；塑性越好，变形抗力越小，可锻性越好。
（2）为了提高钢材的塑性变形能力，可以采用降低变形速度或在三相压应力下变形等工艺。错误；当变形速度低于临界值时，降低变形速度可以提高材料塑性变形能力，但当变形速度高于临界值时，降低变形速度降低了材料的塑性变形能力。
（3）为了消除锻件中的纤维组织，可以采用热处理的方式实现。
错误；只能通过塑性变形改变纤维的方向和分布。
2-5 求将75mm长的圆钢拔长到165mm的锻造比，以及将直径50mm、高120mm的圆钢锻到60mm高的锻造比。能将直径为50mm、高180mm的圆钢镦粗到60mm高吗？为什么？答：s0H0=s1H1Y锻=s0/s1=H1/H0=165/75=2.2;Y锻=120/60=2；不能，因为整体镦粗用圆形截面坯料的高度和直径比不大于2.5~3，此处的高径比为3.6。
2-8 带头部的轴类零件，在单件小批量生产条件下，若法兰头直径D较小，杆长L较大时，应如何锻造？D较大，L较小时，又应如何锻造？
答：自由锻。D较小，L较大时，先将棒料拔长，然后局部镦粗，锻出头部；D较大，L较小时，先镦粗，然后锻轴杆。
2-9 答：a)不适合，结构复杂且有肋板；b)不适合，有圆柱面与平面相交形成空间曲线，修改见图2-15（b）；c)不适合，有梯型槽，去除梯型槽后可用于自由锻。
2-11 模锻时，如何合理确定分模面的位置？
答：1、首先保证模锻件能从模膛中顺利取出2、分模面尽量选在能使模膛深度最浅的位置3、
尽量使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致4、尽量采用平面，并使上下模膛深度基本一致5、是模锻件上的敷料最少，锻件形状尽可能与零件形状一致。
2-12 模锻与自由锻有何区别？
答：1、模锻需要模具及锻压设备，投资较大，生产效率高，适合批量生产。自由锻设备简单，但是生产效率低，适合单件小批量生产2、模锻能锻造形状复杂的锻件，尺寸较为精确，并可使金属流线分布更为合理，力学性能较高。减少切削加工工作量。自由锻尺寸精度低，加工余量大，耗材多3、模锻操作简单、劳动强度低。对工人技术水平要求不高，易于实现机制化、自动化。自由锻劳动强度大，对工人技术水平要求较高
2-14 修改见书图2-35 2-15 分模面均为对称面
2-17 间隙对冲裁件断面质量有何影响？间隙过大或过小会对冲裁产生什么影响？
答：凸凹模间隙会严重影响冲裁件的断口质量，间隙合适时，板料内形成的上、下裂纹重合一线，断裂带和毛刺均较小；间隙过大时，板料中拉应力增大，裂纹提前形成，板料内形成的上下裂纹向内错开，断口断裂带和毛刺均较大；间隙过小时，凸凹模受到板料的挤压作用大，摩擦加大，板料内形成的上、下裂纹向外错开，断口形成二节光面，在两节光面间夹有裂纹。除此之外，凸凹模间隙还影响模具守门、冲裁力和冲裁件尺寸精度。
2-18 a)孔径过大，孔壁过薄，不易冲裁，增大壁厚，减小孔径b)将直角部分改为圆角，壁厚增大c）弯曲半径小于最小弯曲半径，应减小壁厚d)底边过短，不易弯曲，将底边改为20mm e)将凸台部分延长与基体相同，另外在过渡部分倒圆角f)增大冲孔部位与侧壁的距离，将R4增大。
2-21 冲孔，落料，拉2-22 冲孔落料弯曲
2-23 不能；t/D0=1.43% D1=D0*m1=52.5~66.15>25 所以不能一次拉深。
d2=39.375~50.274, d3=30.712~39.716,d4=24.57~32.17,d5=20.15~27;所以至少需要4次拉深。
2-24 试说明挤压、拉拔、滚扎、旋压、精密模锻的成形工艺与应用特点。
答：1、挤压：挤压是对挤压模具中的金属锭坯施加强大的压力作用，使其发生塑性变形从挤压模具的模口中流出，或充满凸、凹模型腔，而获得所需要形状与尺寸制品的塑性成形方法。可加工某些塑性较差的材料，改善组织和性能。可生产断面及其复杂或具有深孔、薄壁以及变断面的零件，并且挤压件精度较高，表面粗糙度小，生产效率高。
2、拉拔：在拉力作用下，迫使金属坯料通过拉拔模孔，以获得相应形状与尺寸制品的塑性加工方法，称为拉拔。拉拔制品表面粗糙度小，生产设备简单，维护方便，金属的塑性不能充分发挥，适合连续高速生产断面较小的长制品。
3、滚扎：金属坯料在旋转轧辊的作用下产生连续塑性变形，从而获得所要求截面形状并改变其性能的加工方法，称为轧辊。生产效率高，但是投资较大，而且工作环境较差，对轧辊有较高的要求。
4、旋压：旋压是利用旋压机是毛坯和模具以一定的速度共同旋转，并在滚轮的作用下，是毛坯在于滚轮接触的部位产生局部塑性变形，由于滚轮的进给运动和毛坯的旋转运动，使局部的塑性变形逐步扩展到毛坯的全部所需表面，从而获得所需形状和尺寸零件的加工方法。所需成形工艺力小，施压工具简单，费用低，可用来加工某些形状比较复杂的零件，并且尺寸精度高，表面粗糙度小，但是，只适合加工轴对称的回转件。
5、精密模锻：在模锻设备上锻造出形状复杂、高精度锻件的模锻工艺。常用与成批生产形状复杂、使用性能高的短轴线回转体零件和某些难以用机械加工方法制造的零件。加工时余量小，生产的零件精度高。对设备要求较高。
2-25 什么是超塑性？试说明超塑性成形的工艺特点。有何主要应用？
答：超塑性成形指金属或合金在低的变形速率（ε=10-2~10-4/s）、一定的变形温度（约为熔点绝对温度的一半）和均匀的细晶粒度（晶粒平均直径为0.2~5μm）条件下，伸长率δ超过
100%的塑性成形。特点：大延伸、无缩颈、小应力、易成形。常用于金属材料的压力加工成形，例如超塑性模锻和挤压、超塑性冲压成形、超塑性气压成形。
第三章连接成形
1. 当电弧中有空气侵入时，液态金属会发生强烈的氧化和氮化反应，空气间的水分以及工件表面的油、锈、水在高温下分解出的氢原子会融入到液态金属中，导致接头塑性和韧度降低，甚至产生裂纹。可以采用以下措施：
①在焊接过程中，对融化金属进行机械保护，使之与空气隔开。
②对焊接熔池进行冶金处理，主要通过在焊接材料中加入一定的脱氧剂和一定的合金元素，在焊接过程中排除Feo，同时补偿合金元素的烧损。
4.不能，电弧焊需要电离两极间的气体介质才能形成电弧，在真空中无法实现。
6.采用直流弧焊机进行电弧焊时，有两种极性接法：当工件接阳极，焊条接阴极时，称为直流正接，此时工件受热较大，适合焊接厚大件。当工件接阴极，焊条接阳极时，称为反接，此时受热较小，适合焊接薄小工件。交流时，不存在正反接情况。
7.焊接变形的基本形式包括：收缩变形，角变形，弯曲变形、扭曲变形、波浪变形
预防措施：焊前预热。选择合理的焊接顺序：尽量使焊缝能自由收缩，减少焊接应力；对称焊缝采用分散对称工艺。加热减应区。反变形法。刚性固定法。
矫正措施：机械矫正变形，利用机械力，产生塑性变形来矫正焊接变形。
火焰矫正变形，利用金属局部受热后的冷却来抵消已经发生的焊接变形。
8.焊接应力和变形是同时存在的，焊接结构中不会只有应力或只有变形。焊接结构内部的拉应力和压应力总是保持平衡的，当平衡被破坏时（如车削加工），结构内部的应力会重新分布，变形也会变化。
为避免这类变形，应在焊接时采用预防和减小焊接应力和变形的工艺措施，如焊前预热。选择合理的焊接顺序等，在焊接后还可以采用消除焊接应力和矫正焊接变形的方法如锤击焊缝、机械矫正变形等。
9.b方案较为合理。
a方案中，2、3、4 焊缝的横向和纵向收缩都会受阻，焊接应力较大。
10.
①可采用焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电阻焊等。采用电弧焊时，焊前进行预热，焊后进行去应力退火以消除焊接应力。可以用双Y型破口上下两面进行焊接。
②可采用焊条电弧焊。焊前进行预热以减小焊接应力。采用细焊条、小电流、开破口、多层焊，以减小含碳较高的母材金属的融入量，还可采用焊后缓冷，焊后热处理等工艺措施防止裂纹的产生。
③可采用焊条电弧焊、氩弧焊，也可以采用埋弧焊。为防止晶间腐蚀和热裂，应按母材金属类型与之配套的含碳、硅、硫、磷很低的不锈钢焊条或焊丝。采用小电流、短弧、焊条不摆动、快速焊等工艺，接触腐蚀介质的工作面应最后焊等措施，杜宇耐蚀性要求较高的重要结构，焊后要进行高温固溶处理。
④可以采用缝焊，用一对连续转动、断续通电的滚轮电极，滚轮压紧并带动搭接的被焊工件前进，所需焊接电流较大。
11.
①热焊法，采用焊条电弧焊，采用铸铁焊芯的铸铁焊条Z248或者钢芯石墨化的铸铁焊条Z208.
②冷焊法，采用焊条电弧焊，焊条采用钢芯铸铁焊条或者铸铁芯铸铁焊条如。
③冷焊法，用焊条电弧焊进行补焊，可采用采用钢芯铸铁焊条或者铸铁芯铸铁焊条。
12.
①埋弧自动焊
②焊条电弧焊
③对焊
④摩擦焊
⑤对焊
⑥焊条电弧焊
⑦CO2 气体保护焊
6.a: 不满足，中间部分焊条无法伸入，且焊缝应远离机械加工面。
b：不满足，焊缝分布过于密集，还有竖直方向的焊缝
c ：不满足，焊点不对称，且上边的焊点不利于焊条的深入
d：不满足，不利于保护气体的作用
e: 不满足，焊缝分布在应力集中部位
14.
a 可行
b 不利于电极的伸入
c 不易于电极的伸入
d 不利于电极的伸入
e 不利于电极的伸入
f 不利于电极的伸入
g 可行
h 不利于电极的什么
i 可行
15.a：不合理，中间的竖直的焊缝不易成型，且导致了焊缝的密集重合。在设计时应该将中间板材设计为一体。
b: 不合理，焊缝处于应力集中处，且应远离机械加工面,且会造成较大应力。
可以把底部设计为带有过渡区的零件，然后再通过焊接延长。
c：不合理，上边两个焊缝，焊条无法伸入，操作困难，两条焊缝在应力集中处。
可以把上边两个焊缝下移一定距离，下边的焊缝可定在中间部位。
d: 不合理，内外两侧不能同时焊接。
应在外侧设置破口，仅从外侧焊接。
、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
一．解释下列名词（20分） 1. 顺序凝固原则 2. 孕育处理 3. 冒口 4. 锻造比 5. 熔合比 二．判断正误（10分） 1. 熔模铸造不需要分型面. 2. 确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝上。 3. 钢的碳当量越高,其焊接性能越好。 4. 凝固温度范围越大的合金,其流动性越好。 5. 当铸件壁厚不均匀时,使铸件按顺序凝固方式凝固可避免出 现缩孔。 6. 给铸件设置冒口的目的是为了排出多余的铁水. 7. 模锻只适合生产中小型锻件。 8. 选择锤上模锻件分模面时,若最大截面有一个在端面,则应选 此面为分模面以简化锻模制造。 9. 纤维组织愈明显,金属沿纵向的塑性和韧性提高很明显,而横 向则较差,这种差异不能通过热处理方法消除。 10. 焊接结构钢时,焊条的选用原则是焊缝成分与焊件成分一致 11. 低碳钢和强度等级较低的低合金钢是制造焊接结构的主要 材料。 三．选择正确的答案(每题2分，20分) 1. 综合评定金属可锻性的指标是 A.强度及硬度. B.韧性及塑性 C.塑性及变形抗力 D.韧性及硬度 2. 锻件的粗晶结构是由于 A.终锻温度太高 B.始锻温度太低 C.终锻温度太低 D.始锻温度太高 3. 模锻件上必须有模锻斜度,这是为了 A.便于充填模膛 B,减少工序 C.节约能量 D.便于取出锻件 4. 拉深进取的拉深系数大,说明拉深材料的 A.变形抗力小 B.塑性好 C.塑性差 D.变形抗力大 5. 电焊条药皮的作用之一是 A.防止焊芯生锈 B.稳定电弧燃烧
C.增加焊接电流 D.降低焊接温度 6. 影响焊接热影响区大小的主要因素是 A.焊缝尺寸 B.焊接方法 C.接头形式 D.焊接规范 7. 氩弧焊特别适于焊接容易氧化的金属和合金,是因为 A.氩弧温度高 B.氩气容易取得 C.氩弧热量集中 D.氩气是惰性气体 8. 闪光对焊比电阻对焊在焊接质量上是 A.内在质量好.接头处光滑 B.内在质量不好.接头处光 滑 C.内在质量好.接头处有毛刺 D.内在质量不好.接头处有毛 刺 9. 钎焊接头的主要缺点是 A.焊件变形大 B.焊件热影响区大 C.强度低 D.焊件应力大 10. 机床导轨面在粗加工时发现有大砂眼数处,要焊补出较好的 质量其方法是 A.钢芯铸铁焊条冷焊 B.镍基铸铁焊条冷焊 C.铸铁芯焊条热焊 D.铜基铸铁焊条冷焊四．填空题（30分） 1. 常用的酸性焊条有_______等,其焊接工艺性_____而焊接质量____. 2.防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚______,在铸造工艺上应采取______凝固原则,铸件成形后可采用__________热处理以消除应力. 3. 防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚______,在铸造工艺上应采取______凝固原则,铸件成形后可采用__________热处理以消除应力. 4. 合金在凝固过程中的收缩可分为三个阶段,依次为__________,_________,__________ 5. 锻件必须有合理的锻造流线分布,设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相____,而使切应力与流线方向相_______,并且使锻造流线的分布与零件的外轮廓相______而不被______. 6. 过共析钢的终锻温度是在___________两相区,其主要目的是______________________. 7. 铸件的浇注位置是指_________________________________.
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
材料成型技术基础模拟试题参考答案 一、填空题： 1、合金的液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。 2、铸造车间中，常用的炼钢设备有电弧炉和感应炉。 3、按铸造应力产生的原因不同可分为热应力和机械应力。 4、铸件顺序凝固的目的是防止缩孔。 5、控制铸件凝固的原则有二个，即同时凝固和顺序凝固原则。 6、冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。 7、板料冲裁包括冲孔和落料两种分离工序。 8、纤维组织的出现会使材料的机械性能发生各向异性，因此在设计制造零件时， 应使零件所受剪应力与纤维方向垂直，所受拉应力与纤维方向平行。 9、金属的锻造性常用塑性和变形抗力来综合衡量。 10、绘制自由锻件图的目的之一是计算坯料的质量和尺寸。 二、判断题： 1、铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。F 2、铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。T 3、同一铸件中，上下部分化学成份不均的现象称为比重偏折。T 4、铸造生产中，模样形状就是零件的形状。F 5、模锻时，为了便于从模膛内取出锻件，锻件在垂直于分模面的表面应留有一定的斜度，这称为锻模斜度。T 6、板料拉深时，拉深系数m总是大于1。F 7、拔长工序中，锻造比y总是大于1。T 8、金属在室温或室温以下的塑性变形称为冷塑性变形。F 9、二氧化碳保护焊由于有CO2的作用，故适合焊有色金属和高合金钢。F 10、中碳钢的可焊性比低强度低合金钢的好。F 三、多选题： 1、合金充型能力的好坏常与下列因素有关A, B, D, E A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 型砂的退让性 D. 砂型的透气性 E. 铸型温度 ２、制坯模膛有A, B, D, E A. 拔长模膛 B. 滚压模膛 C. 预锻模膛 D. 成形模膛 E. 弯曲模膛 F. 终锻模膛 ３、尺寸为φ500×2×1000的铸铁管，其生产方法是A, C A. 离心铸造 B. 卷后焊接 C. 砂型铸造 D. 锻造 四、单选题： 1、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱的造型方法称 A. 挖砂造型 B. 整模造型 C. 分模造型 D. 刮板造型 2、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是由于 A. 析出石墨弥补体收缩 B. 其凝固温度低 C. 砂型阻碍铸件收缩 D. 凝固温度区间小 ３、合金流动性与下列哪个因素无关 A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 过热温度 D. 砂型的透气性或预热温度
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；
材料成形技术基础复习题 一、选择题 1．铸造中，设置冒口的目的是（）。 a. 改善冷却条件 b. 排出型腔中的空气 c. 减少砂型用量 d. 有效地补充收缩 2．铸造时不需要使用型芯而能获得圆筒形铸件的铸造方法是( )。 a. 砂型铸造 b. 离心铸造 c. 熔模铸造 d. 压力铸造 3．车间使用的划线平板，工作表面要求组织致密均匀，不允许有铸造缺陷。其铸件的浇注位置应使工作面（）。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 4．铸件产生缩松、缩孔的根本原因（）。 a. 固态收缩 b. 液体收缩 c. 凝固收缩 d. 液体收缩和凝固收缩 5．为提高铸件的流动性，在下列铁碳合金中应选用（）。 a. C=3.5% b. C=3.8% c. C=4.0% d. C=4.7% 6．下列合金中，锻造性能最好的是（），最差的是（）。 a.高合金钢 b.铝合金 c.中碳钢 d.低碳钢 7．大型锻件的锻造方法应该选用（）。 a.自由锻 b.锤上模锻 c.胎膜锻 8．锻造时，坯料的始锻温度以不出现（）为上限；终锻温度也不宜过低，否则会出现（）。 a.晶粒长大 b.过热 c.过烧 d.加工硬化 9．材料经过锻压后，能提高力学性能是因为（）。 a.金属中杂质减少 b.出现加工硬化 c.晶粒细小，组织致密
材料和制造方法应选（）。 a.30钢铸造成形 b.30钢锻造成形 c.30钢板气割除 d.QT60-2铸造成形11．设计板料弯曲模时，模具的角度等于成品角（）回弹角。 a.加上 b.减少 c.乘以 d.除以 12．酸性焊条用得比较广泛的原因之一（）。 a. 焊缝美观 b. 焊缝抗裂性好 c. 焊接工艺性好 13．低碳钢焊接接头中性能最差区域（）。 a. 焊缝区 b. 正火区 c. 部分相变区 d. 过热区 14．焊接应力与变形的产生，主要是因为（）。 a. 材料导热性差 b. 焊接时组织变化 c.局部不均匀加热与冷却15．焊接热影响区，在焊接过程中是（）。 a. 不可避免 b. 可以避免 c. 不会形成的 16．灰口铁的壁越厚，其强度越低，这主要是由于（）。 a. 气孔多 b. 冷隔严重 c. 浇不足 d. 晶粒粗大且缩孔、缩松。17．圆柱齿轮铸件的浇注位置，它的外圈面应( )。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 18．合金的体收缩大,浇注温度过高, 铸件易产生（）缺陷; 合金结晶温度围广, 浇注温度过低,易使铸件产生（）缺陷。 a. 浇不足与冷隔 b. 气孔 c. 应力与变形 d. 缩孔与缩松19．绘制铸造工艺图确定拔模斜度时，其壁斜度关系时（）。 a. 与外壁斜度相同 b. 比外壁斜度大 c. 比外壁斜度小 20．引起锻件晶粒粗大的原因是（）。 a.终锻温度太高 b.始锻温度太低 c.终锻温度太低
《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
材料成形技术基础答案_第2版_施江澜_赵占西主编 第一章金属液体成型 1。液态合金的填充能力是多少？它与合金的流动性有什么关系？为什么不同化学成分的合金有不同的流动性？为什么铸钢的填充能力比铸铁差？ ①液态合金的填充能力是指液态合金填充型腔并获得轮廓清晰、形状完整的高质量铸件的能力 ②流动性好，合金熔体充型能力强，容易获得尺寸准确、外观完整的铸件如果流动性不好，填充能力差，铸件容易出现冷隔、气孔等缺陷。不同成分的 ③合金具有不同的结晶特征。共晶合金的流动性最好，其次是纯金属，最后是固溶体合金 ④与铸钢相比，铸铁更接近共晶成分，结晶温度范围更小，流动性更好。2.既然提高浇注温度可以提高液态合金的填充能力，为什么要防止浇注温度过高呢？铸造温度过高( )会增加合金的收缩率，增加空气吸力，并导致严重氧化。相反，铸件容易出现缺陷，如缩孔、缩松、粘砂、夹杂物等。 3。缩孔和气孔的存在会减小铸件的有效承载面积，并引起应力集中，导致铸件的力学性能下降。缩孔 大且集中，容易发现。它可以通过特定的工艺从铸件主体上移除。缩孔较小且分散，多多少少存在于铸件中。对于普通铸件来说，它通常不被视为缺陷，只有当铸件具有高气密性时，才可以防止它液态合
金填充型腔后，如果在冷却和凝固过程中液态收缩和凝固收缩的量没有得到补充，在铸件的最终凝固部分将形成一些型腔。大而集中的空洞变成了缩孔，而小而分散的空洞被称为缩孔 的不足之处是砂类充填不充分。冷绝缘是指在施加一定的力之后，铸造工件出现裂纹或断裂，并且氧化物夹杂出现在断裂表面或没有熔合在一起。 出风口的作用是在铸造过程中排出型腔内的气体，防止铸件产生气孔，便于观察铸件情况。冒口是附加在铸件顶部或侧面的辅助部件，以避免铸造缺陷。在 分步凝固过程中，其横截面上的固相和液相被边界线清楚地分开。在定向凝固中，熔融合金根据所需的晶体取向在与热流相反的方向上凝固。 5。定向凝固的原理是将冒口放置在铸件可能出现缩孔的厚而大的部分，同时采用其他技术措施，从铸件远离冒口的部分到冒口建立逐渐增加的温度梯度，从而实现从远离冒口的部分如冒口方向的顺序凝固。 铸件相邻零件或铸件凝固开始和结束的时间相同或相似，甚至同时完成凝固过程，顺序和方向没有明显区别，称为同步凝固 定向凝固主要用于大体积收缩的合金，如铸钢、球墨铸铁等。同时，凝固适用于凝固收缩小的合金和壁厚均匀、结晶温度范围宽的合金铸件，但对致密性要求不高。6.不均匀冷却使得铸件的慢冷却部分拉伸，而快冷却部分压缩。零件向下弯曲。手动建模和机器建模的优缺点是
本试卷共 3 页，此页为 A 卷第 1 页 注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩） 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………
本试卷共 3 页，此页为 A 卷第 2 页 4.中小批量生产图示铸件，材料HT200。请选择铸造方法、造型方法、分型面和浇注位置（需说明理由，4分），示意绘出铸造工艺简图（3分）。 5.分析以下零件的结构工艺性，讲明原因并予以改正。（6分） （1）铸件 （2）自由锻件 （3）手工电弧焊件 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………
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中原工学院 2009～2010 学年第一学期 机自专业机械工程材料及成形基础课程期末试卷标准答案 一、判断题（在括号内打“√”或“×”，每小题1分，共17分） 1.×； 2.√； 3.×； 4.√； 5.√； 6.×； 7.×； 8.×； 9.√； 10.×； 11×； 12.×； 13.√； 14.×； 15.√； 16.×；17.√ 二、填空题（每空1分，共30分） 1.屈服点（或屈服强度、σs）；抗拉强度（或σb）。；P。 3. 奥氏体（或A）； 面心立方；%。4.化学成分；齿轮的组织。 5.球墨铸铁；最低抗拉强度值；MPa； 断后伸长率δ=7%。拔=F / F；Y镦=H0/H。7.收缩变形，扭曲变形，波浪变形，弯曲变形，角变形。8.经济性，实用性，工艺性。(或渗碳体)，G（或石墨）。 10. 升温，保温，冷却。 11.铸铝，黄铜 三、选择题（每空1分，共17分） ；；；；；；；； ；；；；；；； 四、综合题（共36分） 1.答：正火目的：细化晶粒，提高力学性能。（分） 调质目的：提高小轴综合力学性能（或强韧性）。（分） 轴颈高频淬火目的：提高轴颈硬度和耐磨性。（分） 回火目的：消除淬火应力，进一步提高耐磨性。（分） 各处理状态下的组织： 正火：F+P(或铁素体+珠光体)。（1分） 调质：S回（或回火索氏体）。（1分） 轴颈淬火：M+少量Ar（或马氏体+少量残留奥氏体）。（1分） 回火：M回（或回火马氏体）（1分） 2.答：（1）：B；（2）：C；（3）：D；（4）：A 。（每空1分） 3.答：改善焊接热影响区性能的措施有：（1）选择合理的焊接方法和规范；（2）确 定合适的焊后热处理工艺。（2分） 消除焊接应力的措施有：（1）焊前预热；（2）焊后热处理。（2分） 防止变形的工艺措施有：（1）选择合理的焊接顺序；（2）采用反变形法； （3）采用刚性固定法。（3分） 矫正焊接变形的措施有：（1）机械矫正法；（2）火焰矫正法。（2分） 4.答：铸造方法选择：该铸件给定材质为HT200，形状简单，生产批量不大，故选用砂型铸造。（1分） 造型方法选择：可选整模或分模造型，整模造型不易错箱，选整模造型。（1分）分型面选择：因该铸件呈轴对称结构，最大外径和高度相近，可有两种造型方法：○1沿轴线做分模面，分模造型。优点：内孔型芯易安放；缺点：易错箱。○2沿工件上端面做分型面，整模造型。优点：工件整体质量好；缺点：型芯安放稍困难。综合分析：分型面选后者较好。（1分） 浇注位置选择：该工件热节部位位于上端，为方便补缩，浇注位置选择为工件大端面朝上。（1分） 铸件图如图所示。（3分） A卷
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。（×）
填空题 1．常用毛坯的成形方法有铸造、、粉末冶金、、、非金属材料成形和快速成形. 2.根据成形学的观点,从物质的组织方式上,可把成形方式分为、、 . 1．非金属材料包括、、、三大类. 2．常用毛坯的成形方法有、、粉末冶金、、焊接、非金属材料成形和快速成形作业2 铸造工艺基础 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（D）。 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。 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）。 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）。 A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。
如有帮助，欢迎下载支持。 1 20 2008 至 2009 学年第 2 学期 材料成型工艺基础 试卷A 卷 出卷教师：课题组 适应班级： 考试方式：闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 % 复查总分 总复查人 （本题 28 分）一、填空题（每空0.5分，共28分） 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 热 应力和 机械 应力两种。 2.常用的特种铸造方法有： 壳型铸造 、 金属型铸造 、 压力铸造 、 低压铸造 、离心铸造 和 熔模铸造 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生 塑性变形 而获得毛坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有 熔焊 、 压焊 和 钎焊 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有 金属的流动性 、 浇注条件 和 铸型的性质 等。 6.压力加工的基本生产方式有 轧制 、 挤压 、 拉拔 、 自由锻 、 模锻 和 板料冲压 等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受 拉 应力，薄壁受 压 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 冲裁 ；使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为 剪切 。 10.拉深件常见的缺陷是 拉裂 和 起皱 。 11.板料冲压的基本工序分为 分离工序 和 成形工序 。前者指冲裁工序，后者包括 拉伸 、 弯曲 、和 胀型、翻边、缩口、旋压 。 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 垂直 。 13.拉深系数越 小 ，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 拉深 。 15.熔焊时，焊接接头是由 焊缝 、 熔合区 、 热影响区 和 其相邻的母材 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。 《材料成型工艺基础》试卷A 卷 第 1 页 （ 共 6 页 ） （本题 15 分）二、判断题（正确打√，错误打×，每题1分，共15分） 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焊厚件。 （ ） 15. 结422表示结构钢焊条，焊缝金属抗拉强度大于等于420Mpa ，药皮类型是低氢型，适用于交、直 流焊接。 （（本题 15 分）三、选择题（每题1分，共15分，要求在四个备选答案中选择 一个填在题后的括号内。） 1. 亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔 ，流动性 。 a .减小，提高； b .增大，降低； c. 减小，减小； d. 增大, 提高 2. 预防热应力的基本途径是尽量 铸件各部位的温度差。 a .尽量减少； b . 尽力保持； c.略微提高； d. 大幅增加 3.卧式离心铸造常用来生产 铸件。 a. 环、套圈类； b .铸管类； c.箱体类； d.支架类 4.预防热应力的基本方法是采取 原则。 a. 同时凝固； b. 顺序凝固； c. 逐层凝固； d. 糊状凝固 5.为防止缩孔的产生，可选择的工艺措施为 。 a.顺序凝固； b. 同时凝固 c. 糊状凝固 6. 液态合金在冷凝过程中，其 收缩和 收缩所缩减的容积得不到补足，则在铸件最 后凝固的部位形成缩孔。 a .液态，凝固； b .凝固，固态； c .液态，固态； 《材料成型工艺基础》试卷A 卷 第 2 页 （ 共 6 页 ） 学院名称 专业班级 姓名： 学号： 密 封 线 内 不 要 答 题 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 线 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃
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 ）。