第一章力学性能及工艺性能习题答案
1．何谓金属的力学性能金属的力学性能包括那些
答：力学性能又称机械性能，是指金属材料在外力（载荷）作用下所表现出的抵抗变形和破坏的能力。常用的力学性能有强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
2．何谓强度衡量强度的常用指标有那些各用什么符号表示
答：金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，称为强度。工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度σs和抗拉强度σb 3．何谓塑性衡量塑性的指标有哪些各用什么符号表示
答：塑性是指断裂前材料产生永久变形的能力。常用的塑性指标是断后伸长率δ和断面收缩率Ψ。
4．某厂购进出一批40钢材，按国家标准规定，其力学性能指标应不低于下列数值：σS=340MPa,σb=540MPa，δ=19%，ψ=45%。验收时，用该材料制成d0=1×10－2m的短试样（原始标距为5×10－2m）作拉伸试验：当载荷达到28260N时，试样产生屈服现象；载荷加至45530N时，试样发生缩颈现象，然后被拉断。拉断后标距长为×10－2m，断裂处直径为×10－3m。试计算这批钢材是否合格。
答; 实际σs = 360MPa >国家标准规定σS=340MPa
实际σb = 580MPa>国家标准规定σb=540MPa
实际δ＝21％ >国家标准规定δ=19%
实际ψ = ％ >国家标准规定ψ=45%
因此，这批40钢材合格
5．何谓硬度常用的硬度指标有哪三种各用什么符号表示HB与HRB有什么区别
答：硬度是指材料表面上抵抗局部变形或破坏的能力。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
布氏硬度HB，洛氏硬度HR，维氏硬度HV。HB是布氏硬度指标HRB洛氏硬度。
6．何谓疲劳破坏其产生的原因是什么
答：材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为疲劳破坏。一般认为是：由于材料内部有气孔、疏松、夹杂等组织缺陷，表面有划痕、缺口等引起应力集中的缺陷，导致产生微裂纹，随着循环次数的增加微裂纹逐渐扩展，最后造成工件突然断裂破坏
7．何谓金属的工艺性能主要包括哪些内容
答：工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能等。
8. 常用的金属晶格类型有哪几种其晶胞特征怎样。
答：常见的晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。体心立方晶格的晶胞是一个立方体，立方体8个顶角和立方体中心各有1个原子，如图所示。面心立方晶格的晶胞也是立方体，8个顶角和6个面的中心都各有1个原子，如图所示。密排六方晶格的晶胞是一个正六方柱体，12个顶角和上、下面中心各有1个原子，晶胞内部还有3个原子，如图所示。
9. 金属的实际晶体结构有何特点
答：1）金属的实际晶体结构多晶体结构。实际使用的金属材料，绝大部分并非理想的单晶体，而是由许多小晶体（晶粒）组成的多晶体。2）金属的实际晶体结构存在晶体缺陷。存在点缺陷、线缺陷与面缺陷。
10．何谓结晶结晶过程的基本规律是什么
答：金属的结晶是金属原子的聚集状态由无规则的液态，转变为规则排列的固态晶体的过程。液态金属的结晶过程由晶核的形成和晶核长大两个环节组成。液态金属冷却到一定温度时，液体中有部分原子开始按一定规则排列，形成细小的晶胚，部分尺寸较大的晶胚形成继续结晶的核心，称之为晶核。晶核在冷却过程中不断集结液体中的原子而逐渐长大，同时新的晶核也不断形成和长大，直至由晶核长大形成的晶粒彼此接近，液态金属逐渐消失而完成结晶。
11. 结晶过程中如何控制晶粒大小它有何作用
答：金属晶粒的大小产要取决于结晶过程中的形核率N（单位体积中单位时间形成的晶核数）和晶核长大速率G（单位时间内晶核长大的线速度）。形核率N大，则结晶后晶粒多、细；而长大速率G大，则晶核长大快，晶粒就粗大。
在一般冷却条件下，冷却速度提高，则过冷度大，而形核率和长大率均
随过冷度增大而增大。由于 随过冷度增大形核率比长大率增加得快，因此
最后结果是晶粒细化。
除了控制过冷度可以控制晶粒大小外，在结晶过程中进行变质处理，也
是常用的控制手段。变质处理是在液态金属浇注前专门加入可成为非自发晶
核的固态变质剂，增加晶核数，提高形核率，达到细化晶粒的目的。
此外，还有采用机械振动、超声振动和电磁振动等方法，使结晶过程中
形成的枝晶折裂碎断，增加晶核数，达到细化晶粒的目的。
实际金属结晶后形成多晶体，晶粒的大小对力学性能影响很大。一般情
况下，晶粒细小则金属强度、塑性、韧性好，且晶粒愈细小，性能愈好。
12. 金属铸锭组织有哪几个晶粒区说明它们的形成过程
答：（1）表层细晶区 液态金属注入低温铸锭模时，接触金属模壁的
液态金属层被激冷，很大的过冷度使形核率很大，同时金属模壁还能促进非
自发晶核的产生，因此在铸锭表层形成等轴细晶粒区。
（2）柱状晶粒区 在表层细晶粒区形成的同时，模壁温度逐渐升高，
使金属液的冷却速度逐渐降低，过冷度减小，形核率降低而长大率变化不大。
由于垂直模壁方向散热较快，有利于散热反向的结晶，晶粒没此方向长大较
快，因此形成垂直于模壁向内部金属液生长的柱状晶粒区。
（3）中心等轴晶粒区 随着柱状晶粒的形成，铸锭模内心部剩余金
属液的散热冷却已无明显的方向性，趋于均匀冷却并处于相近的过冷状态，
同进液态金属中的杂质和枝晶碎片也集聚到为这最后结晶的中心部分，在不
大的过冷度下最后形成晶粒较为粗大的等轴晶粒区。
13. 什么叫同素异晶转变试用纯铁为例作说明。
答：金属这种在固态时随温度变化而晶格类型发生变化的现象，称为同
素异晶转变，也称同素异构转变。
液态铁Fe δ?C 01538-Fe ?C 01394γ-Fe ?C
0912α-Fe 。
14. 什么叫合金相图有什么应用意义
答：合金相图又称合金状态或合金平衡图，是表示平衡条件下合金成分、
温度和组织状态之间关系的图形。根据相图可以知道不同成分的合金，在不
同温度下的相组织状态，温度变化时可能发生的转变，还可根据组织状态估
测合金的性能，作为制订铸造、锻压、焊接和热处理等热加工工艺的主要依
据。
15. 什么叫固溶强化
答：通过溶入溶质原子形成固溶体使晶格畸变，从而使固溶体的强度、硬度比溶剂要高的强化手段称固溶强化。
16. 铁碳合金中有哪些基本组织其有何性能特点分析含碳量为%及%的
碳钢由液态缓冷至室温时的组织转变。
答：铁和碳相互作用而形成的基本组织有：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。
17. 默画Fe-Fe3C相图（简化），说明图中特性点、线的意义，产并填
写各区域组织组成物。
答：见图
18. 铁碳合金根据碳含量和室温组织不同，分为哪三种，其碳含量和组
织有何不同
答：（1）工业纯铁。碳含量ωc≤%的铁碳合金，室温组织为F（含很少的Fe3CⅢ）。
（2）碳钢碳含量＜ωc≤%的铁碳合金，根据不同的室温组织又分为三种：
1）共析钢，ωc=%，室温组织为P；
2）亚共析钢，＜ωc＜%，室温组织为P+F；
3）过共析钢，＜ωc≤%，室温组织为P+ Fe3CⅡ。
（3）白口铁碳含量＜ωc≤%的铁碳合金，根据不同的室温组织也可分为三种：
1）共晶白口铁，ωc=%，室温组织为Ld‘；
2）亚共晶白口铁，＜ωc≤%，室温组织为P+Ld‘+Fe3CⅡ；
3）过共晶白口铁，＜ωc≤%，室温组织为Ld‘+Fe3CⅡ。
19. 为什么锻造和热轧时，一般钢材均加热到10000C—12500C范围
答：因为锻造和热轧时，需要材料具有良好的塑性。钢材加热到10000C —12500C范围，其组织主要为具有良好塑性的奥氏体组织。
20. 为什么形状复杂的冲压和铆钉等冷塑性变形加工的工件多低碳钢，
而工、模具用高碳钢
答：低碳钢在常温含有大量的具有较好塑性的铁素体，适合形状复杂的冲压和铆钉等冷塑性变形加工。高碳钢在常温下含有大量的具有较高硬度的渗碳体，从而满足了工、模具的使用要求。
第二章 热处理基础 习题答案
1、何谓钢的热处理热处理的分类钢的热处理有何作用
答：钢的热处理，是将钢在固态下进行加热、保温和冷却，改变其内部
组织，从而获得所需要结构与性能的一种工艺。根据加热和冷却方式的不同，
热处理主要分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。通过热处理，能有效地改善钢的组织和力学性能，充分发挥钢材的潜力，改善工件的工艺
性能、提高加工效率和加工质量，延长零件使用寿命。热处理在机械制造中
有着重要作用。
2、共析钢在加热时组织转变的几个阶段其影响因素
答：钢从室温缓慢加热，最后转变为奥氏体的过程，称为钢的奥氏体化。
共析钢加热前原始组织为珠光体，加热到Ac 1以上温度时，珠光体转变为奥
氏体。奥氏体化过程包括奥氏体的形核、长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体
均匀化四个阶段。奥氏体化的速度，取决于奥氏体的形核率和长大率，主要
的影响因素是加热温度、加热速度、化学成分和原始组织状态。
3、什么叫过冷奥氏体共析钢过冷奥氏体等温转变的产物
答：奥氏体在A 1线以上温度为稳定组织，而冷却至A 1以下而尚不及转变
的奥氏体，处于不稳定的过冷状态，通常称这种不稳定的过冷状态奥氏体为
“过冷奥氏体”。
共析钢过冷奥氏体等温转变的产物可分为三个转变区。（1）高温转变区
（珠光体型转变区）：过冷奥氏体在A 1线至5500C 温度范围的转变产物为铁
素体和渗碳体片层相间的珠光体型组织。其中：A 1~6500C 范围为粗片珠光体
组织（P ）；6500C~6000C 范围为细珠光体组织，称索氏体（S ）；6000C~5500C
范围为极细珠光体组织，称托氏体（T ）。（2）中温转变区（贝氏体型转变区）：过冷奥氏体在5500C 至Ms 线温度范围的产物为贝氏体型组织，是过饱和铁素
体和渗碳体组成的多相复合组织。当转变温度为5500C~3500C 时，为板条状
过饱和铁素体之间分布着细小片状渗碳体的羽毛状组织，称为上贝氏体（B
上）
，而在3500C~Ms 线范围内，转变产物为针片状的下贝氏体（B 下）。（3）低温转变区（马氏体型转变区）：当奥氏体被连续急冷Ms 线以下温度时，由于
过冷度很大，原子扩散困难，过冷奥氏体发生特殊的马氏体转变，转变产物
为马氏体。
4、何谓退火退火的目的常用的退火方法的哪些
答：退火是将钢加热到适当温度，保温后缓冷，以获得接近于平衡组织
的热处理工艺。退火的具体目的，主要是：降低硬度，提高材料的塑性，匀
化钢材的组织，以利切削加工；消除残余应力，以防变形、开裂；细化晶粒、改善组织，以提高力学性能，并为最后热处理作好组织准备。钢的退火方法
很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火和去应力退火等。
5、何谓正火正火的目的正火和退火有何异同
正火是将钢加热到Ac3或Acm以上300C~500C，保温后在空气中冷却的热处理工艺。加热到Ac3以上1000C~1500C，保温后空冷的正火，称高正火。
正火的目的（1）改善切削加工性，主要是针对低碳钢和低合金钢退火后硬度偏低，切削加工时易“粘刀”，通过正火可使硬度适当提高，改善其切削加工性能。（2）预备热处理，由于正火冷却速度较大，渗碳体从奥氏体晶界析出时来不及形成网状渗碳体，同时还有利于片状珠光体细化，因此常用作中碳钢和合结构钢重要零件的球化热处理等之前的预备热处理，保证良好的组织和性能。（3）最终热处理，对于性能要求不很高的普通结构钢工件和形状复杂、大型工件的淬火易变形开裂，可用正火作为最终热处理，以获得晶粒较细、力学性能较高的组织。
正火与退火相比，因其冷速较快，所以组织较细密，强度和硬度比较高，而且操作简便、生产者生产周期短，生产效率高，生产成本较低，故应用广泛。正火的目的是匀化晶粒、调整硬度、消除网状渗碳体，并为后续加工和球化退火、淬火等热处理作好组织准备。
6、何谓淬火常用的淬火方法的哪些：何谓淬透性何谓淬硬性
答：淬火是将钢加热到Ac1（亚共析钢和过共析钢）以上温度保温后快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。
常用的淬火方法有：（1）单液淬火，（2）双液淬火，（3）分级淬火，（4）等温淬火。
淬透性是衡量钢在淬火后获得淬硬层深度大小的一个重要工艺性能指标。
淬硬性是钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力
7、何谓回火回火的目的回火的分类及其应用
答: 回火是将淬火后的工件再加热到Ac1以下某一温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。
回火的目的是稳定组织、消除应力、调整硬度和提高塑性、韧度。
根据不同的回火温度，分为低温回火、中温回火和高温回火三种。
（1）低温回火（1500C~2500C），低温回火后的组织为回火以氏体，硬度一般为（58~64）HRC，主要用于高碳钢或合金钢的刃具、量具、模具、轴承以及渗碳件淬火后的回火处理。其目的是降低淬火应力和脆性，保持钢淬火后的高硬度和耐磨性。
（2）中温回火（3500C~5000C），中温回火后的组织为回火托氏体，硬度
为（35~50）HRC，主要用于各种弹簧和模具的回火处理，其目的是保证钢的高弹性极限和高的屈服点、良好的韧度和较高的硬度。
（3）高温回火（5000C~6500C），高温回火后的组织为回火索氏体。硬度为（25~35）HRC，主要用于各种重要的结构件，特别是交变载荷下工作的连杆、螺柱、齿轮和轴类工件。也可用于量具、模具等精密零件的预备热处理。其主要目的是获得强度、塑性和韧度均较高的良好综合力学性能。通常将淬火后再进行高温回火这种复合热处理工艺称为调质处理。
8、何谓调质处理调质处理后工件的力学性能有何特点
答：通常将淬火后再进行高温回火这种复合热处理工艺称为调质处理。调质处理后工件具有强度、塑性和韧度均较高的良好综合力学性能。
9、哪些零件需要表面热处理常用的表面热处理方法有哪些
答：要求表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部由要有足够的塑性和韧性的零件需要表面热处理。
钢的表面热处理主要有表面淬火、物理气相沉积、化学气相沉积、等离子化学气相沉积等。其中表面淬火较为常用。
10、何谓表面淬火表面淬火适应于什么钢
答：表面淬火是一种不改变表层化学成分，而改变表层组织的局部热处理方法。表面淬火，是通过快速加热，使钢件表层奥氏体化，然后迅速冷却，使表层形成一定深度的淬硬组织——马氏体，而心部仍保持原来塑性、韧度较好的组织（退火、正火或调质处理组织）的热处理工艺。
表面淬火适应于中碳钢和中碳合金钢工件。
11、何谓化学热处理化学热处理的目的常用的化学热处理有哪些
答：化学热处理是将钢件置于活性介质中加热并保温，使介质分解析出的活性原子渗入工作表层，改变表层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。
化学热处理的目的是提高工作表面的硬度、耐磨性、疲劳强度、耐热性、耐蚀性和抗氧化性能等。
常用的化学热处理有渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗金属等。
12、用低碳钢和中碳钢制造齿轮，为了获得表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有一定的强度和韧度，各应采用何种热处理热理后组织和性能有何差别
答：低碳钢制造的齿轮可采用表面渗碳。中碳钢制造的齿轮表面淬火。
13、形状复杂、变形量大的低碳钢薄壁工件，常要进行多次冲压才能完成成形，并在每次冲压后通常进行什么热处理为什么
答：每次冲压后可做去应力退火，消除每次冲压后的残余应力，以防变
形、开裂。
14、选择下列淬火钢件的回火温度
（1）45钢的轴类零件（要求具有良好的综合力学性能）；
（2）60钢弹簧；
（3）T12钢锉刀。
答：（1）45钢的轴类零件的回火温度为5000C~6500C，（2）60钢弹簧回火温度为3500C~5000C，（3）T12钢锉刀1500C~2500C。
15、现有T12钢制造的丝锥，成品硬度要求60HRC以上，加工工艺路线为：轧制——热处理（1）——机加工——热处理（2）——机加工。试写出上述热处理工序的具体内容及其作用。
答：热处理（1）球化退火，热处理（2）为淬火后再低温回火。
16、热处理的操作要领箱式电阻炉加热操作的步骤
答：热处理的操作要领：（1）须进行操作前的准备工作，如检查设备是否正常、确认工件及相应的工艺。
（2）工件要正确捆扎、装炉。工件装炉时，工件间要留有间隙，以免影响加热质量。（3）工件淬火冷却时，应根据工件不同的成分和其力学性能不同的要求来选择冷却介质。如钢退火时一般是随炉冷，淬火冷却时碳素钢则一般在水中冷却，而合钢一般在油中冷却。冷却时为防止冷却不均匀，工件放入淬火槽里后要不断地摆动，必要时淬火槽内的冷却介质还要进行循环流动。（4）工件淬入淬火槽中时要注意淬入的方式，避免由此引起的变形和开裂。如对厚薄不均的工件，厚的部分应先浸入；对细长的、薄而平的工件应垂直浸入；对有槽的工件，应槽口向上浸入。（5）热处理后的工件出炉后要进行清洗或喷丸，并检验硬度和变形。
箱式电阻炉加热操作的步骤：1. 操作前准备工作（1）开炉前仔细检查电气仪表是否正常。（2）检查可控气氛原料是否齐备。2. 操作程序（1）操作时，必须两人以上配合。（2）装好工件，小心置入炉膛。（3）调好仪表，启动电气加热。（4）按工艺加热到适宜温度保温后出炉
第三章钢铁金属材料本章习题
1、硅、锰、磷、硫对碳钢的力学性能有哪些影响
答：硅和锰是炼钢后期在脱氧和合金化时，加入钢液而残留钢中，是有益元素。当硅和锰的含量不多时，对钢的性能影响不大。磷和硫是钢中的有害元素。磷会形成硬脆化合物Fe2P，造成“冷脆”；硫与铁生成FeS，并形成Fe-FeS二元低熔点共晶体，造成“热脆”危害，严重影响性能，必须严格控制。通常钢材的质量等级以硫、磷含量的控制来划分。
2、现有Q195、Q235B、Q255B三种碳素结构钢，分别用于制造铁钉、铆钉和高强销钉，如何合理选材
答：Q195用于制造铁钉，Q235B用于制造铆钉、Q255B用于制造高强销钉。
3、现有08F、45、65三种优质碳素结构钢，欲制造仪表板、汽车弹簧、变速箱传动轴等零件，如何选材
答：08F用于制造仪表板，45用于制造变速箱传动轴等零件，65用于制造汽车弹簧。
4、说明下列牌号属于哪一类钢，并说明其符号及数字含义，说明它们的主要用途。
答：Q235A为碳素结构钢，σs数值为235Mpa，常用于薄板、中板、钢筋、钢管、铆钉、螺柱、连杆、小轴、法兰、机壳和焊接结构件等。
08F为优质碳素结构钢，ωc =%,这类钢主要用于轧制薄板、冲压件、焊接结构件和容器等。
20为优质碳素结构钢，ωc=%,这类钢主要用于承受冲击载荷、表面要求耐磨而强度要求不太高的零件，如活塞销、齿轮、小轴等。
45为优质碳素结构钢，ωc=%,这类钢强度和韧度均较好，经过热处理，特别是调质处理后，性能可有显着提高，广泛用作各种重要机械零件，如主轴、齿轮、键、连杆等；也可以进行表面淬火处理，用作表面耐磨零件。
T8为碳素工具钢，ωc =%，这类钢主要用作受力不大、形状较简单的冲击工具，如冲头、顶尖、铆钉模、铁锤、剪刀、木工工具等。
T12A为碳素工具钢，ωc =%，这类钢主要用作硬而耐磨，但不受冲击的工具，如锉刀、刮刀、钻岩石钻头、丝锥、钟表工具、医疗外科工具等。 ZG25为铸钢，ωc =%，这类钢主要用作形状较复杂而难于锻压成形，但对强度、韧度要求又较高的齿轮拨叉等。
ZG200—400为铸钢，σs =200Mpa σb=400Mpa, 这类钢主要用作形状较复杂而难于锻压成形，但对强度、韧度要求又较高的大型齿轮、压力机械机座等。
5、何谓合金钢合金钢中经常加入的合金元素有哪些主要起什么作用
答：合金钢，是指为改善钢的组织、性能，在冶炼时特意加入合金元素的钢。
合金元素中经常加入的合金元素有锰（Mn）、硅(Si)、铬（Cr）、镍（Ni）、
钼（Mo）、钨（W）、钛（Ti）、硼（B）、铝（Al）、铌（Nb）、锆（Zr）等。
主要起如下作用: 1). 强化 2). 稳定组织、细化晶粒 3). 提高淬透性 4). 提高抗氧化和耐蚀能力
6、合金结构钢按其按合金元素含量,可以分为哪几类
答: （1）低碳合钢钢中合金元素总含量ωMe≤5%。（2）中合金钢钢中合金元素总含量ωMe=5%~10%。
（3）高合金钢钢中合金元素总含量ωMe＞10%。
7、合金工具钢按其用途,可分为哪几类
答：（1）合金结构钢主要用于强度、塑性和韧度要求较高的建筑、工程结构和各种机械零件。（2）合金工具钢主要用于硬度、耐磨性和热硬性等要求高的各种刀具、工具和模具。（3）特殊性能钢包括要求特殊物理、化学或力学性能的各种不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢、超强钢等。
8、高速工具钢的成分和用途是什么常用的高速工具钢有哪些
答; 高速工具钢碳含量为%~%，合金元素含量为10%~25%。高速工具钢的主加合金元素为Cr、W、Mo、V等. 高速工具钢是用于制造中、高速切削刀具。广泛用作各种中、高速切削车刀、铣刀、钻头、齿轮刀具和拉刀等。
常用的高速工具钢有W18Cr4V(18-4-1)、W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)、W9Mo3CrV(9-3-4-1)等。
9、不锈钢分为哪几类各有何性能特点和用途
答：常用的不锈钢分为马氏体型、铁素体型和奥氏体型三类。
（1）马氏体型不锈钢主要为铬不锈钢，铬含量为12%~18%，，碳含量较高（ωc=%~%），主要用于制造力学性能要求较高、并能耐腐蚀工件，如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、医疗器械、量具等。常用的钢号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、7Cr17等，使用时需经淬火和回火热处理。（2）铁素体型不锈钢亦属铬不锈钢，但铬含量较高，一般为17%~32%，而碳含量较低，一般小于%。其铁素体单相组织具有良好的抗高温氧化和大气、盐水、硝酸的腐蚀，但强度较低，因此主要用作耐蚀性要求较高而强度要求不高的零部件，如化工食品设备、管道、容器、热交换器等。常用的钢号有1Cr17、1Cr17Mo、00Cr27Mo等，一般在退火状态下使用。（3）奥氏体不锈钢属铬镍不锈钢，铬含量为17%~19%，镍含量为8%~9%，组织基本为奥氏体，耐蚀性高于铬不锈金钢，具有良好的塑性和低温韧度，没有磁性，但强度不高，切削加工性差。主要用作在各种腐蚀介质中工作的工件，如化工容器、管道、医疗器械以及抗磁仪表、建筑造型装饰等。常用的钢号有1Cr18Ni9、2Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti等。
10、根据碳在铸铁中的存在形成不同，铸铁可分为哪几类
答：铸铁中由于碳的存在形式不同而有不同的组织，因而性能和用途也各不相同。通常可分为白口铸铁、灰铸、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁和合金铸铁等几种。
11、说明下列牌号属于哪上类铸铁并说明其符号及数字的含义说明它们的用途。
HT250 QT400—15 KTZ550—04 RaT300
答：HT250为灰铸铁σb≥250Mpa用于制造内燃机汽缸、活塞、油缸、泵体、划线平台、皮带轮和化工容器等。
QT400—15 为球墨铸铁σb≥420Mpa，断后伸长率δ≥15% ，用于制造柴油机曲轴、凸轮轴、阀体、传动轴、螺旋伞齿轮等。
KTZ550—04为珠光体可锻铸铁，σb≥550Mpa，断后伸长率δ≥4%，用于制造各种管接头、低压阀门及汽车、拖拉机、农机零件等
RaT300为）蠕墨铸铁，σb≥300Mpa，用于生产汽缸盖、钢锭模、液压阀、制动盘、钢珠研磨盘等。
12、试述铜合金的分类说明黄铜的用途
答：常用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等。
黄铜有良好的力学性能、耐蚀性和工艺性能，价格较纯铜便宜，广泛用于制造机器零件、电气元件和生活用品，如散热器、油管、垫片、螺钉等。常用的黄铜有H68、H62等。
13、试述铝合金的分类说明防锈铝合金的用途
答：铝合金通常按形成工艺分为铸造铝合金和形变铝合金两大类。
防锈铝合金主要用作容器管道、铆钉及承受中等载荷的零件与制品。
14、硬质合金有哪些特点常用的硬质合金的种类及用作刀具材料的用途
答：硬质合金有如下特点（1）硬度、耐磨性和红硬性高（2）强度、弹性模量高（3）耐蚀性、抗氧化性好
（4）线膨胀系数小（5）成型制品不再加工、重磨
常用硬质合金，按成分和性能特点分为三类：钨钴类、钨钛钴类、钨钛钽铌类。
钨钴类硬质合金适于黑色金属、有色金属的短切屑加工和非金属材料的加工，钨钛钴类硬质合金适于钢等黑色金属的长切屑加工，钨钛钽铌类硬质合金对于不锈钢等难加工材料的加工寿命，较其他硬质合金长得多。
15、工业中常用的非金属材料有哪些陶瓷材料有哪些用途
答：工业中常用的非金属材料有高分子材料、陶瓷材料和复合材料三大
类。
陶瓷的应用广泛。普通陶瓷可以制作生活用品、建筑材料和耐腐蚀的容器和管道。特种陶瓷可以制作火花塞、坩埚热是偶套管、高温电炉坩埚、刀具材料、耐腐蚀、耐高温制品。
16、材料的鉴别方法有那些火花鉴别法的原理是什么
答：材料鉴别的方法很多，有火花鉴别、色标鉴别、断口鉴别、音响鉴别和化学分析、金相检验等。
火花鉴别法的原理是是钢被砂轮磨削后，被砂轮磨削下来具有高温的钢颗粒飞出时，在空气中被剧烈地氧化而发光，从而形成明亮流线束，同时微粒熔化，其中的碳被氧化成CO气体爆裂而形成爆花。不同成分钢的火花特征不同，据此可以大致确定钢的化学成分。
第四章铸造习题答案
1.铸造是利用金属在液态时容易成型的原理来生产金属制品的一种加工工艺。首先，把金属或合金的原材料熔配成具有一定的化学成分和一定温度的熔液，然后在重力或外力作用下将它浇注到铸型型腔中，经凝固冷却后便形成所需要的铸件。铸造是多工部、多工序的生产过程。主要工序有制模、砂处理(砂型铸造)、造型与制芯、浇注、清砂与清理等。
2.铸型主要包括外型和型芯两大部分。在砂型铸造中，外型也叫砂型，用来形成铸件的外部轮廓；型芯也叫砂芯，用来形成铸件的内腔。从广义上讲，砂型也包括砂芯。砂型铸造的生产过程：首先根据零件图制成模样，并用模样和配制的型砂制成砂型；然后把熔化好的金属液浇入型腔，待金属液在型腔内凝固后，将砂型破坏，取出铸件；最后清理铸件上的附着物，经过检验合格，就可获得所需要的铸件。
3.为获得优质铸件，混制的型砂应满足强度、透气性、可塑性、退让性和耐火性等方面的性能要求。型砂是由原砂、旧砂、粘结剂、水和附加物按一定比例混制而成的造型材料。由于型芯工作时四周被高温金属液包围，工
作条件比砂型更为恶劣，所以，芯砂除应具有更高的强度、耐火性、透气性和退让性外，还应具有较小的发气性、较低的吸湿性和较好的出砂性。
4.为了改善和提高型砂的性能，有时还需加入煤粉以防止铸件表面粘砂，加入木屑、焦炭粒可以改善其退让性、透气性。
5.整模造型操作简便，制得的型腔形状和尺寸精度较好，适用于形状简单而且最大截面在一端的铸件。分模造型操作简便，是应用最广的一种造型方法，常应用于筒类、管类、阀体等形状比较复杂的、各种生产批量的铸件。挖砂造型它的特点是：模样形状较为复杂，分型面是曲面，合箱操作难度较大；要求准确挖至模样的最大截面处，比较费工时，生产率低，要求操作工人技术水平高。它仅适用于单件、小批生产。当成批生产时，可用假箱造型或成形模板造型来代替挖砂造型。
6.型芯的主要作用是形成铸件的内腔，有时也可用来形成铸件难以起模部分的局部外形，如凸台、凹槽等。芯头是指伸出铸件以外，不与金属接触的砂芯部分，它主要用于定位和固定砂芯，使砂芯在铸型中有准确的位置。
7.一般的浇注系统由四部分组成，即浇口杯（盆）、直浇道、横浇道和内浇道。浇口杯（盆）的作用是：承接来自浇包的金属液流并引入直浇道，防止金属液过浇而溢出；避免金属液直冲直浇道，减小液流对铸型的冲击。直浇道是浇注系统中的垂直通道，其作用是从浇口杯（盆）向下引导金属液进入横浇道，并提供足够的压力，使金属液在重力作用下能克服流动过程中的各种阻力，充满型腔的各个部位。一般直浇道的高度应比铸型内型腔顶点高100～200mm。横浇道是浇注系统中的水平通道，用以连接直浇道和内浇道，并将金属液平稳而均匀地分配给各个内浇道。横浇道与铸型型腔的连接部分
称为内浇道，其作用是引导金属液进入型腔。
8.合金的铸造性能是指合金在铸造中表现出来的综合工艺性能，包括流动性、吸气性、收缩、成分偏析、氧化等。其中流动性和收缩性对合金的铸造性能影响最大，对于是否容易获得合格的铸件是非常重要的。合金的流动性越好，金属液充填铸型的能力就越强，就越容易得到轮廓清晰、壁薄而形状复杂的铸件。合金的流动性好，还有利于金属液中的气体、渣、砂等杂物的上浮和排除，易于对金属液在凝固过程中所产生的收缩进行补充。
9.浇注温度升高，过热度增大，金属液的流动时间就延长，粘度就降低，流速就增加。铸铁的浇注温度每提高10℃，流动性指标增长100mm。型腔过窄，直浇道过低，内浇道面积过小或布置不合理，型砂含水过多或透气性不足，铸型排气不畅，铸型材料导热性过大等，均会降低合金流动性。为了改善铸型的充填条件，铸件设计时必须保证铸件的壁厚大于规定的“最小壁厚”，并在工艺上采取相应的措施，如加高直浇道，扩大内浇道截面，增加通气道等。碳、硅含量越多，硫含量越少，则析出的石墨越多，凝固收缩越小。浇注温度越低，过热度越小，液态收缩就越小。发生矛盾时应根据合金成分及铸件的结构特点确定适当的浇注温度，以全面保证铸件的质量。
10.铸造时，金属液在铸型内的凝固过程中，若其收缩得不到补充，在铸件最后凝固的地方将形成孔洞。大而集中的孔洞称为缩孔，小而分散的孔洞，称为缩松。
收缩是合金的物理本性，是不可避免的，但只要合理控制铸件的凝固，使之实现定向凝固，是可以获得没有缩孔的致密铸件的。所谓定向凝固，就是采取一些工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口的部
位凝固，最后才是冒口本身凝固，将缩孔转移到冒口中去。
11.铸件凝固后，温度继续下降，产生固态收缩，尺寸缩小。当线收缩受到阻碍时，便在铸件内部产生应力。这种内应力有的仅存在于冷却过程中，有的一直残留到室温，故称为残余应力。铸造内应力是导致铸件变形、也是产生裂纹的主要因素。
铸造内应力简称铸造应力，按产生的机理分为收缩应力、热应力和金相组织体积变化产生的相变应力。
预防热应力、减小铸件变形的基本途径是尽量减小铸件各部分的温度差，使其均匀冷却。为此，设计铸件时，应尽量使其壁厚均匀，并采用同时凝固原则，即采取措施使铸件各个部分凝固时没有大的温差。另外，不允许变形的重要铸件必须采用时效方法有效地去除残余应力。
12.当铸造内应力超过金属的强度极限时，铸件便产生裂纹。裂纹是一种严重的铸件缺陷，必须设法防止。
铸件所产生的热应力和收缩应力的总和，若大于该温度下合金的强度，则产生冷裂。冷裂是在较低温度下形成的，并常出现在受拉伸的部位，其裂缝细小，呈连续直裂状，缝内干净，有时呈轻微氧化色。
壁厚差别大、形状复杂的铸件，尤其是大而薄的铸件，易发生冷裂。凡能减小铸造内应力或降低合金脆性的因素，都能防止冷裂的发生。钢和铸铁中的磷明显降低合金的冲击韧度，增大脆性，因此，在金属熔炼中必须加以限制。
13.分型面是指两半铸型的接触表面。挖砂时，必须挖到模样的最大截面处。分型面应平整光滑。为避免上型的吊砂过陡，分型面的坡度应尽量小。
三箱造型：它的特点是：中箱的上、下两面均为分型面，且中箱高度应与中箱中的模样高度相近，模样必须采用分模。三箱造型操作较复杂，生产率低，故只适用于单件、小批生产。b)整模造型：造型时模样全部放在一个砂箱内，有一个平整的分型面。整模造型操作简便，制得的型腔形状和尺寸精度较好，适用于形状简单而且最大截面在一端的铸件。c)分模造型：特点是：模样在最大截面处分成两半，两半模样分开的平面（即分模面）常常作为造型时的分型面。造型时，两半模样分别在上、下两个砂箱中。分模造型操作简便，是应用最广的一种造型方法，常应用于筒类、管类、阀体等形状比较复杂的、各种生产批量的铸件。还可采用刮板造型。
15.铸件的结构工艺性是指进行铸件结构设计时，不仅要考虑能否满足使用性能的要求，还必须考虑该结构是否符合铸造工艺和合金铸造性能的要求。
合金铸造性能对铸件结构的要求：
1）铸件的壁厚应合理首先保证合金流动性的要求，然后再考虑尽量不使铸件的壁厚过大。
2）铸件各处壁厚应尽量均匀热节处则容易形成缩孔、缩松、晶粒粗大等缺陷。
3）壁间连接要合理
（1）要有结构圆角。
（2）壁的厚薄交界处应合理过渡。
（3）壁间连接应避免交叉和锐角。
4）铸件的厚壁处应考虑补缩方便
5）铸件应尽量避免大的水平面
6）避免铸件收缩时受阻
铸造工艺对铸件结构的要求
1）简化铸件结构，减少分型面。
2）尽量使分型面平直。
3）尽量避免造型时取活块。
4）尽量减少或不用型芯。
5）垂直壁考虑结构斜度。
6）考虑型芯的固定、出气和清理。
16.简化铸件结构，减少分型面。尽量使分型面平直。
17. 铸件各处壁厚应尽量均匀。垂直壁考虑结构斜度。考虑型芯的固定、出气和清理。壁间连接要合理。
18.铸件壁厚过薄易产生浇不到、冷隔等缺陷；过厚易在壁中心处形成粗大晶粒，并产生缩孔、缩松等缺陷。因此，铸件壁厚应在保证使用性能的前提下合理。铸件各部位壁厚若相差过大，由于各部位冷却速度不同，易形成热应力而使厚壁与薄壁连接处产生裂纹，同时在厚壁处形成热节而产生缩孔、缩松等缺陷，如壁厚均匀，可避免上述缺陷。
16.内圆弧径约为H1，外圆弧径约为2H1。
17.孔中部直径取大一些。
18.金属型铸造的特点：
1）与砂型铸造相比，生产效率高，成本低，便于机械化和自动化生产。
2）铸件精度高，表面质量较好，精度可达IT12～IT14，表面粗糙度Ra=～
μm，减少了铸件的机械加工余量。
3）由于铸件冷却速度快，晶粒细，故铸件的力学性能好。
4）金属型的制造成本高，周期长，不适合于单件、小批生产；铸件冷却速度快，不适合于浇注薄壁铸件，铸件形状不宜太复杂。
目前，金属型铸造主要用于中、小型非铁合金铸件的大量生产，如铝活塞、汽缸体、缸盖、油泵体等，有时也用来生产一些铸铁件和铸钢件。
19.压力铸造的特点及应用范围：
1）可以制造出形状复杂的薄壁件，铝合金的最小壁厚为，最小孔径为，可以直接铸出螺纹、齿形、花纹和图案等。压铸尺寸精度为IT11～IT13，表面粗糙度为Ra=～μm，一般不需要切削加工。
2）压铸件在高压作用下快速结晶，因而结晶组织细密，力学性能高，抗拉强度比砂型铸件提高25%～40%。
3）压铸的生产率在各种铸造方法中是最高的。
4）压铸件在压力下快速凝固，铸件内的小气孔较多。因此，压铸件不宜进行大余量的切削加工，以免气孔外露；也不宜进行热处理或在高温下工作，以免气体受热膨胀，表面鼓泡。
5）压力铸造设备投资大，铸型结构复杂，制造周期长，成本高，仅适用于大量生产。
6）压力铸造不适合于钢、铸铁等高熔点合金的铸造。
目前，压力铸造主要用于大量生产的铝、镁、锌、铜等非铁合金薄壁、形状复杂的中小型铸件，在汽车、拖拉机、仪表、电信器材、医疗器械、航空等部门都得到了广泛的应用。随着真空压铸、加氧压铸、半液态压铸等技
术的开发与应用，压铸的应用范围将日益扩大。
熔模铸造主要用来生产形状复杂、精度要求较高或难以切削加工的小型零件，如汽轮机、燃气轮机、水轮发动机等的叶片、叶轮、导向器、导向轮和汽车、拖拉机、风动工具、机床上的小型零件。目前，它的应用范围正在日益扩大。
20.熔模铸造的工艺过程：首先用质量分数为50%的石蜡和50%的硬脂酸作蜡料，做成与铸件形状相同的蜡模及相应的浇注系统；将蜡模与浇注系统焊成蜡模组；在蜡模组上涂挂涂料（涂料是由硅石粉和水玻璃等配制而成的），然后向其表面撒上一层硅砂，浸入固化剂（一般为氯化氨水溶液）中硬化；反复涂挂涂料和硅砂并硬化，形成5～10mm厚的型壳；将型壳浸泡在85～95℃的热水中，熔去蜡模便获得无分型面的铸型；型壳再经过烘干并高温焙烧，四周填砂后便可浇注，经凝固、冷却、落砂、清理而获得铸件。
21.离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下，充填铸型并凝固而获得铸件的一种方法。离心铸造具有以下特点：
1）铸件在离心力作用下结晶，内部晶粒组织致密，无气孔、缩孔及夹渣缺陷，力学性能高。
2）铸造管类铸件时，可省去型芯和浇注系统，提高金属利用率和简化铸造工艺。
3）可铸造“双金属”铸件，如钢套内镶嵌铜轴瓦等。
4）铸件内表面粗糙，内孔尺寸不准确，需采用较大的加工余量。
离心铸造主要用于生产中空回转体及双金属铸件，如铸铁管、汽缸套、活塞环等和钢套镶铜轴瓦等。
22.大生产铝活塞（金属型铸造）、汽轮机叶片（熔模铸造）、车床床身（砂型铸造）、汽缸套（离心铸造）、摩托车汽缸体（金属型铸造）、大口径
污水管铸件（连续铸造）
第四章铸造
一、填空题（本题共20个空，每空一分,共二十分）
1.通常把铸造方法分为_________ 和__________ 两类.
2.特种铸造是除_________ 以外的其他铸造方法的统称, 如 _______ ______ _______ ________及连续铸造等。
3．制造砂型和芯用的材料，分别称为________和__________，统称为
造型材料。
4.为保证铸件质量，造型材料应有足够的___________，和一定
_______ 、________、_________、等性能。
5.用__________和_________制造型芯的过程叫造芯。
6.为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常由
________ ___________ __________ ___________组成。
使用手工或机械使铸件或型砂、砂箱分开的操作。
二、单向选择题（每小题一分）
1.下列使铸造特点的是（）
A成本高 B 适应性广 C 精度高 D 铸件质量
高
2.机床的床身一般选
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
第二部分复习思考题 一、判断题 （）1. 当以很小的刀具前角、很大的进给量和很低的切削速度切削钢等塑性金属时形成的是节状切屑。√ （）2. 粗磨时应选粒度号大的磨粒，精磨时则应选细的磨粒。× （）3. 磨硬材料应选软砂轮，磨软材料应选硬砂轮。√ （）4. 砂轮的组织号越大，磨料所占体积百分比越大。× （）5. 麻花钻起导向作用的是两条螺旋形棱边。√ （）6. 铰孔既能提高孔的尺寸精度和表面粗糙度，也能纠正原有孔的位置误差。×（）7. 无心外圆磨削(纵磨)时，导轮的轴线与砂轮的轴线应平行。× （）8. 粗车L/D=4～10的细长轴类零件时，因工件刚性差，宜用一夹一顶的安装方法。× （）9. 镗床只能加工通孔，而不能加工盲孔。× （）10. 拉削加工只有一个主运动，生产率很高，适于各种批量的生产。× （）11. 粗基准即是粗加工定位基准。× （）12. 钨钛钻类硬质合金刀具适合加工脆性材料。× （）13. 车削锥面时，刀尖移动的轨迹与工件旋转轴线之间的夹角应等于工件锥面的两倍。× （）14. 当加工表面、刀具、切削用量中的切削速渡和进给量都不变时，完成的那一部分工序，称为一个工步。√ （）15. 积屑瘤使刀具的实际前角增大，并使切削轻快省力，所以对精加工有利。×（）16. 砂轮的硬度是指磨粒的硬度。× （）17. 钻孔既适用于单件生产，又适用于大批量生产。√ （）18. 由于拉刀一次行程就能把该工序中的待加工表面加工完毕，故其生产率很高。√ （）19. 精车时，刃倾角应取负值。× （）20. 在切削用量中，对切削温度影响最大的是进给量。× （）21. 车刀主偏角越大，刀尖散热条件越好。× （）22. 刨刀在切入工件时受到较大的冲击，因此刨刀的前角较小，刀尖圆弧较大。√（）23. 精车时，应选较小的背吃刀量、较小的进给量和较低的切削速度。× （）24. 扩孔可以在一定程度上纠正原孔轴线的偏斜。√ （）25. 用中等切削速度切削脆性金属材料容易产生积屑瘤。×
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；
金属工艺学试题及答案 一、填空（每空0.5分，共10分） 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尺寸。 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（共15分） 1．什么是结构斜度？什么是拔模斜度？二者有何区别？（3分） 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？（3分） 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？（2分） 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？（2分） 落料的凸凹模有刃口，拉深凸凹模为圆角； 落料的凸凹模间间隙小，拉深凸凹模间间隙大，普通拉深时，Z=（1.1~1.2）S 5．防止焊接变形应采取哪些工艺措施？（3分） 焊前措施：合理布置焊缝，合理的焊接次序，反变形法，刚性夹持法。 焊后措施：机械矫正法，火焰加热矫正法 6．试比较电阻对焊和闪光对焊的焊接过程特点有何不同？（2分） 电阻对焊：先加压，后通电；闪光对焊：先通电，后加压。五、判断正误，在括号内正确的打√，错误的打×（每题0.5分，共5分） 1．加工塑性材料时，不会产生积屑瘤。（× ） 2．顺铣法适合于铸件或锻件表面的粗加工。（× ） 3．拉削加工适用于单件小批零件的生产。（× ） 4．单件小批生产条件下，应采用专用机床进行加工。（× ） 5．插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。（√ ） 6．作为定位基准的点或线，总是以具体的表面来体现的。（√ ） 7．轴类零件如果采用顶尖定位装夹，热处理后需要研磨中心孔。（√ ） 8．生产率是单位时间内生产合格零件的数量。（√ ） 9．镗孔主要用于加工箱体类零件上有位置精度要求的孔系。（√ ）
第一章（p11） 1.什么是应力什么是应变 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点下列材料或零件通常采用哪种方 法检查其硬度 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么 σb抗拉强度它是指金属材料 在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0规定残余拉伸强度 σ1-疲劳强度它是指金属材料 在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。σ应力它指试样单位横截面的拉力。 a K冲击韧度它是指金属材料断 裂前吸收的变形能量的能力韧性。HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”过冷度指什么 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响细化晶粒的途径有哪些 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。 细化铸态晶粒的主要途径是：
金属工艺学试题及答案? 一、填空（每空0.5分，共10分）? 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??模刃口尺寸。? 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（共15分）? 1．什么是结构斜度？什么是拔模斜度？二者有何区别？（3分）? 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？?（3分）? 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？（2分）?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 一．单项选择题（共15分，每题1分）? 1.在成品上测硬度应用（?C?）? A布氏硬度法??B维氏硬度法??C洛氏硬度法?2.在1000℃时，纯铁的晶格类型是（?A?）?A面心立方晶格??B体心立方晶格??CFe???3.汽车大弹簧的最终热处理是（C??）?A低温回火??B表面淬火??C中温回火?4.45钢属于何种钢（??B）? A普通碳素结构钢??B优质碳素结构钢??C碳素工具钢?5.为了防止铸件在铸件产生热应力，在工艺上常采用（?B?）?A同时凝固??B顺序凝固??C逐层凝固?6.冲孔模具的凸模尺寸应为（?A?）? A图纸尺寸??B图纸尺寸加上二倍的间隙??C图纸尺寸减轻二倍的间隙?7.成批生产活扳手应用（?C?）A自由锻??B胎膜锻??C锤上模锻? 8.?焊接结束后，纵焊缝的焊道所产生的应力为（?B?）?A没有应力??B拉应力??C 压应力?? 9.车外圆时，沿工件直径方向上的分力称为（?C?）?A主切削力??B进给力?C?背向力? 10.?在正交平面中测量的刀具角度是（?A?）?A前角??B主偏角?C刃倾角?
金属工艺学含答案 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
铸造 一、填空题 1.通常把铸造方法分为____砂型铸造_____ 和_____特种铸造_____ 两类. 2.特种铸造是除_____砂型铸造____ 以外的其他铸造方法的统称, 如 _压力铸造__、____ ___离心铸造___ ____金属型铸造___ ____熔膜铸造____及连续铸造等。 3．制造砂型和芯用的材料，分别称为____型砂____和_____芯沙 _____，统称为造型材料。 4.为保证铸件质量，造型材料应有足够的_____强度______，和一定 ___耐火性____ 、____透气性____、____退让性_____、等性能。 5.用_____芯沙_____和____芯盒_____制造型芯的过程叫造芯。 6.为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常 由 ___浇口杯_____ _____内浇道______ ______横浇道____ ______直浇道_____组成。 7._____落沙_____使用手工或机械使铸件或型砂、砂箱分开的操作。 二、单向选择题 1.下列使铸造特点的是 （ B ） A成本高 B 适应性广 C 精度高 D 铸件质量高
2.机床的床身一般选 （ A ） A 铸造 B 锻造 C 焊接 D 冲压 3.造型时上下型的结合面称为 （ D ） A 内腔 B 型芯 C 芯头 D 分型面 4.型芯是为了获得铸件的 （ C ） A 外形 B 尺寸 C 内腔 D 表面 5.造型时不能用嘴吹芯砂和 （ C ） A 型芯 B 工件 C 型砂 D 砂箱 6. 没有分型面的造型是 （ A ） A 整体模造型 B 分开模造型 C 三箱造型 D 熔模造型 7.冒口的主要作用是排气和 （ B ） A 熔渣 B 补缩 C 结构需要 D 防沙粒进入
金属材料热处理与加工应用题库及答案 目录 项目一金属材料与热处理 (2) 一、单选（共46 题） (2) 二、判断（共 2 题） (4) 三、填空（共15 题） (4) 四、名词解释（共12 题） (5) 五、简答（共 6 题） (5) 项目二热加工工艺 (7) 一、单选（共32 题） (7) 二、判断（共18 题） (8) 三、填空（共16 题） (9) 四、名词解释（共 5 题） (9) 五、简答（共14 题） (10) 项目三冷加工工艺 (13) 一、填空（共 3 题） (13) 二、简答（共 2 题） (13)
项目一 金属材料与热处理 一、单选（共 46 题） 1?金属a —Fe 属于（A ）晶格。 A.体心立方 B 面心立方 C 密排六方晶格 D 斜排立方晶格 2?铁与碳形成的稳定化合物 Fe 3C 称为：（C ） A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D 珠光体 3.强度和硬度都较高的铁碳合金是 ：（ A )° A.珠光体 B 渗碳体 C 奥氏体 D.铁素体 4.碳在丫一Fe 中的间隙固溶体， 称为：（ B )° A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D.珠光体 4.硬度高而极脆的铁碳合金是： C )。 A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D.珠光体 5.由丫一Fe 转变成a —Fe 是属于：（ D )° A.共析转变 B 共晶转变 C 晶粒变 D.同素异构转变 6.铁素体（F ） 是：（ D ）。 A.纯铁 B 混合物 C 化合物 D.固溶体 7.金属结晶时， 冷却速度越快，其实际结晶温度将：（ B ）。 A. 越高 B 越低 C 越接近理论结晶温度 D 固溶体 8.为细化晶粒， 可采用：（ B 。 A.快速浇注 B 加变质剂 C.以砂型代金属型 D.固溶体 9.晶体中的位错属于：（ C ）。 A.体缺陷 B 面缺陷 C 线缺陷 D.点缺 陷 10. 下列哪种是 高级优质钢：（ C )。 A.10 号钢 B.T 7 C.T 8 A D.30Cr 11. 优质碳素结构钢“ 4 5”，其中钢的平均含碳量为：（ C ）。 A.45% B0.O45 % C0.45 % D4.5 % 12. 优质碳钢的钢号是以（ A ）命名。 A.含碳量 B 硬度 C 抗拉强度 D 屈服极限 13. 优质碳素钢之所以优质，是因为有害成分（ B ）含量少。 A.碳 B.硫 C.硅 D.锰 14. 碳素工具钢的钢号中数字表示钢中平均含碳量的（ C ）。 A.十分数 B.百分数 C.千分数 D.万分数 1 5 .碳钢中含硫量过高时，将容易引起（ B ）。 A.冷脆 B 热脆 C 氢脆 D.兰脆 16.选用钢材应以（ C ）为基础。 A.硬度 B 含碳量 C 综合机械性能 D 价格 17.属于中碳钢的是（B ）° A.20 号钢 B.30号钢 C.60 号钢 D.70 号 钢 18.下列金属中， 焊接性最差的是（ D )。 A. 低碳钢 B 中碳钢 C.高碳钢 D.铸铁
一、简答题 1．将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判别它的变形性质？ 2．下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么？ σb、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、 HRC、HBS、HBW 3．什么是同素异构转变?试画出纯铁的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”的原因。室温和1100℃时的纯铁晶格有什么不同？ 4．金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长速度受到哪些因素的影响？ 5．常用的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构？ 6．什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 7．将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后缓慢冷却到如图所示温度T1，求此时： （1）两相的成分；（2）两相的重量比； （3）各相的相对重量（4）各相的重量。 8．某合金如下图所示： 标出（1）-（3）区域中存在的相； （2）标出（4）、（5）区域中的组织；
（3）相图中包括哪几种转变？写出它们的反应式。 9. 今有两个形状相同的铜镍合金铸件，一个含Ni90％，一个含Ni50％，铸后自然冷却，问凝固后哪个铸件的偏析较为严重？如何消除偏析？ 10. 按下面所设条件，示意地绘出合金的相图，并填出各区域的相组分和组织组分，以及画出合金的力学性能与该相图的关系曲线。 设C、D两组元在液态时能互相溶解，D组元熔点是C组元的4/5 ，在固态时能形成共晶，共晶温度是C组元熔点的2/5，共晶成分为ωD＝30％；C组元在D组元中有限固溶，形成α固溶体。溶解度在共晶温度时为ωC＝25％，室温时ωC＝10％，D组元在C组元中不能溶解；C组元的硬度比D组元高。计算ωD＝40％合金刚完成共晶转变时，组织组成物及其百分含量。 11．分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温的相组成和组织组成。并计算室温下组织的相对量。 12. 试比较索氏体和回火索氏体，托氏体和回火托氏体，马氏体和回火马氏体之间在形成条件、组织形态、性能上的主要区别。
一.名词解释 1.强度：金属材料在力的作用下，抵抗塑性形变和断裂的能力。 2.塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久形变的能力。 3.硬度： 金属材料表面抵抗局部形变，特别是塑性形变，压痕，划痕的能力。4.冲击韧性：金属材料断裂前吸收的形变能量的能力。5.疲劳强度：承受循环应力的零件在工作一段时间后，有时突然发生断裂，而其所承受的应力往往低于该金属材料的屈服点的断裂。6. 同素异构转变：随着温度的改变，固态金属的晶格也随之改变的现象。7.铁素体：碳溶解于X-Fe中形成的固溶体8.奥氏体：碳溶入r-Fe中形成的固溶体。9.珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。10.莱氏体：奥氏体和渗碳体组成的机械混合物为高温莱氏体；高温莱氏体冷却到727C以下时，将转变为珠光体和渗碳体的机械混合物为低温莱氏体。11.退火：将钢加热，保温，然后随炉或埋入灰中使其缓慢冷却的热处理工艺。12.正火：将钢加热到30-50C或Ac cm以上30-50C，保温后在空气中冷却的热处理工艺。13.淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50C，保温在淬火介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。14.回火：将淬火的钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。15.铸造：将液态金属浇注到铸型中，待其冷却凝固，以获得一定形状，尺寸和性能的毛坯或零件的成型方法。16.铸造性能：指金属在铸造成型时获得外形准确，内部健全铸件的能力。 17.铸造工艺图：在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。18.铸件的浇注位置：指浇注时铸件在型内所处的 空间位置。19.铸件的分型面：指铸型组元间的结合面。20.压力加工：也叫金属塑性加工，金属在外压力的作用下使其变形而获得的所需零件的方法，其包括锻造，冲压，挤压，轧制，拉拔等21.自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上，下砧间直接使坯料变形而获得所需的集合形状及内部质量锻件的方法。22.模锻：利用锻模使坯料形变而获得锻件的锻造方法。23.板料冲压：使板料经分离或成形而获得制件的工艺。24.26.焊接：通过加热或加压(或两者并用),使工件产生原子间结合的一种连接方法。27. 以连续送进的焊丝作为电极进行焊接的焊接方法。29.钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，加热时钎料熔化而将工件连接起来的焊接方法。 二. 牌号含义说明 1.Q235:钢种厚度小于16mm时的最低屈服点为235Mpa的碳素结构钢。 2.Q215：钢材厚度小于16mm时最低屈服点为215Mpa的碳素钢。 3.20钢：表示平均含碳量为0.20%的优质碳素结构钢。 4.45钢：表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。 5.T10A：表示平均含碳量为1.0%的高级优质碳素工具钢。 6.T8：表示平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 7.40Cr:含碳量0.004%的Cr合金结构钢。 8.9SiCr：含碳量为0.009%的硫镉合金工具钢。 9.HT250:表示直径30MM单铸试棒最低抗拉强度值为250Mpa的普通灰铸铁。10.KTH300-06:抗拉强度为300Mpa伸长率为6的黑心可锻铸铁。11.KTZ450-06: 抗拉强度为450Mpa伸长率为6的灰铸铁。12.QT800-2:抗拉强度为800Mpa 伸长率为2的球墨铸铁。13.J422焊条:抗拉强度为22钛钙型结构钢焊条。14.J507焊条：抗拉强度为50的低氢钠型结构钢焊条。 三.简答题 1.简述液态金属的结晶过程：开始时，也液态中先出现的一些极小晶体，称为晶核。在这些晶核中，有些是依靠原子自发的聚集在一起，按金属晶体有规律排列而成，这些晶核称为自发晶核。金属的冷却速度越快自发晶核越多。另外，液态中有时有些高熔点杂质形成微小的固体质点，其中某些质点也可以起晶核作用，这些晶核称为外来晶核或非自发晶核。在晶核出现后，液态金属的原子就以他为中心，按一定几何形状不断的排列起来形成晶体。晶体沿着个方向发展的速度是不均匀的，通常按照一次晶轴、二次晶轴……呈树枝状长大。在原有晶体长大的同时，在剩余液态中有陆续出现新晶核，这些晶核也同样长大成晶体，就这样液体越来越少。当晶体长大到与相邻的晶体相互抵触时，这个方向的长大便停止了。当晶体都彼此相遇、液态耗尽时结晶过程结束。 2.简述晶粒大小对力学性能的影响：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细起强度、硬度越高，而其塑性和韧性也越好。 3.试分析含碳量为0.45%的钢从高温到低温过程中的组织转变，并用铁碳状态图加以说明：液态----液态奥氏体----奥氏体----奥氏体+铁素体------珠光体+铁素体。 4.试分析含碳量为1.0%的钢从高温到低温过程的组织转变，并用铁碳合金状态图加以说明。液态----液态奥氏体----奥氏体----奥氏体+铁素体------珠光体+铁素体。 5.简述退火和正火的目的：完全退火能降低硬度，改善切削加工性；正火将钢进行重结晶，从而解决铸钢件、锻件的粗大晶粒和组织不均问题。 6.简述淬火和回火的目的：淬火时为了获得马氏体组织；回火的目的是消除淬火内应力以降低钢的脆性，防止产生裂纹同时也使钢获得所需的力学性能。 7.简要分析铸造生产的特点：1.可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯。2.适应范围广。3.铸造可以直接利用成本低廉的费机件和切削，设备费用较低。 8.试举出5种特种铸造方法：熔模铸造，消失模铸造，金属型铸造，压力铸造和离心铸造。 9.合金的流动性不良容易在铸件中形成什么缺陷：合金的流动性越不好，充型能力越弱，越不便于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。同时不利于非金属夹杂物和气体的上浮和排出，还不利于对合金冷凝过程所产生的收缩进行补缩。
铸造 一、填空题 1.通常把铸造方法分为____砂型铸造_____ 和_____特种铸造_____ 两类. 2.特种铸造是除_____砂型铸造____ 以外的其他铸造方法的统称, 如_压力铸造__、 ____ ___离心铸造___ ____金属型铸造___ ____熔膜铸造____及连续铸造等。 3．制造砂型和芯用的材料，分别称为____型砂____和_____芯沙_____，统称为造型材料。 4.为保证铸件质量，造型材料应有足够的_____强度______，和一定___耐火性____ 、 ____透气性____、____退让性_____、等性能。 5.用_____芯沙_____和____芯盒_____制造型芯的过程叫造芯。 6.为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常由 ___浇口杯_____ _____内浇道______ ______横浇道____ ______直浇道_____组成。 7._____落沙_____使用手工或机械使铸件或型砂、砂箱分开的操作。 二、单向选择题 1.下列使铸造特点的是（B ） A成本高 B 适应性广 C 精度高 D 铸件质量高 2.机床的床身一般选（ A ） A 铸造 B 锻造 C 焊接 D 冲压 3.造型时上下型的结合面称为（ D ） A 内腔 B 型芯 C 芯头 D 分型面 4.型芯是为了获得铸件的（ C ） A 外形 B 尺寸 C 内腔 D 表面 5.造型时不能用嘴吹芯砂和（ C ） A 型芯 B 工件 C 型砂 D 砂箱 6. 没有分型面的造型是（ A ） A 整体模造型 B 分开模造型 C 三箱造型 D 熔模造型 7.冒口的主要作用是排气和（ B ） A 熔渣 B 补缩 C 结构需要 D 防沙粒进入 8.浇铸时产生的抬箱跑火现象的原因是（C ） A 浇铸温度高 B 浇铸温度低 C 铸型未压紧 D 为开气孔 9.把熔炼后的铁液用浇包注入铸腔的过程时（ D ） A 合箱 B 落砂 C 清理 D 浇铸 10.铸件上有未完全融合的缝隙，接头处边缘圆滑是（B ） A 裂缝 B 冷隔 C 错型 D 砂眼 11.落砂后冒口要（ A ） A 清除 B 保留 C 保留但修毛刺 D 喷丸处理 12. 制造模样时尺寸放大是为了（ A ） A 留收缩量 B 留加工余量 C 造型需要 D 取模方便 13.型芯外伸部分叫芯头，作用是（D ） A 增强度 B 工件需要 C 形成工件内腔 D 定位和支撑芯子 14.手工造型时有一工具叫秋叶，作用是（C ）
第一章（p11） 1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种 方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? σb抗拉强度它是指金属材料 在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0规定残余拉伸强度 σ1-疲劳强度它是指金属材料在 应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。σ应力它指试样单位横截面的拉力。a K冲击韧度它是指金属材料断 裂前吸收的变形能量的能力韧性。HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？ 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？ 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。
第一部分 金属材料及热处理 一、填空题： 1.45钢水淬后硬度为，T10A水淬后硬度为。 2.45钢经调质处理后，硬度可为。 3. 45钢作为工夹具时，工作部分硬度为HRC40—45，应进行和热处理工艺。 4.T10A要求硬度为HRC58—64，应进行和热处理工艺。 5.GCr15滚动轴承钢的最终热处理工艺是。 6.20CrMnTi是钢；其主要热处理工艺是。 7.40Cr是钢；其主要热处理工艺是。 8．高速钢多次锻打的目的是；采用1260℃～1280℃加热的目的是；多次回火的目的是。 9.渗碳钢的含碳量一般为；渗碳后表面组织为；心部组织为 。 10.调制刚的含碳量一般为；经调制热处理后组织为。 11.金属的机械性能指标有，，， ，。 12.各种热处理工艺过程都是由，， 三个阶段组成的。 13.完全退火适用于钢；正火适用于钢；钢用水做淬火剂；用油做淬火剂。 14.淬火的主要目的是；过共析钢正火的主要目的； 完全退火的目的是。 15.过冷奥氏体经不同温度，等温转变后的组织有，， ，，。 16.ICr18Ni9Ti中的Cr的作用是， Ti的作用是。 17.40CrNiMo中的Ni的作用是， Mo的作用是。 18.W18Cr4v中的W的作用是。 19.下列杂志元素对钢的机械性能的主要影响为：P ，S ， Si ， Mn 。 20.Cu在钢中的主要作用是。 21.铁碳合金在常温下的组织有，，，， ，，，。 22.常见的铸铁主要有，，， ，。应用最多的是铸铁。23. 和的合金叫黄铜；和的合金叫青铜。 24.为使高碳钢具有较高硬度时，常采用热处理工艺；为使高碳钢降低 硬度时，常采用热处理工艺；为使中碳钢具有一定综合机械性能，常采用热处理工艺；为使低碳钢表面耐磨，常采用 并；为使钢具有良好的切削加工性能可在钢中添加合金元素
第一章铸造 1. 什么是铸造？铸造包括哪些主要工序？答：将熔融金属液浇入具有和零件形状相适应的铸型空腔中，凝固后获得一定形状和性能的金属件的方法称为铸件。 2. 湿型砂是由哪些材料组成的？各种材料的作用是什么？答：湿型砂主要由石英砂、膨润土、煤粉、和水等材料所组成，也称潮模砂。石英砂是型砂的主体，是耐高温的物质。膨润土是粘结性较大的 一种粘土，用作粘结剂，吸水后形成胶状的粘土膜，包覆在沙粒表面，把单个砂粒粘结起来，使型砂具有湿态强度。煤粉是附加物质，在高温受 热时，分解出一层带光泽的碳附着在型腔表面，起防止铸铁件粘砂的作用。沙粒之间的空隙起透气作用。 3. 湿型砂应具备哪些性能?这些性能如何影响铸件的质量? 答：对湿型砂的性能要求分为两类：一类是工件性能，指型砂经受自重、外力、高温金属液烘烤和气体压力等作用的能力，包括湿强度、透气 性、耐火度和退让性等。另一类是工艺性能，指便于造型、修型和起模的性能，如流动性、韧性、起模性和紧实率等。 4. 起模时，为什么要在模样周围的型砂上刷水？答：手工起模时在模样周围砂型上刷水的作用是增加局部型砂的水 分，以提高型砂韧性。 5. 什么是紧实率？紧实率是如何反应湿型砂的干湿程度及性能的？对手工造型型砂的紧实率要求是多少？答：是指一定体积的松散型砂试样紧实前后的体积变化率，以试样紧实后减小的体积与原体积的百分比表示。过干的型砂自由流入试样筒时 ，砂粒堆积得较密实，紧实后体积变化较小，则紧实率小。过湿的型砂易结成小团，自由堆积是较疏松，紧实后体积减小较多，则紧实率大。 对手工型和一般机器型的型砂，要求紧实率保持在45%~50%。 6. 什么是面砂？什么是背砂？它们的性能要求和组成有何不同？答：与模样接触的那一层型砂，称为面砂，其强度、透气性等要求较高，需专门配制。远离模样在型砂中起填充作用加固作用的型砂称为背砂 ，一般使用旧砂。 7. 型砂反复使用后，为什么性能会降低？恢复旧砂的性能应采取什么措施？答：浇注时，砂型表面受高温铁水的作用，砂粒碎化、煤粉燃烧分解，部分粘土丧失粘结力，均使型砂的性能变坏。落砂后的旧砂，一般不 直接用于造型，需掺入新材料，经过混制，恢复砂型的良好性能后才能使用。 8. 什么是水玻璃砂和树脂砂？它的特点和应用范围如何？答：水玻璃砂是由水玻璃为粘结剂配制而成的型砂。水玻璃砂浇注前需进行硬化，以提高强度。由于水玻璃砂的溃散性差，落砂、清砂及旧 砂回用都很困难。在浇注铁铸件时粘砂严重，故不适于做铁铸件，主要应用于铸铁钢件的生产中。 9. 混砂是在什么设备中进行的？混砂的过程是怎样的？ 答：型砂的混制是在混砂机中进行的。型砂的混制过程:先加入新砂、旧砂、膨润土和煤粉等干混2~3分钟，再加水湿混5~7 分钟，性能符合要 求后从出砂口卸砂。混好的型砂应堆放4?5h，使水分均匀。使用前还要用砂粒机或松砂机进行松砂，以打 碎砂团和提高型砂性能，使之松散好用
金属工艺学课后习题答 案 文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
金属工艺学课后习题答案 主编：邓文英郭晓鹏 P.141 (1)何为生产过程、工艺过程、工序？ 答：生产过程：由原材料制成各种零件并装配成机器的全过程，包括原材料的运输保管、生产准备、制造毛坯、切削加工、装配、检验及试车、油漆 和包装等； 工艺过程：在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）的形状、尺寸或性能， 使之变成成品的过程，又包括若干道工序。 工序：是指在一个工作地点对一个或一组工件所连续完成的那部分工艺过 程。 （8）何为工件的六点定位原理？加工时，工件是否要完全定位？ 答：六点定位原理：在机械加工中，要完全确定工件的正确位置，必须有六个相应的支撑点来限 制工件的六个自由度。 加工时：有时，为了保证工件的加工尺寸，并不需要完全限制六个自由度； 有时，为了增加工件在加工时的刚度，或者为了传递切削运动和动 力，可能在同一个自由度的方向上，有两个或更多个定位支撑点。 （9）何为基准？根据作用的不同，基准分为哪几种？ 答：基准：是指，在零件的设计和制造过程中，要确定一些点、线或面的位置，必须以一些指定的点、线或面座位依据的点、线或面；常把基准分为 设计基准和工艺基准两大类；
设计基准：设计时在零件图纸上所使用的基准； 工艺基准：在制造零件和装配机器的过程中所使用的基准，工艺基准又分为定位基准、度量基准和装配基准，它们分别用于工 件加工时的定位、根据的测量检验和零件的装配。 （6）.a毛坯选用φ29圆钢料。 工艺过程：一、（1）车一端面，钻中心孔 车卧式车床（2）切断，长81 （3）车另一端面至长79，钻中心孔 钻钻床二、钻φ6孔 车卧式车床三、（1）粗车一端外圆至φ26*14 （2）半精车该外圆至φ24*14 （3）倒角 （4）粗车另一端外圆至φ18*64 （5）半精车该外圆至φ16*65 （6）精车该外圆至φ16*65 铣立式铣床粗-精铣方头 热淬火后低温回火35HRC 钳修研中心孔
金属工艺学综合练习（一） 1、目前现代制造机械最主要的材料是。 A、金属材料 B、塑料 C、高分子材料 D、有色金属 2、将淬火钢重新加热到A C1以下某个温度，保温后冷却的热处理工艺称为。 A、退火 B、正火 C、淬火 D、回火 3、钢的分类有按化学成分、用途、质量和脱氧程度等方法来划分，其中优质钢是按分类方法所分类出来的。 A、化学成分 B、用途 C、质量 D、脱氧程度 4、是一种以金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的材料。 A、碳素钢 B、灰铸铁 C、合金 D、黄铜 5、将钢加热到A C3以上30-50℃（亚共析钢）或A C cm以上30-50℃（过共析钢），保温后在空气中冷却的热处理工艺叫做。 A、退火 B、正火 C、淬火 D、回火 6、金属材料的主要力学性能有：、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。 A、强度 B、导热性 C、延展性 D、伸长性 7、金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力我们称之为。 A、强度 B、塑性 C、硬度 D、韧性 8、金属材料在拉断前所能承受的最大应力叫做，以σb表示。 A、抗拉强度 B、疲劳强度 C、强度 D、硬度 9、在铁碳合金状态图中，表示共析线的是。 A、ACD线 B、AECF线 C、ECF线 D、PSK线 10、金属材料的一般是在硬度计上测定的。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法，有时还采用维氏硬度法。 A、刚度 B、硬度 C、强度 D、塑性 11、提高零件疲劳强度的措施有：、减少应力集中、提高零件的表面质量、喷丸处理、表面热处理、控制材料的内部质量、避免内部气孔及夹杂等。 A、改善零件结构形状 B、增加杂质 C、粗化晶粒 D、加入介质 12、金属材料的物理性能主要有：、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。 A、密度 B、导热性 C、延展性 D、伸长性 13、金属材料的硬度一般是在硬度计上测定的。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法，有时还采用维氏硬度法。布氏硬度法因其压痕面积较大，其硬度值也比较稳定，测试数据重复性也好，准确度较洛氏硬度法高。由于测试过硬的材料可导致钢球变形，布氏硬度法常用于测试HB值小于450的材料，如灰铸铁、非铁合金及较软的钢材。但也因为其压痕较大，故不适用于成品检验。洛氏硬度法压痕小，可用于成品检验，但是它有测得的硬度值重复性差的缺
3、常用金属的塑性判断依据是断后伸长率和（） A 硬度 B 强度 C 断面收缩率 D 屈服极限 4、金属的韧性通常随温度降低（） A 变好 B 变差 C 不变 D 都不对 5、铁碳合金相图中，ECF线是（） A 液相线 B 共析线 C 固相线 D 共晶线 6、钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于（） A 0.77% B 2.11% C 4.3% D 6.69% 7、碳钢中常有杂质存在，其中有害元素是（） A 硅 B 锰 C 硫 D 碳 8、钢号45的优质碳素结构钢，其平均含碳量是（） A 45% B 4.5% C 0.45% D 0.045% 9、对铸钢ZG200——400说法正确的是（） A 200是屈服点的最低值 B 200是抗拉强度最低值 C 400是屈服点最低值 D 400是抗拉强度最高值 10、淬火后主要获得的室温组织为（） A 奥氏体 B 渗碳体 C 贝氏体 D 马氏体或贝氏体 11、对40Gr的说法正确的是（） A 渗碳钢 B 调质钢 C 工具钢 D 高速钢 12、下列用于制造弹簧的优质碳素结构钢为（） A Q195 B 08F C 35 D 65 13、T12中含碳量平均为（） A 12% B 0.12% C 1.2% D 0.012% 14、对完全退火说法正确的是（） A 能降低硬度 B 主要用于共析钢 C退火后组织为奥氏体 D 不利于切削加工 15、合金钢淬火时一般选用的冷却介质为（） A 水 B 油 C 盐水 D 石灰水 16、以提高钢件表面耐蚀力为目的，可选（） A 渗碳 B 淬火 C 高频加热表面淬火D渗氮 17、对W18Gr4V多次回火说法正确的是（） A 硬度降低 B 硬度升高C硬度不变 D 都不对 18、可锻铸铁中石墨是（） A 大片状 B 团絮状 C 球状 D 蠕虫状 19、当铸件某部位是白口铸铁时，将加热850——950保温，目的是（）