下载文档原格式
《金属塑性成形原理》习题答案一、填空题1. 衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面收缩率。
2. 所谓金属的再结晶是指冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织的过程。
3. 金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。
4. 请将以下应力张量分解为应力球张量和应力偏张量＝＋5. 对应变张量，请写出其八面体线变与八面体切应变的表达式。
＝；＝。
6.1864 年法国工程师屈雷斯加（H.Tresca ）根据库伦在土力学中研究成果，并从他自已所做的金属挤压试验，提出材料的屈服与最大切应力有关，如果采用数学的方式，屈雷斯加屈服条件可表述为。
7. 金属塑性成形过程中影响摩擦系数的因素有很多，归结起来主要有金属的种类和化学成分、工具的表面状态、接触面上的单位压力、变形温度、变形速度等几方面的因素。
8. 变形体处于塑性平面应变状态时，在塑性流动平面上滑移线上任一点的切线方向即为该点的最大切应力方向。
对于理想刚塑性材料处于平面应变状态下，塑性区内各点的应力状态不同其实质只是平均应力不同，而各点处的最大切应力为材料常数。
9. 在众多的静可容应力场和动可容速度场中，必然有一个应力场和与之对应的速度场，它们满足全部的静可容和动可容条件，此唯一的应力场和速度场，称之为真实应力场和真实速度场，由此导出的载荷，即为真实载荷，它是唯一的。
10. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示：，则单元内任一点外的应变可表示为＝。
11、金属塑性成形有如下特点：、、、。
12、按照成形的特点，一般将塑性成形分为和两大类，按照成形时工件的温度还可以分为、和三类。
13、金属的超塑性分为和两大类。
14、晶内变形的主要方式和单晶体一样分为和。
其中变形是主要的，而变形是次要的，一般仅起调节作用。
15、冷变形金属加热到更高的温度后，在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶，直至完全取代金属的冷变形组织，这个过程称为金属的。
材料成型基础习题集一.解释名词1.开放式浇注系统：浇口的总截面积大于直浇口的截面积的浇注系统。
合金在直浇口中不停留而直接进入铸型的浇注系统。
该浇注系统流动性好，但缺乏挡渣作用。
2.封闭式浇注系统：浇口的总截面积小于直浇口的截面积的浇注系统。
直浇口被合金灌满而使渣漂浮在上部，具有较好的挡渣作用，但影响合金的流动性。
3.顺序凝则：通过合理设置冒口和冷铁，使铸件实现远离冒口的部位先凝固，冒口最后凝固的凝固方式。
4.同时凝则：通过设置冷铁和补贴使铸件各部分能够在同一时间凝固的凝固方式。
5.孕育处理：在浇注前往铁水中投加少量硅铁、硅钙合金等作孕育剂，使铁水产生大量均匀分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。
6.可锻铸铁：是白口铸铁通过石墨化退火，使渗碳体分解而获得团絮状石墨的铸铁。
7.冒口：是在铸型储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。
8.熔模铸造：用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温焙烧，然后进行浇注的铸造方法。
9.离心铸造：使熔融金属浇入绕水平轴、倾斜轴或立轴旋转的铸型，在惯性力的作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。
10.锻造比：即锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。
11.胎模锻造：是在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种锻造方法。
12.拉深系数：指板料拉深时的变形程度，用m=d/D表示，其中d为拉深后的工件直径，D为坯料直径。
13.熔合比：熔化焊时，母材加上填充金属一起形成焊缝，母材占焊缝的比例叫熔合比。
14.焊缝成形系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值（φ=B／H）。
15.氩弧焊：是以氩气作为保护气体的气体保护电弧焊。
16.电渣焊：是利用电流通过液体熔渣产生的电阻热做为热源，将工件和填充金属熔合成焊缝的垂直位置的焊接方法。
17.点焊：是利用柱状电极在两块搭接工件接触面之间形成焊点而将工件焊在一起的焊接方法。
1.14熔焊时，如果高温焊接区暴露在空气中，会有什么结果？为保证焊缝质量可采取哪些措施？答：①会使焊接区的液态金属发生剧烈的氧化反应和氮化反应。
熔入熔池的氧化物，冷凝时因固溶度下降而析出，易成为焊缝中的夹杂物。
不熔入液态金属的氧化物，会浮出熔池进入渣中，造成合金元素的烧损。
氮化物与铁形成脆性的Fe4N 化合物，使焊缝塑形与韧性下降。
②保证措施：1）在焊接过程中对熔化金属进行有效地保护，使之与空气隔离。
例气保护、熔渣保护、气渣联合保护。
对于激光焊和电子束焊，还可采用真空保护。
2）对焊接熔池进行脱氧、脱硫、脱磷处理，清除进入熔池中的有害杂质。
3）对焊接金属添合金，以补偿合金元素的烧损。
1.16焊接变形有哪几种基本形式？如何控制和矫正焊接变形？答：①收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形。
②控制焊接变形的措施：1）反变形法2）刚性固定法3）强迫冷却法4）采用合理的焊接顺序（先焊接收缩率较大的焊缝，采用对称焊、分段焊）③矫正焊接变形的方法：1）机械矫正2）火焰矫正外1 焊接方法分哪三大类？答：熔焊、压焊、钎焊。
外2 焊接接头的组成？答：焊缝、熔合区和热影响区。
外3焊接接头中力学性能最差的薄弱部位？答：熔合区和过热区。
外4 见第一部分的末页4.3埋弧焊与手弧焊（就是焊条电弧焊）相比有哪些优点？其工艺有何特点？应用有何限制？为什么？①优点：1）生产率高，比焊条电弧焊提高5~10倍2）焊缝质量好，且成形美观3）成本低4）劳动条件好②工艺特点：1）适应性差，通常只适应于水平位置焊接直缝和环缝2）对焊前准备要求严，工件坡口加工要求高，装配间隙要求均匀。
③应用限制主要用于批量生产的厚度范围为6~60mm,焊接时，焊接处应处于水平位置。
因为只有在水平位置，焊剂才能在电弧区堆覆。
4.4说明下列焊丝、焊条牌号的含义?J422 J427 J507 H08 H08MnA①J422就是E4303熔敷金属抗拉强度大于等于420MPa，Ti---Ga型药皮，酸性焊条，电流种类为交流或直流。
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3.钢的常用热处理工艺有退火、、、4.快速成形的主要工艺方法有立体光固化、、、三维打印等。
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。
材料成形工艺基础作业集与自测题目录作业一金属的液态成形 (1)作业二金属的塑性成形 (9)作业三材料的焊接成形 (14)作业四切削加工1 (18)作业五切削加工2 (21)作业六切削加工3 (24)作业七切削加工4 (26)自测题 (29)一、金属的液态成形 (29)二、金属的塑性成形 (33)三、材料的焊接成形 (38)四、切削加工 (43)作业一金属的液态成形一、填空题1. 液态金属的充型能力要取决于合金的流动性。
流动性不好的合金铸件易产生、气孔、夹渣等铸造缺陷。
2．影响液态合金流动性的主要因素有、、不溶杂质和气体等。
合金的凝固温度范围越宽，其流动性越。
3．在铸造生产中，合金的浇注温度越离，其充型能力越；充型压力越大，其充型能力越；铸件的壁越厚，其充型能力越。
4．任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要历三个个相互联系的收缩阶段，即、和。
导致铸件产缩孔和缩松的根本原因是；导致铸件产生应力、变形、裂纹的原因是。
5．在铸造生产中，合金的浇注温度越高，其收缩率越；铸件的壁越厚，其收缩率越；铸件的结构越复杂，其收缩率越；铸型的导热性越好，其收缩率越。
6．铸件在凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属补充，将产生缩孔或缩忪。
凝固温度范围窄的合金，倾向于“逐层凝固”，因此易产生；而凝固温度范宽的合金，倾向于“糊状凝固”，因此易产生。
7．铸造生产中，合金的结品温度范围越小，越倾向于凝固。
铸件内外之间的温度梯度越大，其凝固区宽度越。
铸件的其他凝固方式还有凝固、凝固。
影响合金凝固方式的因素有、。
8．准确地估计铸件上缩孔可能产生的位置，是合理安排冒口和冷铁的主要依据，生产中确定缩孔位置的常用方法有、和等。
9．顺序凝固原则主要适用于的合金，其目的是；同时凝固原则主要适用于的合金，其目的是。
10．铸件在冷却收缩过程中，因壁厚不均匀等因素造成的铸件各部分收缩不一致而引起的内应力，称为其目的是；铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力称为。
第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？答：S、P会导致钢的热脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，导致合金钢的第二类高温回火脆性，高温蠕变时的晶界脆断。
S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。
2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？答：简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点：硬度较高、熔点较高、稳定性较好；复杂点阵结构的特点：硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答：①当r C/r M>0.59时，形成复杂点阵结构；当r C/r M<0.59时，形成简单点阵结构；②相似者相溶：完全互溶：原子尺寸、电化学因素均相似；有限溶解：一般K都能溶解其它元素，形成复合碳化物。
③N M/N C比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好，溶解越难，析出难越，聚集长大也越难；⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：A形成元素均使S、E点向_____移动，F形成元素使S、E点向_____移动。
S点左移意味着_____减小，E点左移意味着出现_______降低。
（左下方；左上方）（共析碳量；莱氏体的C量）5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下，不同合金元素的分布状况。
答：退火态：非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中，而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物，余量溶入基体。
淬火态：合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A 中，未溶者仍在K中。
回火态：低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布；>400℃，Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中，K形成元素逐步进入析出的K中，其程度取决于回火温度和时间。
1．根据 Fe-FeC 相图，说明产生下列现象的原因：31）含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高；答：钢中随着含碳量的增加，渗碳体的含量增加，渗碳体是硬脆相，因此含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高。
2）在室温下，含碳 0.8% 的钢其强度比含碳 1.2% 的钢高；答：因为在钢中当含碳量超过1.0%时，所析出的二次渗碳体在晶界形成连续的网络状，使钢的脆性增加，导致强度下降。
因此含碳 0.8% 的钢其强度比含碳 1.2% 的钢高。
3）在 1100℃，含碳 0.4% 的钢能进行锻造，含碳 4.0% 的生铁不能锻造；答：在 1100℃时，含碳 0.4% 的钢的组织为奥氏体，奥氏体的塑性很好，因此适合于锻造；含碳 4.0% 的生铁的组织中含有大量的渗碳体，渗碳体的硬度很高，不适合于锻造。
4）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用 60 、 65 、 70 、75 等钢制成）；答：绑轧物件的性能要求有很好的韧性，因此选用低碳钢有很好的塑韧性，镀锌低碳钢丝；而起重机吊重物用钢丝绳除要求有一定的强度，还要有很高的弹性极限，而60 、 65 、 70 、 75钢有高的强度和高的弹性极限。
这样在吊重物时不会断裂。
5）钳工锯 T8 ， T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力，锯条容易磨钝；答：T8 ， T10,T12属于碳素工具钢，含碳量为0.8%，1.0%，1.2%，因而钢中渗碳体含量高，钢的硬度较高；而10,20钢为优质碳素结构钢，属于低碳钢，钢的硬度较低，因此钳工锯 T8 ， T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力，锯条容易磨钝。
6）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。
答：因为钢的含碳量范围在0.02%~2.14%之间，渗碳体含量较少，铁素体含量较多，而铁素体有较好的塑韧性，因而钢适宜于压力加工；而铸铁组织中含有大量以渗碳体为基体的莱氏体，渗碳体是硬脆相，因而铸铁适宜于通过铸造成形。
金属塑性成形力学课后答案【篇一：金属塑性成形原理习题】述提高金属塑性变形的主要途径有哪些？(1)提高材料成分和组织的均匀性(2)合理选择变形温度和应变速率(3)合理选择变形方式(4)减小变形的不均匀性2. 简答滑移和孪生变形的区别相同点：都是通过位错运动来实现, 都是切应变不同点：孪生使一部分晶体发生了均匀切变，而滑移只集中在一些滑移面上进行；孪生的晶体变形部分的位向发生了改变，而滑移后晶体各部分位向未改变。
3. 塑性成型时的润滑方法有哪些？(1) 特种流体润滑法。
(2) 表面磷化-皂化处理。
(3) 表面镀软金属。
4. 塑性变形时应力应变关系的特点？在塑性变形时，应力与应变之间的关系有如下特点（1）应力与应变之间的关系是非线性的，因此，全量应变主轴和应力主轴不一定重合。
（2）塑性变形时，可以认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比??0.5。
、（3）对于应变硬化材料，卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力，比初始屈服应力要高。
（4）塑性变形是不可逆的，与应变历史有关，即应力－应变关系不再保持单值关系。
5. levy－mises理论的基本假设是什么？（1）材料是刚塑性材料，级弹性应变增量为零，塑性应变增量就是总的应变增量。
（2）材料符合米塞斯屈服准则。
（3）每一加载瞬时，应力主轴和应变增量主轴重合。
（4）塑性变形上体积不变。
6. 细化晶粒的主要途径有哪些？（1）在原材料冶炼时加入一些合金元素及最终采用铝、钛等作脱氧剂。
（2）采用适当的变形程度和变形温度。
（3）采用锻后正火等相变重结晶的方法。
7. 试从变形机理上解释冷加工和超塑性变形的特点。
冷塑性变形的主要机理：滑移和孪生。
金属塑性变形的特点：不同时性、相互协调性和不均匀性。
由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织，称为变形织构。
随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化。
超塑性变形机理主要是晶界滑移和原子扩散（扩散蠕变）。
一、填空题（括号内为参考答案）1、板料冲压成形的主要工序有冲裁、弯曲、拉深、（起伏、胀形、翻边）等。
2、衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面收缩率。
3、金属单晶体变形的两种主要方式有滑移和孪晶。
4、金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。
5、研究塑性力学时，通常采用的基本假设有连续性假设、均匀性假设、初应力为零、体积力为零、各向同性假设、体积不变假设。
6、金属塑性成形方法主要有拉拔、挤压、锻造、拉深、弯曲等。
（冲孔、落料、翻边、、）7、金属的超塑性可分为微细晶粒（恒温）超塑性和相变（变态）超塑性两大类。
8、金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和孪生。
9、影响金属塑性的主要因素有：化学成分，组织状态，变形温度，应变速率，变形力学条件。
10、平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σz =（σx +σy）/2 = σm 。
11、主应力法的实质是将平衡微分方程和屈服方程联立求解。
二、判断题1、促使材料发生塑性变形的外力卸除后，材料发生的塑性变形和弹性变形都将保留下来，成为永久变形。
( F )2、为了消除加工硬化、减小变形抗力，拉拔成形时应该将坯料加热到再结晶温度以上。
金属材料在塑性变形时，变形前与变形后的体积发生变化。
( F )3、弹性变形时，应力球张量使物体产生体积的变化，泊松比ν＜0.5。
( T )4、理想塑性材料在发生塑性变形时不产生硬化，这种材料在中性载荷时不可产生塑性变形。
( F )5、由于主应力图有九种类型，所以主应变图也有九种类型。
( F )6、八面体平面的方向余弦为l=m=n=1/3。
（±）( F )7、各向同性假设是指变形体内各质点的组织、化学成分都是均匀而且相同的，即各质点的物理性能均相同，且不随坐标的改变而变化。
(这是均匀性假设) ( F )8、金属材料在塑性变形时，变形前与变形后的体积发生变化。
( F )9、金属材料在完全热变形条件下无法实现拉拔加工。
