金属工艺学各章习题及思考题

补充习题
下列铸件在大批量生产时，以什么铸造措施 为宜？ 铝活塞金属型铸造、汽轮机叶片熔模铸造、 汽缸套离心铸造、车床床身砂型铸造、摩托车 气缸体压力铸造、汽车喇叭压力铸造、大口径 污水管离心铸造、大模数齿轮滚刀熔模铸造
压力加工：第二章 铸造
7 图示零件采用锤上模锻制造，请选择最合适旳分模面
位置？ p127
I
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
方案I： 分型面为曲
面，不利于分型。
I
方案II：分型面在最
II
大截面处，且为平面，
方案可行。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
I II
两方案均可， 但型芯头形状 不同。
铸造：第三章 砂型铸造
铸造：第一章 铸造工艺基础
8.试用下面异形梁铸钢件分析其热应力旳形成原 因，并用虚线表达出铸件旳变形方向。p49
形成原因：壁厚不均匀。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
p73
I方案存在错箱可能。 该零件不算太高，故 方案II稍好，从冒口
II
安放来看，II方案轻 易安放。
焊接措施: 手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊
端面车刀
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
应采用方案I，方案II
I
型芯稳定，但φ40凸台
阻碍拔模。
II
铸造：第三章 砂型铸造
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
I
III II
应采用方案III，方案I需要活块，且下面活 块难以取出；方案II需要挖砂。

金属工艺学各章节习题测试题含答案第一部分章节习题第一章金属的力学性能一、填空题1、金属工艺学是研究工程上常用材料性能和___________的一门综合性的技术基础课。

2、金属材料的性能可分为两大类：一类叫_____________，反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫__________，反映材料在加工过程中表现出来的特性。

3、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能，叫做金属________。

4、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度，常用的强度判断依据是__________、___________等。

5、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性，常用的塑性判断依据是________和_________。

6、常用的硬度表示方法有__________、___________和维氏硬度。

二、单项选择题7、下列不是金属力学性能的是（）A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能8、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（）A、强度和硬度B、强度和塑性C、强度和韧性D、塑性和韧性9、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为（）A、抗压强度B、屈服强度C、疲劳强度D、抗拉强度10、拉伸实验中，试样所受的力为（）A、冲击B、多次冲击C、交变载荷D、静态力11、属于材料物理性能的是（）A、强度B、硬度C、热膨胀性D、耐腐蚀性12、常用的塑性判断依据是（）A、断后伸长率和断面收缩率B、塑性和韧性C、断面收缩率和塑性D、断后伸长率和塑性13、工程上所用的材料，一般要求其屈强比（）A、越大越好B、越小越好C、大些，但不可过大D、小些，但不可过小14、工程上一般规定，塑性材料的δ为（）A、≥1%B、≥5%C、≥10%D、≥15%15、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是（）A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上方法都可以16、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法（）A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上方法都不宜17、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试（）A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上都可以18、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而（）A、变好B、变差C、无影响D、难以判断19、判断韧性的依据是（）A、强度和塑性B、冲击韧度和塑性C、冲击韧度和多冲抗力D、冲击韧度和强度20、金属疲劳的判断依据是（）A、强度B、塑性C、抗拉强度D、疲劳强度21、材料的冲击韧度越大，其韧性就（）A、越好B、越差C、无影响D、难以确定三、简答题22、什么叫金属的力学性能？常用的金属力学性能有哪些？23、什么是疲劳断裂？如何提高零件的疲劳强度？四、计算题24、测定某种钢的力学性能时，已知试棒的直径是10mm，其标距长度是直径的五倍，Fb=33.81KN，Fs=20.68KN，拉断后的标距长度是65mm。

《金属工艺》习题答案第一篇，第一章，P11页3、对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求？答：硬度是指除了表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。

5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。

σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。

σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。

δ：延伸率，衡量材料的塑性指标。

αk：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。

HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。

HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。

第一篇，第二章，P23页2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响，细化晶粒的途径是是什么？答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。

影响晶粒粗细的因素很多，但主要取决于晶核的数目，晶核越多，晶核长大的余地愈小，长成的晶粒越细，主要途径有：1、提高冷却速度，增加晶核数目；2、添加变质剂（孕育处理），增加外来晶核；3、热处理或塑性加工，固态金属晶粒细化；4、凝固时震动液体，碎化结晶的枝状晶。

第一篇，第三章，P29页3、碳钢在油中淬火，后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？答：由于碳钢的淬透性较差，因此在油中淬火时，心部冷却速度较慢，可能得不到马氏体组织，降低了材料的力学性能。

对于合金钢，其淬透性较好，若在水中淬火，其整个截面将全部变成马氏体，内应力较大，容易产生变形及开裂。

5、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴。

发动机缸盖螺钉最终热处理有何不同？答：钢锉的最终热处理为淬火+低温回火，其组织为低温回火马氏体，主要提高表面的硬度及耐磨性。

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《金属工艺学》 第五章 《铸造》复习思考题参考答案 1. 铸造生产的特点是什么？举出 1～2 个生产生活用品的零件是 铸造生产的，并进行分析。 答：铸造生产的特点有： （1） 、能够生产形状复杂的毛坯，特别是内腔复杂的毛坯。 （2） 、适应性广，可生产小至几克，大至几百吨的各种金属 及其合金的铸件。 （3） 、节省金属材料和机械加工的工作量。 （4） 、生产成本低。 （5） 、铸造工序复杂，容易产生铸造缺陷，铸件废品率高， 力学性能低于锻件，劳动条件差。 我们炒菜用的铸铁锅，机床床身，汽车发动机机体等都 是铸造生产的。铸铁锅质量轻，形状简单；机床床身质量重， 复杂程度中等； 汽车发动机机体形状复杂， 质量属中小铸件。 2. 简述砂型铸造的生产过程。 答：砂型铸造的生产过程如下： 烘干→筛分→混砂→松砂→停放→填砂→紧实→扎气眼 →起模→制作浇冒口系统→下芯→合箱→金属熔炼→浇注→ 出箱→抛丸→清理打磨→检验→入库。 3. 型砂、芯砂应具有哪些性能？若铸件表面比较粗糙，且带有 难于清除的砂粒，试分析与型芯砂的哪些因素有关？ 答：型砂、芯砂应具有的性能： （1） 、强度；保证铸型受外力不至被破坏。 （2） 、透气性；浇注时允许气体通过而逸出。 （3） 、可塑性；紧实时易成形且获得清晰的轮廓。 （4） 、耐火性：在高温液态金属的作用下不软化，不熔化，不 与金属烧结。 （5） 、退让性；铸件凝固收缩时，型芯砂不阻碍铸件收缩。
《金属工艺学》
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程 备 注
15 . 区别下列名词（术语）的慨念。 铸件与零件；模样与型腔；芯头与芯座；分型 面与分模面；起模斜度与结构斜度；浇注位置与浇 道位置；型砂与砂型；出气口与冒口；缩孔与缩松； 砂眼与渣眼；气孔与出气孔；浇不足用于冷隔。 答：零件是可以直接装配使用的产品，铸件是在零 件的基础上放有加工余量和补铁的毛坯。 模样是制造型腔用的模型，型腔是造型后取出 模样而得到的空腔。 芯头是模样上用于型芯定位用的工艺模样，芯 座是造型后取出模样芯头后留下的空腔。 分型面是指型腔分成几部分的结合面，分模面 是指模样分成几部分的结合面。 起模斜度是为了便于模样从砂型中取出而有意 制作的工艺斜度，结构斜度是零件本身所设计需要 的斜度。 浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置， 浇道位置是浇注系统相对与铸件所处的位置。 型砂是造型用的具有一定性能的砂，砂型是具 有型腔的砂团。 出气口是为了型腔排气而扎的排气孔，冒口是 在铸型内储存和补缩铸件用的在型腔内的空腔。 缩孔是铸件宏观的用肉眼可观察到的孔洞，缩 松是用肉眼不容易观察到的显微的细小的组织疏 松。 砂眼是型砂粒被金属包围形成的孔洞，渣眼是 金属氧化物或熔渣被金属包围形成的孔洞。 气孔是气体在金属凝固前来不及从金属中逸 出，而形成的孔洞，出气孔是为了排气，在砂型上 扎的孔洞。 浇不足是由于金属液不够而没有充满型腔，冷 隔是由于金属液温度太低，流动性差，在壁薄处金 属液没有充满就已经凝固的现象。 16.合金的铸造性能有那些？其影响因素是什么？ 答:合金的流动性；合金的收缩；成分偏析。

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《金属工艺学》 第三章 金属材料复习思考题参考答案 1. 碳钢中的常存元素有哪些？在钢中起什么作用？ 答：碳钢中的常存元素有：主要元素是 C，其余有 Si、Mn、P S、O、H、N。 Si、Mn 是有益元素，含量不多时对钢的性能影响不大。 P、S 是有害元素，严重影响性能，P 造成“冷脆” 造成“热 ，S 脆” 。 O、H、N 是有害元素，严重影响性能，使钢的塑性、韧度和疲 劳强度急剧降低，严重时造成裂纹、脆断。 2.现在 Q195、Q235B、Q255B 三种碳素钢，分别用于制造铁钉、 铆钉、高强度销钉，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 高强度销钉。 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 用作制造仪表板；45 用作制造变速箱传动轴；65 用作 制造汽车弹簧。 4.ZG25、ZG200-400 表示什么意义？ 答：ZG25 表示含碳量为 0.25 的铸造碳钢；ZG200-400 表示曲服 点是 200MPa，抗拉强度是 400Mpa 的铸造碳素钢。 5.合金钢中经常加入的合金元素有哪些？主要起什么作用？ 答：合金钢中经常加入的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、 Ti、B、Al、Nb、Zr 等。主要作用有： （1）强化作用。 （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.为什么合金钢的淬透性比碳钢高？ 答：除钴以外的合金元素都能溶如奥氏体，并增加过冷奥氏体 的稳定性，使合金钢能在较低的冷却速度下获得马氏体，也就 ti
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2、铸件中产生缩孔与缩松缺陷的主要原因是固态收缩。
3、铸件的晶粒粗大，为细化晶粒，可采用再结晶退火。
四、 综合题
1・哪种铸件结构合理？有何优点?
a)c)
b)d)
型芯掌
a)
b)
b)
a)
3、为实现顺序凝固可采取的方法有、
铸件的凝固方式可按的宽窄划分为、、。
合金的收缩通常分为三个阶段即收缩、收缩和收缩。
4、当零件上的加工表而与分型而垂直时应有斜度；当零件上的非加工表而与分型
面垂直时应有斜度。
5、热应力产生是由于
在热应力作用下铸件的厚壁或心部受应力，薄壁或表面层受应力。
6、铸件屮产生的裂纹分为、两种。杂质S、P都会使合金在铸造过程
中产生裂纹，其中S会使工件产生、P会使工件产生。（热脆性、冷脆
性）
7、生产球墨铸铁的关键是和o
影响铸铁石墨化的主耍因素是和o
8
车床床身
摩托车发动机
火车轮
自來水弯头
判断改错题（每题3分）
1、浇注温度是影响合金流动性和收缩的重耍因素，一般认为浇注温度越高，流动性好，收 缩小。
《金属工艺学》复习思考题（仅供参考）
第
名词解释
1、顺序凝固同时凝固
2、铸造
3、液态金属的充型
4、收缩 二、 填空（每空1分）
1、合金的铸造性能通常指的是合金的和o铸造性能不好会引
起、、、、等缺陷。
2、合金流动性通常用测定。影响合金流动性的主耍因素是,结晶
温度范围越宽合金的流动性越,铁碳合金流动性最好的是o

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。

金属工艺学各章节习题、综合测试题（含答案）金属工艺学各章节习题、综合测试题(含答案)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σb3．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d=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6.05×10－2m，断裂处直径为7.3×10－3m。

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σ=540MPab实际δ＝21％>国家标准规定δ=19%实际ψ= 46.8％>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。

第一章(p11)1、什么就是应力？什么就是应变？答:应力就是试样单位横截面的拉力;应变就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。

不就是,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、布氏硬度法与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,缺点就是测量费时,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。

其缺点就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。

库存钢材与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与含义就是什么?σb抗拉强度它就是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力、σs屈服点它就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-疲劳强度它就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冲击韧度它就是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。

HRC 洛氏硬度它就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 布氏硬度它就是指用钢球直径为10mm,载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。

HBW 布氏硬度它就是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。

第二章(p23)(1)什么就是“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。

第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。

(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。

(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。

(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。

(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。

(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。

(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。

(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。

(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。

(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。

(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。

(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。

(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。

(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。

(判断)5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。

(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。

(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。

(判断)9．在其他条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。

金属工艺学（二版）练习与思考题参考答案绪论第1~20章，共309题。

36页，约5。

4万字《金属工艺学》（二版）练习与思考题参考答案绪论0-1 性质是一门以机械制造工艺为主的综合性技术基础课。

主要内容是：（1）金属的力学性能、金属学基本知识、钢的热处理、金属材料、非金属材料、金属表面处理技术、工程材料的选用等。

（2）铸造、锻压、焊接、毛坯生产方法的选择等。

（3）金属切削基础知识、金属切削机床及其加工、精密加工与特种加工、零件生产的基本知识及加工方法的综合分析等。

0-2教育目标是：（1）了解常用机械工程材料的类别和用途，初步具有正确使用金属材料的能力。

（2）了解金属的常用热处理，主要冷、热加工方法的基本原理，工艺特点和应用范围，金属毛坯和零件的常用加工方法，初步具有选用热处理、使用毛坯和确定机械加工工艺路线的能力。

（3）了解机械产品制造过程、加工设备及工艺过程。

（4）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术、新设备及其发展趋势。

0-3 一般过程是根据设计图，进行工艺准备、材料、毛坯准备、进行热处理和切削加工、制得零件，经装配、检验、得合格机械产品。

毛坯制造方法有铸造、锻造、冲压、焊接和型材下料。

切削加工主要方法有车削、钻削、铣削、创削、磨削等。

0-4 （1）把课堂教学与实验、金工实习结合起来，联系生产实践，突出重点与应用；（2）学习工程材料要突出材料的类别与用途，学会正确使用材料；（3）学习冷、热加工基础要突出金属加工工艺特点和应用范围，学会正确选用毛坯和加工工艺路线；（4）利用金工实习、现场参观、电化教学、网络课程等条件，增加感性知识，理论联系实际，培养分析问题，解决问题的能力。

第一章金属的力学性能1-1 力学性能是材料在力作用下所显示的性能（又指金属在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能），主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。

常用强度根据是屈服点和抗拉强度；塑性判据是断后伸长率和断面收缩率；硬度判据是布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等；韧性判据是冲击吸收功；金属疲劳的判据是疲劳强度。

第一章金属学基础知识1．什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的指标有哪些？各用什么符号表示？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。

常用的强度指标有弹性极限σe、屈服点σs、抗拉强度σb。

塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力。

常用的塑性指标有断后伸长率δ和断面收缩率Ψ。

2．什么是硬度？HBS、HBW、HRA、HRB、HRC各代表用什么方法测出的硬度？各种硬度测试方法的特点有何不同？硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。

HBS：用淬火钢球作压头时的布氏硬度。

不能测试太硬的材料，一般在450HBS以上的就不能使用。

通常用于测定铸铁、有色金属、低合金结构钢等材料的硬度。

HBW：用硬质合金球作压头的布氏硬度。

用于测试硬度在650HBW以下的材料。

HRA：洛氏硬度，表示试验载荷588.4N（60KG），使用顶角为120度的金刚石圆锥压头试压。

用于硬度极高的材料，例如硬质合金。

HRB：洛氏硬度，表示试验载荷980.7N（100KG），使用直径1.59MM的淬火钢球试压。

用于硬度较低的材料，例如退火钢、铸铁等。

HRC：洛氏硬度，表示试验载荷1471.1N（150KG），使用顶角为120度的金刚石圆锥头试压。

用于硬度很高的材料，例如淬火钢等。

3．简述各力学性能指标是在什么载荷作用下测试的。

静载荷作用下测试：强度、塑性、硬度。

动载荷作用下测试：冲击韧度、疲劳强度。

4．试对晶体、晶格、晶胞、单晶体和多晶体作简要解释。

晶体：物质的原子都是按一定几何形状有规则地排列的称为晶体。

晶格：用于描述原子在晶体中排列规律的空间架格称为晶格。

晶胞：能够完整地反映晶格结构特征的最小几何单元，称为晶胞。

单晶体：如果一块晶体内部的晶格位向（即原子排列的方向）完全一致，称这块晶体为单晶体。

多晶体：由许多晶格位向不同的晶粒集合组成的晶体称为多晶体。

5．常见金属晶格类型有哪几种？试绘图说明。

金属工艺学第五版课后习题详解文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]《金属工艺》习题答案第一篇，第一章，P11页3、对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求答：硬度是指除了表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。

5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。

σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。

σ：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。

δ：延伸率，衡量材料的塑性指标。

αk：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。

HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。

HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。

第一篇，第二章，P23页2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响，细化晶粒的途径是是什么答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。

影响晶粒粗细的因素很多，但主要取决于晶核的数目，晶核越多，晶核长大的余地愈小，长成的晶粒越细，主要途径有：1、提高冷却速度，增加晶核数目；2、添加变质剂（孕育处理），增加外来晶核；3、热处理或塑性加工，固态金属晶粒细化；4、凝固时震动液体，碎化结晶的枝状晶。

第一篇，第三章，P29页3、碳钢在油中淬火，后果如何为什么合金钢通常不在水中淬火答：由于碳钢的淬透性较差，因此在油中淬火时，心部冷却速度较慢，可能得不到马氏体组织，降低了材料的力学性能。

对于合金钢，其淬透性较好，若在水中淬火，其整个截面将全部变成马氏体，内应力较大，容易产生变形及开裂。

5、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴。

发动机缸盖螺钉最终热处理有何不同答：钢锉的最终热处理为淬火+低温回火，其组织为低温回火马氏体，主要提高表面的硬度及耐磨性。

68、摆动辗压成形原理是什么？摆动辗压成形优点有哪些？
69、实际生产中哪些典型零件适用于液态模锻方法成形？液态模锻与压力铸造有哪些异同？
70、高能率成形的各种方法中有哪些共同特点？说明电液成形和电磁成形的基本原理。
71、充液拉深与传统拉深相比它具有哪些特点？
72、什么是聚氨酯成形？常用的聚氨酯成形工艺有哪几种？
10、有四个材料、外形完全一样的齿轮，但制作方法不同，试比较它们中哪种使用效果最好？哪种最差？为什么？
（1）铸出毛坯，然后切削加工成形；
（2）从热轧厚钢板上取料，然后切削加工成形；
（3）从热轧圆钢上取料，然后切削加工成形；
（4）从热轧圆钢上取料后锻造成毛坯，然后切削加工成形。
11、金属经冷变形后，组织和性能发生了哪些变化？分析加工硬化存在的利与弊。有何办法来消除加工硬化？
46、锻造比对锻件质量有何影响？锻造比越大，是否锻件质量就越好？锻造汽轮机转子轴一类重要锻件时，为什么要进行中间镦粗工序？
47、如图所示的两种砧铁上拔长时，效果有何不同？
48、预锻模膛和终锻模膛的作用有何不同？什么情况下需要预锻模膛？飞边槽的作用是什么？
49、各类模膛在同一块锻模上应如何布置？为什么？
81、叙述摩擦焊的基本原理并画出原理示意图，用基本原理解释摩擦焊是否可以焊非金属？
82、等离子弧焊的带电粒子流在运动过程中受到哪几种“压缩效应”的作用？详细解释这几种“压缩效应”。
83、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金在焊接时，各容易出现哪几种缺陷？如何预防？
84、在点焊2mm厚的结构钢板，焊点之间的距离选为10mm，该焊接工艺合理吗？为什么？
96、如下图所示用埋弧焊焊大直径环缝时，为什么焊丝和焊件中心线要偏离一定距离a？如果焊丝在焊件中心线的右侧偏离而不是左侧，焊接效果相同吗？为什么？

⾦属⼯艺学各章习题答案第⼀章习题答案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σb3．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6.05×10－2m，断裂处直径为7.3×10－3m。

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= 46.8％>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。

第一章（p11）1、什么就是应力？什么就是应变？答：应力就是试样单位横截面得拉力；应变就是试样在应力作用下单位长度得伸长量2．缩颈现象在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受得最大载荷时,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。

不就是，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、布氏硬度法与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,缺点就是测量费时,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.其缺点就是测得得硬度值重复性较差,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。

库存钢材与锻件用布氏硬度法检验。

5、下列符号所表示得力学性能指标名称与含义就是什么？抗拉强度它就是指金属材料在拉断前所能承受得最大应力、屈服点它就是指拉伸试样产生屈服时得应力。

规定残余拉伸强度疲劳强度它就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,此应力称为材料得疲劳强度. 应力它指试样单位横截面得拉力。

冲击韧度它就是指金属材料断裂前吸收得变形能量得能力韧性。

ＨRC 洛氏硬度它就是指将金刚石圆锥体施以１0０Ｎ得初始压力，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布氏硬度它就是指用钢球直径为10ｍｍ,载荷为300０Ｎ为压头测试出得金属得布氏硬度。

HＢW 布氏硬度它就是指以硬质合金球为压头得新型布氏度计。

第二章(p23)(1)什么就是“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)金属得晶粒粗细对其力学性能有什么影响?细化晶粒得途径有哪些？答：金属得晶粒粗细对其力学性能有很大影响。

习题与思考题(一)解释名词合金元素、固溶处理、红硬性、石墨化、孕育(变质)处理、球化处理、石墨化退火、时效硬化、回归、黄铜、锡青铜、巴氏合金。

(二)填空题1．按钢中合金元素含量，可将合金钢分为________________________，和__________________和_______________________几类(分别写出合金元素含量范围)。

2．合金钢按用途可分为______________、____________和____________。

3．20CrMnTi是____________钢，Cr，Mn的主要作用是________，Ti的主要作用是_____________，热处理工艺是_____________。

4．W18Cr4V是__________钢，含碳量是_______，W的主要作用是_________、Cr的主要作用是_________，V的主要作用是________。

热处理工艺是___________，最后组织是___________。

5．0Crl8Ni9Ti是__________钢，Cr，Ni和Ti的作用分别是_________ 、_________________和_______________。

6．拖拉机和坦克履带板受到严重的磨损及强烈的冲击，应选用_________钢，采用____________处理。

7．白口铸铁中碳主要以_____________的形式存在，灰口铸铁中碳主要以____________的形式存在。

8．普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为______状、_____状和_______状。

9．铸铁的基体有__________、___________、_____________三种．10．QT500-05牌号中，QT表示_________，数字500表示__________，数字05表示____________。

11．HT250是__________铸铁，250表示__________。