材料成型期末复习内容.docx

第一早1・铸件的凝固方式有：逐层凝固糊状凝固屮间凝固2•合金的结晶温度范围越小，凝固区越窄，趋向于逐层凝固。

3.液态金屈木身的流动性能力称为流动性。

4.液态合金充满型腔，获得形状完整，轮廓清晰的铸件的能力，称为充型能力。

5.影响合金流动性的因素：1.合金的种类2.合金的成分3.浇注的条件4.铸型的填充条件6•灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铝次之，铸钢的最差7.收缩是铸造合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象。

&缩孔是在铸件最后凝固的部分形成容积较大而且集中的空洞9 •缩松是细小而分散的空洞。

10.定向凝固（顺序凝固）在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，在远离冒口的部分安放冷铁，是铸件上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。

11.热应力主要是铸件冷却中，由于冷却速度不同而引起不均衡收缩所产生的应力。

12.—般铸件冷却到弹性状态后，收缩受阻才会产生收缩应力，而且收缩应力表现为拉应力或切应力。

13•同时凝固：要求铸件各部分无温差或温差尽量小热裂纹的特征是裂纹短，缝隙较宽，形状曲折，裂口表面氧化较严重15.冷裂的特征是裂纹较小，呈直线状，具有金属光泽。

第二章1.铸铁按碳存在形式分为：口口铸铁（渗碳体）、灰口铸石铁（墨）、麻口铸铁（石墨跟渗碳体）2.灰铸铁的显微组织一般是曲珠光体、珠光体■铁索体、铁索体的集体上分布着片状石墨组成3.铸铁的基体性能优于钢4.灰铸铁摩擦面上形成大量显微凹坑，能起储存润滑作用，是摩擦副内保持油膜的连续性。

5.HT100：抗拉强度为100MPA的灰铸铁QT400-18：最低的屈服强度为400MPA,最低断后延伸率18%的球墨铸铁KTZ450-06:最低的屈服强度为450MPA,最低断后延仲率6%的可锻铸铁ZG200-400:屈服强度最小值200MPA,抗拉强度最小值400MPA的碳素铸钢可锻铸铁不可锻6•铸造黄铜是以锌为主要合金元索的铜基合金，只能铜、锌两个元索构成的黄铜称为普通黄铜。

材料成型复习题(答案)一、1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。

落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边是废料；冲孔则相反。

2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的结合和扩散作用牢固的连接起来，形成永久性接头的过程。

3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺4．缩孔、缩松液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。

5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。

直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。

6 自由锻造：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。

模型锻造：它包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成型过程。

7.钎焊：利用熔点比钎焊金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件连接起来的一种方法。

8.金属焊接性：金属在一定条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性。

9，粉末冶金：是用金属粉末做原料，经压制后烧结而制造各种零件和产品的方法。

二、1、铸件中可能存在的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔三种。

2、金属粉末的基本性能包括成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。

3、砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。

一、名词解释1.充型能力——液态金属充满型腔的能力。

2.均质形核——在没有外来界面的均匀熔体中形核的过程。

3.溶质再分配——液态金属从形核到完全凝固过程中，固液两相不断进行着溶质元素的交换。

4.析出性气孔——液态金属冷却过程中，因气体溶解度下降，析出的气体来不及逸出而产生的气孔。

5.焊接接头——主要由焊缝、熔合区、热影响区、母材组成。

6.T8/5——金属元素从800℃降到500℃所需的时间。

7.过渡系数——熔敷金属中的实际含量与原始含量之比。

8.熔合比——焊缝中未熔化母材所占比例。

9.体积力——与变形体内各质点质量成正比的力。

10.应力张量——表示应力状态的九个分量构成一个二阶张量。

11.塑性——固体材料在外力作用下发生的永久变形，而不被破坏其完整性的能力。

12.屈服准则——描述不同应力下变形体有弹性状态进入塑性状态，并持续塑性状态所必须遵循的条件。

13.本构方程——塑性变形过程中表示应力状态与应变状态的数学关系式。

二、选择题1.下列哪一项不是液态金属的凝固过程起伏状态（ D ）。

A.能量起伏B.结构起伏C.成分起伏D.组织起伏2.下列不属于影响液态金属表面张力的因素是（ A ）。

A.化学成分B.温度C.熔点D.溶质元素3.异质形核速率与下列哪种方式无关（ B ）。

A.过冷度B.合金成分C.基底形态D.界面4.成分过冷引起的原因是（ C ）。

A.温度梯度B.平衡系数C.溶质再分配D.成分过冷度5.铸件的性能要求具备明显的方向性，应选择（ C ）组织。

A.平面晶B.胞状晶C.柱状晶D.等轴晶6.液态金属内部或与铸型之间发生化学反应而产生的气孔，成为（ B ）。

A.析出性气孔B.反应性气孔C.侵入性气孔D.缩孔7.下列关于熔焊、压焊和钎焊的说法错误的是（ D ）。

A.熔焊最有利于实现原子间的结合，是金属焊接的最主要方法。

B.使用熔点高于450℃的钎料进行的钎焊成为硬钎焊。

C.熔焊和钎焊微观上相同的，都在连接处形成共同晶粒。

工程材料及成型技术复习要点第二章材料的性能1、材料静态、动态力学性能有哪些？静态力学性能有弹性、刚性、强度、塑性、硬度等；动态力学性能有冲击韧性、疲劳强度、耐磨性等。

2、材料的工艺性能有哪些？工艺性能有铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。

3、钢制成直径为30mm的主轴，在使用过程中发现轴的弹性弯曲变形过大用45钢，试问是否可改用40Cr或通过热处理来减少变形量？为什么？答：不可以；因为轴的弹性弯曲变形过大是轴的刚度低即材料的弹性模量过低和轴的抗弯模量低引起的。

金属材料的弹性模量E主要取决与基体金属的性质，与合金化、热处理、冷热加工等关系不大（45钢和40Cr弹性模量差异不大）。

4、为什么疲劳裂纹对机械零件存在着很大的潜在危险？第三章金属的结构与结晶1、金属常见的晶体结构有哪些？体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。

2、实际金属的晶体缺陷有哪些？它们对金属的性能有何影响？有点缺陷、线缺陷、面缺陷；点缺陷的存在（使周围原子间的作用失去平衡，原子需要重新调整位置，造成晶格畸变，从而）使材料的强度和硬度提高，塑性和韧性略有降低，金属的电阻率增加，密度也发生变化，此外也会加快金属中的扩散进程。

线缺陷也就是位错，位错的增多，会导致材料的强度显著增加；但是，塑性变形主要位错运动引起的，因此阻碍位错运动是金属强化重要途径。

面缺陷存在，会产生晶界和亚晶界，其原子排列不规则，晶格畸变大，晶界强度和硬度较高、熔点较低、耐腐蚀性较差、扩散系数大、电阻率较大、易产生內吸附、相变时优先形核等。

3、铸锭的缺陷有哪些？有缩孔和疏松、气孔、偏析。

4、如何控制晶粒大小？增大过冷度、变质处理、振动和搅拌。

5、影响扩散的因素有哪些？温度、晶体结构、表面及晶体缺陷（外比内快）。

间隙、空位、填隙、换位四种扩散机制6、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？柱状晶区是由外往内顺序结晶的，组织较致密，有明显的各向异性，进行塑性变形时柱状晶区易出现晶间开裂。

材料成型期末复习总结— by JUCICCH1绪论材料成型定义：借助于某些非切除性加工方法对材料进行加工获得所需要的零件或毛坯的方法。

材料加工方法：切除加工、成形加工、表面成形加工、热处理加工。

1、凝固成形问题和发展概况凝固成形：充填铸型（机械过程）、冷却凝固（热过程）○1凝固组织的形成与控制○2铸造缺陷的避免与控制○3铸件尺寸精度和表面粗糙度的控制。

凝固成形缺陷：缩孔，疏松，气孔，裂纹，夹杂物，冷隔。

2、塑性成形问题和发展概况塑性定义：指固体材料在外力作用下发生永久形变而不破坏其完整性的特性。

塑性成形：利用材料的塑性使其成形的工艺。

塑性指标：延伸率、断面收缩率。

金属塑性成形分类：○1体积成形，如锻造、挤压○2平面成形，如冲裁、弯曲、拉深。

3、焊接成形问题和发展概况定义：利用各种形式的能量使被连接的表面产生原子（分子）间的结合而成为一体的成形加工方法。

类型：熔焊、固相焊、钎焊（即锡焊）。

残余应力、残余变形。

缺陷：裂纹、未焊透、气孔、夹渣。

4、表面成形的基本问题和发展概况表面涂层技术和表面改性技术。

CH2 材料凝固理论(一)材料凝固概述定义：将固体材料加热到液态，然后使其按规定的尺寸、形状及组织形态再次冷却至固态的过程。

(二)凝固的热力学基础(三)形核自发形核形核功非自发形核—形核剂—晶粒的细化剂(四)生长(五)溶质再分配微观偏析宏观偏析(六)6(七)7(八)凝固成形的应用1.铸造生产过程中的凝固控制○1充型能力控制充型能力：液态金属充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。

充型能力与金属本身的流动能力（钢、铜、铝）、铸型性质（砂型、金属型）、铸件结构（形状复杂程度）及浇注条件（温度速度、浇注系统）有关。

缺陷：缩孔，缩松（冒口、冷铁），变形（使冷却速度均匀），组织偏析（控制结晶及晶格长大），裂纹（使冷却速度均匀），夹渣，气孔（干燥，排气），冷隔（改进浇注条件）。

○2收缩控制液态收缩，凝固收缩，固态收缩。

铸造1铸造：将液态金属浇注到具有与零件形状及尺寸相适成的的铸型空腔屮，待冷却凝岡f获得一定形状和性能的零件或毛坯的方法。

2合金的铸造性能：合金在铸造生产中表现岀来的工艺性能。

3合金的充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得尺、r正确，形状完整，轮廓清晰的铸件的能力。

4合金充型能力的影响因素：合金的流动性、浇注温度（高温fli炉、低温浇铸）、充型压力、铸型条件（结品温度范围越快，流动性越好，一般优先选择共品结品）。

影响合金流动性的因素：影响液态合金在铸型屮保持流动的吋间和流动速度的因素，如金属本身的化7:成分，温度，杂质含朵等，不同的结晶特点，在液态合金屮凡能形成菇熔点夹杂物的元素，均会降低介金流动性，凡能形成低熔点化介物且降低合金液黏度的元素，都能提高介金的流动性。

5合金的收缩：收缩三过程：｛［液态收缩（浇注温度冷却至液ffl线温度）、凝固收缩（液相线冷却至固相线）、］表现为合金体积的收缩，用体积收缩率表示，是铸件产生缩孔缩松的主要原冈｝、｛固态收缩（固相线冷却至室温），表现为铸件各个方14上线尺寸的缩减，川线收缩率表示，是铸件产生（A）应力、变形和裂纹的基本原因｝;影响因素：化学成分、浇注温度、铸型结构与铸型条件。

6防缩孔措施及实现措施：措施：控制铸件的凝同次序，使逐渐实现顺序凝同（使逐渐按照递增的温度梯度方向从一个部分到另一个部分依次凝凼）；方注：可能出现缩孔的热节处增没胃口或者冷铁，使铸件远离口的部位先凝固，然后靠近胃口部位凝固，最后口本身凝岡。

7铸造内应力：热应力，机械应力。

8热应力：由子铸件壁厚不均匀、各部分冷却速度不一致，使铸件在同一时期内各部分收缩不一致引起；预防措施：设计铸件结构时使铸件的璧厚均匀，并在铸造工艺上采川同时凝固原则（从工艺上采取必耍措施，是铸件各部分冷却速度尽量一致；具体方法就是讲浇口开在铸件的薄壁处，以减小该处的冷却速度，而在厚壁处可放置冷铁以加快K冷却速度）。

9气孔形式及防止措施：析出气孔，反应气孔、侵入气孔防止措施：1）尽量减少气孔來源2）增大砂型的透气性3）增加除气与排气装置10孕育处理过程首先熔炼出碳硅含fi低的高温原铁水，然P将块度为3~10mm3的小块或粉末状孕育剂均匀的撒到出铁槽或浇包屮，由出炉的高温铁水将孕育剂冲熔，外被吸收后搅拌, 扒渣，然后进行浇注。

一、填空题1、材料成形方法：除去加工法、连接加工法、变形加工法、液态及粉木成形加工法2、自然界的物质呈现出三种状态：固态、气态、液态，这三种状态之间变化时都发生着相变，例如：由气态转变为液态将产生气相=液相的相转变；由气态转变为固态将产生________ 的相转变；由液态转变为气态将产生_____ 的相转变；由液态转变为固态将产生_______ 的相转变；由固态转变为气态将产生_____ 的相转变；由固态转变为液态将产生_______ 的相转变。

P83、由金属熔化过程的分析可知，纯金属的液态结构由：原子集团、游离原子和空穴组成。

P114、影响液态金属表面张力的因素主要冇：熔点、温度、溶质元素。

P165、液态成形是将熔化的金属或合金在重力或其他外力的作用下注入铸型的型腔内，待其冷却凝固后获得与型腔形状相同的铸件的一种成形方法，主要成形方法冇：重力铸造、压力铸造、离心铸造等。

P236、晶体宏观长大方式取决于界面前方液体中的温度分布，即温度梯度。

在结晶界面前方存在两种温度梯度，即正温度梯度和负温度梯度，当温度梯度为正时，品体以平血方式长大，当温度梯度为负时，晶体以树枝晶方式长大。

P457、铸件典型的宏观组织冇表面细晶粒区、柱状晶区、内部等轴晶区。

P878、在金属铸造过程中，按气体來源不同，气孔可分为三类，分别是析出性气孔、浸入性气孔、反应性气孔；按照气体种类，气孔可分为三类，分别是___________ 、 _________ 和_________ ； P959、液态金属在凝固过程中发生的化学成分不均匀现象称为___________ ,根据出现的范围不同，主要分为__________ 和 ________ 两大类。

P11410、_________________________________________________________ 铸件在冷却过程中产生的应力，按产生的原因可分为_______________________________________________ 、__________ 和_________ 三类。

材料成型原理复习总结名词解释：1溶质平衡分配系数：定义为特定温度卜固相合金成分浓度与液相合金成分浓度达到平衡时的比值。

2液态金属的充型能力:充型过程中，液态金属充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰的铸件的能力。

3孕育处理：是在浇注之前或者浇注过程中向液态金属中添加少量物质以达到细化晶粒，改善宏观组织目的的一种工艺方法。

4最小阻力定律：当变形体质点冇可能沿不同方向移动时，则物体各质点将沿着阻力最小的方向移动。

5金属的超塑性：所谓超常的塑性变形行为，具有均匀变形能力，其伸长率可以达到百分之几百，甚至几千，这就是金属的超塑性6定向凝固原则：就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近你冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。

7偏析：合金在凝固过程屮发生的化学成分不均匀的现象称为偏析。

8平衡凝固：是指液，固相溶质成分完全达到平衡状态图对应温度的平衡成分。

9相变应力：貝有固态相变的合金，若各部分发生相变的时刻及相变的程度不同，其内部就可能产生应力，这种应力就成为相变引力。

10晶体择优生长：在发展成为柱状晶组织的过程中需要淘汰取向不利的晶体，这个互相竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的择优生长。

简答题1 •简述金属压力加工（塑性成形）的特点和应用。

答：1生产效率高。

（适用于大批量生产）2.改善了金属的组织和结构（钢锭内部的组织缺陷经塑性变形后组织变得致密，夹杂物被击碎；与机械加工相比，金属的纤维组织不会被切断，因而结构性能得到提高）3材料的利用率高（无切削，只冇少量的工艺废料，因此利用率高）4尺寸精度高（精密锻造，精密挤压，精密冲裁零件，可以达到不需要机械加工就可以使用的程度）应用：金属的塑性加工在汽车，拖拉机，船舶，兵器，航空和家用电器等行业都有广泛的应用。

2.什么是缩孔和缩松？请分别简述这两种铸造缺陷产生的条件和基本原因。

答：铸件在凝同的过程屮，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞•容积大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。

第一章绪论1、现代制造过程的分类（质量增添、质量不变、质量减少）。

2、那几种机械制造过程属于质量增添（不变、减少）过程。

（1) 质量不变的基本过程主要包含加热、融化、凝结、锻造、锻压（弹性变形、塑性变形、塑性流动）、灌溉、运输等。

（2）质量减少过程资料的 4 种基本去除方法：切削过程；磨料切割、喷液切割、热力切割与激光切割、化学腐化等；超声波加工、电火花加工和电解加工；落料、冲孔、剪切等金属成形过程。

（3）资料经过渗碳、渗氮、氰化办理、气相堆积、喷涂、电镀、刷镀等表面办理及快速原型制造方法属于质量增添过程。

第二章液态金属资料锻造成形技术过程1、液态金属冲型能力和流动性的定义及其权衡方法液态金属充满铸型型腔，获取形状完好、轮廓清楚的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力，简称液态金属的充型能力。

液态金属的充型能力往常用铸件的最小壁厚来表示。

液态金属自己的流动能力称为“流动性”。

液态金属流动性用浇注流动性试样的方法来权衡。

在生产和科学研究中应用最多的是螺旋形试样。

2、影响液态金属冲型能力的要素（金属性质、铸型性质、浇注条件、铸件构造）（1）金属的流动性：流动性好的液态金属，充型能力强，易于充满薄而复杂的型腔，有益于金属液中气体、杂质的上调并清除，有益于对铸件凝结时的缩短进行补缩。

流动性不好的液态金属，充型能力衰，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺点。

（2）铸型性质：铸型的蓄热系数 b( 表示铸型从此中的金属液汲取并储藏在自己中热量的能力)愈大，铸型的激冷能力就愈强，金属液于此中保持液态的时间就愈短，充型能力降落。

（3）浇注条件：浇注温度对液态金属的充型能力有决定性的影响。

浇注温度越高，充型能力越好。

在必定温度范围内，充型能力随浇注温度的提升而直线上涨，超出某界线后，因为吸气，氧化严重，充型能力的提升幅度减小。

液态金属在流动方向上所受压力( 充型压头 ) 越大，充型能力就越好。

但金属液的静压头过大或充型速度过高时，不单发生发射和飞溅现象，使金属氧化和产生”铁豆”缺点，并且型腔中气体来不及排出，反压力增添，造成“浇不足”或“冷隔”缺点。