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吉林大学2004-2005第1学期材料成形技术基础课程考试试题答案页专业______ ___班级_______ ___学号__________姓名___ ______成绩____ ___三、填空（每空0.5分，共26分）1.( ) ( ) ( )2.( )3.( ) ( )4.( ) ( )5.( )6.( )7.( ) ( )8.( ) ( )9.( )10.( )( )11.( )12.( ) ( )13.( )14.( ) ( )15.( )16.( ) ( )17.( )18.( )( )19.( )20.( ) ( )21.( )22.( )23.( ) ( )24.( )25.( ) ( )26.( )( )27.( )28.( ) ( )29.( )30.( )31.( )32.()33.( ) ( )( )34.( )四、综合题（19分）1、绘制铸造工艺图（6分）图7手弧焊钢板焊接结构（2分）修改原因2、绘制自由锻件图，（5分）按顺序选择自由锻基本工序图8手弧焊不同厚度钢板焊接结构（2分）修改原因图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）修改原因图10管子的钎焊（2分）修改原因吉林大学2004-2005第1学期材料成形技术基础课程考试试题注：答案一律写在答卷页中规定位置上，写在其它处无效。
一、判断题（32分，每空1分。
正确的画“O”，错误的画“×”）1．过热度相同时，结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。
这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。
2．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。
3．采用同时凝固的原则，可以使铸件各部分的冷却速度趋于一致，这样既可以防止或减少铸件内部的铸造应力，同时也可以得到内部组织致密的铸件。
4．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。
铸件壁厚差越大，铸造应力也越大。
材料成型工艺及其在汽车工业中的应用一、概述材料成型工艺主要包括金属材料连接成型工艺、固态金属塑性成型工艺、液态金属成型工艺，是机械制造的主要组成部分，是现在工业生产技术的基础。
材料成型工艺在工程机械、动力机械、农用机械、家用电气制造业等行业中起着重要的作用。
特别是在汽车工业中的应用十分广泛，一辆汽车，无论是整车还是零部件，都要采用到材料成型工艺。
汽车制造的冲、焊、涂、整四大工序中有两道都是由材料成型所完成的。
总之，一辆汽车有80%~90%的部分是使用材料成型工艺生产的。
二、金属材料连接工艺①分类：铆接、胶接、焊接铆接：用铆钉将材料连接的成型工艺。
类似于用扣子扣起来。
图中剪刀双刃间的连接件就是铆钉，还有我们以前用的铁桶，提手部位也是铆接起来的。
别小看了铆接，飞机的很多部分都是铆起来的。
胶接就是用粘接剂将材料粘接成型，在机械行业中，多用于金属与非金属制件的连接。
焊接，则是我们日常生活中见得最多，也是生产中应用较为广泛的连接成型工艺，下面我讲着重对焊接进行讲解。
②焊接的定义焊接是通过加热、加压或加热加压，并且用或不用填充材料，是焊件达到原子间结合的一种加工方法。
因为焊件间原子间距非常小，接近晶格常数（3~5）×10-10m，因此焊件之间的连接是非常牢固的。
③焊接的优点节省材料与工时，相比铆接，焊接一般可以节约金属材料15%~20%。
能化大为小，拼小成大，一些大型设备，整体生产起来非常困难，但是可以分块制作，最后现场焊接安装。
适应性强，比如气密性要求高的储存设备就只能使用焊接方法制造。
可实现不同材料间连接成型。
可优化设计，节省贵重金属。
④焊接的分类焊接的分类是比较繁多的，但是根据接头形成机理可分为熔化焊，压力焊和钎焊三类。
⑤两种具有代表性的焊接方法介绍1.焊条电弧焊（SMAW）焊条电弧焊是用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法，即是利用焊条与焊件制件的电弧热将其融化，从而形成接头的焊接方法。
在焊接过程中，焊条药皮分解融化生成气体和熔渣，在气、渣的联合保护下，有效地排除了周围空气的有害影响，通过高温下熔化金属与熔渣之间的冶金反应，还原与净化金属，得到优质的焊缝。
吉林⼤学聚合物加⼯成型最终答案答案绪论作业1.材料的分类，材料的四要素以及它们之间的关系？答：材料⼀般分为⾦属材料、⽆机⾮⾦属材料、有机⾼分⼦材料（⾼分⼦材料）2.画图说明制造⾼分⼦材料的三个关键因素以及它们之间的关系。
3.区别塑料与橡胶的主要物理参数是什么？答：主要在于玻璃化温度，塑料的玻璃化温度⾼于室温，在室温下处于玻璃态，呈现塑性；橡胶的玻璃化温度低于室温，在室温下处于⾼弹态，呈现弹性。
4.热塑性弹性体的结构与性能特点，试举⼏种常⽤品种。
答：热塑性弹性体的分⼦结构中⼀部分或全部由具有橡胶弹性的链段所组成，⼤分⼦链之间存在化学或物理交联⽽成的⽹状结构，起补强作⽤，常温下显⽰橡胶的弹性；⽽⾼温下，受热的作⽤这种⽹状结构消失，呈现塑性，可按热塑性塑料的成型⽅法塑化成型，冷却下这种⽹状结构⼜复原。
很多场合可以取代橡胶应⽤。
主要品种有SBS、SIS、SEBS、聚烯烃共混物、热塑弹性体、弹性体合⾦，热塑性聚氨酯，热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺弹性体等。
5.涤纶、锦纶、晴纶和丙纶所对应的化学名称或英⽂缩写。
答：聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯（PET，涤纶），聚酰胺纤维（PA，锦纶或尼龙），聚⼄烯醇醛甲醛纤维（维纶），聚丙烯腈纤维（腈纶），聚⼄烯纤维，聚丙烯纤维（丙纶），聚氯⼄烯纤维（氯纶），聚氨酯弹性体纤维（氨纶）6..添加剂选⽤的基本原则。
答：1)与⾼分⼦化合物的配伍性.2)耐久性.3)加⼯适应性.4)制品性能的制约性.5)不同添加剂之间的相互作⽤性.6)经济性7.润滑剂属于何种添加剂？可以改善聚合物的何种性能？答：润滑剂属于功能性添加剂的改善表观形成的添加剂，主要是降低摩擦副的摩擦阻⼒、减缓其磨损的润滑介质。
润滑剂对摩擦副还能起冷却、清洗和防⽌污染等作⽤。
8.⾼分⼦材料的制造及成型加⼯流程；⾼分⼦化合物的成型加⼯过程。
9.⾼分⼦材料的特定温度包括哪些？各温度时，⾼分⼦材料所处的状态及特点怎样？答：玻璃化温度（T g）、粘流温度（Tf）——⽆定型聚合物、熔融温度（Tm）——结晶性聚合物、分解温度（Td）当⾼分⼦材料在T g以下时，处于普弹性状态（玻璃态），为坚硬的固体，受外⼒作⽤形变（普弹形变）很⼩，外⼒消失，形变可以⽴即恢复。
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本专业设两个专业方向，分别为金属成型及模具专业方向和塑料成型及模具专业方向。
材料成型及控制工程专业就业前景：材料成型及控制工程是材料、机械、控制、计算机等多学科交叉融合的工程技术专业，主要研究金属材料、非金属材料、超导材料、微电子材料及特殊功能材料的成型设备与工艺、成型过程的自动化与智能控制、质量检测和可靠性评价等。
随着各种新材料在各行各业中的广泛应用，加之我国新材料行业的产业结构调整与材料成型设备新技术的发展紧密相关，因此对既有材料科学知识，又能掌握材料成型设备设计和制造技术的高级科技人才的需求将有所增加。
材料成型及控制工程专业毕业生就业前景非常好,就业领域宽,可在机械、电子、电器、汽车、仪器仪表、能源、交通、航空航天等行业内从事材料和产品的研究与开发、工艺设计、模具设计与制造、质量检测、经营销售及管理工作或在相关的研究部门和高校从事科技研究和教学。
材料成型及控制工程专业在专业学科中属于工学类中的材料类，其中材料类共17个专业，材料成型及控制工程专业在材料类专业中排名第1，在整个工学大类中排名第3位。
截止到 201X年12月24日，60874位材料成型及控制工程专业毕业生的平均薪资为4138元，其中10年以上工资1000元，应届毕业生工资3113元，0-2年工资3686元，3-5年工资4604元，6-7年工资6376元，8-10年工资7917元。
材料成形原理材料成型与控制专业第一节气孔的种类•二、反应性气孔金属液和铸型之间或在金属液内部发生化学反应所产生的气孔，称为反应性气孔。
反应性气孔通常分布在铸件表面皮下1—3mm，表面经过加工或清理后，就暴露出许多小气孔，所以通称皮下气孔。
形状有球状、梨状。
另一类反应性气孔是金属内部化学成分之间或与非金属夹杂物发生化学反应产生的，呈梨形或团球形，均匀分布。
第二节气孔的形成机理•一、析出性气孔的形成机理•1．凝固时溶质再分配导致气孔形成。
在铸造过程中，金属凝固时，由于溶质再分配，在固液界面前沿有气体溶质的富集。
当气体浓度超过它的饱和浓度时，就容易析出气泡，该气泡若不能排除，保留下来就形成气孔。
•2．侵入性气孔的形成•将金属液浇入砂型中时，由于各种原因会产生大量的气体。
气体的体积随着温度的升高而增大，造成金属—铸型界面上的气压增大。
当界面上局部气体的压力足够大时，气体就能在铸件开始凝固的初期侵入金属液中成为气泡，气泡不能上浮逸出时就形成梨形气孔。
二、反应性气孔的形成机理•(一)金属与铸型间反应性气孔金属与铸型间反应性气孔的成因有三种说法：（1）氢气说（2）氮气说（3）CO说•1．氢气说通常金属液—铸型界面处气相中含有较高的氢，使金属液表层氢的浓度增加。
另外，凝固时液固界面前沿气体浓度易过饱和。
金属液—铸型界面处的化学反应在金属液表面产生的各种氧化物(如FeO、Al2O3、MgO等)以及铸铁中的石墨都能使气体附着，形成气泡。
液相中的氢等都向气泡扩散，使气泡沿枝晶间长大，形成皮下气孔。
•2．氮气说一些研究者认为，铸型或型芯采用各种含氮树脂做粘结剂，分解反应造成界面处气相氮气浓度增加。
提高树脂及乌洛托品含量，也会导致型内气相中氮含量增加，当氮含量达到一定浓度，就会产生皮下气孔。
•3．CO说一些研究者认为，金属与铸型表面处金属液与水蒸气或C0相互作用，使铁2液生成FeO，铸件凝固时由于结晶前沿枝晶内液相碳浓度的偏析，将产生反应[FeO]+[C]→[Fe]+[CO]↑CO气泡可依附晶体或非金属夹杂物形成，这时氢、氮均可扩散进入该气泡，气泡沿枝晶生长方向长大，形成皮下气孔。
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（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。
2011年吉林大学专业课复试真题（回忆版）《材料成型原理及工艺》1.铸件常见的凝固方式？影响铸件质量的因素有哪些？画出一般铸锭凝固组织示意图，如何消除柱状晶获得等轴晶？答:（1）逐层凝固方式: 纯金属、共晶合金或结晶温度范围很小的合金，铸件断面温度梯度很大，导致铸件凝固区很小或没有。
体积凝固方式: 合金结晶温度范围大或铸件断面温度梯度小，铸件凝固范围很大。
中间凝固方式: 铸件凝固范围介于逐层凝固方式和体积凝固方式之间。
（2）a.合金的化学成分。
纯金属和共晶合金，凝固温度区间（液相线和固相线温度差）为零，为逐层凝固方式；当合金凝固温度区间很大时，凝固范围宽，为体积凝固方式。
b.铸件断面温度梯度。
温度梯度小，易产生体积凝固方式。
（3）（a）向熔体加入强生核剂——孕育处理控制金属和合金铸态组织的重要方法之一是控制形核。
生产中主要采用孕育处理的方法，强化非均质形核。
（b）控制浇注条件1、采用较低的浇注温度试验及生产实践表明，降低浇注温度是减小柱状晶、获得细等轴晶的有效措施之一。
低温浇注的作用：（1）有利于游离晶及自由表面的晶粒雨更多地残存下来，减少被重新熔化的数量；（2）过热度小——易产生较多的游离晶粒。
但浇注温度不能过低，否则流动性降低——产生浇不足、冷隔、夹杂等。
最好通过试验确定合适的浇注温度。
2、采用合适的浇注工艺等轴晶来源于激冷游离晶，游离晶与液态金属流动密切相关。
凡是能够增加液流对型壁的冲刷和促进液态金属内部产生对流的浇注工艺均能扩大并细化等轴晶区。
2.产生铸造应力的原因，减小或消除的方法？答：1)产生原因：1.铸件在冷却过程中各部分冷却速度不同造成在同一时刻各部分的收缩量不同，在铸件内彼此相互制约的结果便产生热应力2.具有固态相变的合金，铸件各部分在冷却过程中由于散热和冷却条件不同，它们到达固态相变的温度的时间也不同，各部分相变程度也不同产生相变应力3.铸件在收缩过程中，因受到铸型、砂芯浇注系统和冒口等的机械阻碍而产生机械阻力应力。
