材料成型冶金传输原理期末考试重点贵州大学

上海应用技术学院 学年第 学期《冶金传输原理》考试（6）试卷课程代码: 学分: 考试时间: 分钟课程序号:班级： 学号： 姓名: 我已阅读了有关的考试规定和纪律要求，愿意在考试中遵守《考场规则》，如有违反将愿接受相应的处理。

试卷共 3 页，请先查看试卷有无缺页，然后答题。

一.选择题（不定向选择，每题2分，共20分）1.表面温度为常数时半无限平板的加热是属于：（1） 导热的第一类边界条件（2） 导热的第二类边界条件（3） 导热的第三类边界条件（4） 是属于稳态导热2. 动量、热量和质量传输过程中，他们的传输系数分别为：(1) ν, a, D (2) μ, a, D(3) ν, λ, kc (4) ν, λ, D3．在求解管内强制对流换热系数时，其定性温度选取：(1) 边界层平均温度 （2）壁面温度(3) 流体平均温度 (4) 以上三个都不对4．下列有关发射率和吸收率的描述正确的有：（1） 物体的吸收率只与自身的性质和温度有关。

（2） 物体的发射率只与自身的性质和温度有关。

（3） 物体的发射率和吸收率相等。

（4） 对于漫辐射表面，物体的单色吸收率和单色发射率相等。

5．已知Nu=αL/λ，Bi=αΣs/λ请问下面哪种描述是正确的。

（1）Nu 和Bi 是相同的。

（2）λ(Nu)与λ(Bi)是相同的。

（3）α和αΣ是一样的。

（4）λ(Nu)与λ(Bi)是不一样的。

6．关于薄材，下面的描述正确的有：（1） 物体很薄，就是薄材。

（2） 材料内部的温差很小可以近似地看成薄材。

（3） 工程上把Bi<0.1的物体称为薄材。

（4） 以上三个都不对7．关于大空间自然对流，下面的准数方程正确的有：（1） m C Nu Re = （2）n Gr C Nu )(Re =（3）n C Nu Pr)(Re = （4）n m Gr C Nu Re =8.关于角系数，下列描述正确的有：（1） 角系数是一个纯几何量（2） 角系数与物体的温度有关（3） 角系数与物体的黑度有关（4） 非自见面的角系数为零9．斯坦顿准数St 的正确表达式是： (1) υραp C St = (2) St=C f /2(3) St=Nu/(Re ×Pr) (4) St=Nu/(Re ×Sc)10．下面哪些对分子扩散的描述是错误的：（1） 扩散组元A 的分子总是从高浓度区向低浓度区扩散。

PS：各位备考兄台，由于时间有限，这里只将本次材料成型原理考试的最重要的内容做了一个小结，细节部分仍需看教材，这里仅包含老师点过的重点，如有遗漏欢迎补充，并分享。

By Jerry Wei2009年光棍节巨献材料成型基本原理重点考试内容总结第一章液态金属的结构和性质1）液态金属的特征：近程有序，而远程无序。

2）物质或系统的能量总是趋向保持最小状态，是自然界的普遍规律。

3) 金属内部的三大起伏极其特征：液态金属中处于热运动的原子的能量有高有低，同一原子的能量也在同一时间随时间不停地变化，时高时低，这种现象叫做“能量起伏”。

液态金属是由大量不停游动着的原子团簇组成，団簇内为某种有序结构，団簇周围是一些散乱无序的原子，这种现象叫做“结构起伏”。

由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易结合在一起，把别的原子排挤到别处，表现为游动原子团之间存在成份的差异，而这种局域成份不均匀性随原子热运动在不时发生着变化，这一现象称为“浓度起伏”。

4）表面张力是表面平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。

5）表面张力大小可以用湿润角来表示，湿润表示两物体间的亲和力大，反之，亲和力小，当角度小于90度时候，表现为湿润，大于90度时为不湿润。

6）液态金属的流动性随着结晶温度范围的增大而下降。

7）影响铸型冲型能力的因素：第一，金属性质方面的因素。

第二，铸型性质方面的因素。

第三，浇注条件的因素。

第四，铸件结构方面的因素。

教材358）热流密度：单位时间内通过单位面积的热量。

9）热传导过程中的热流密度的大小于该部位的温度梯度成正比。

10）铸件的凝固方式的分类：根据固液相区的宽度，分为逐层凝固，中间凝固以及体积凝固方式。

11）当温度梯度很大时候，固液相区的较窄，合金近逐层凝固方式，当温度较为平坦时候，近体积凝固方式。

12）焊接中温度场的特点：第一，焊接温度增加，焊接场的能量增加。

第二，焊接温度增加，焊接场越宽。

简答题1实际液态金属的结构实际金属和合金的液体由大量时聚时散、此起彼伏游动着的原子团簇、空穴所组成，同时也含有各种固态、液态或气态杂质或化合物，而且还表现岀能量、结构及浓度三种起伏特征，其结构相当复杂。

2 液态金属表面张力的影响因素1）表面张力与原子间作用力的关系：原子间结合力uO T-表面内能T P表面自由能T-表面张力T2）表面张力与原子体积（S3成反比，与价电子数Z 成正比3 ）表面张力与温度：随温度升高而下降4 ）合金元素或微量杂质元素对表面张力的影响。

向系统中加入削弱原子间结合力的组元，会使uO减小，使表面内能和表面张力降低。

3简述大平板铸件凝固时间计算的平方根定律T =2/K2，即金属凝固时间与凝固层厚度的平方成正比。

K 为凝固系数，可由试验测定。

当凝固结束时，E为大平板厚度的一半。

4铸件凝固方式的分类（3分）根据固、液相区的宽度，可将凝固过程分为逐层凝固方式与体积凝固方式（或糊状凝固方式）。

当固液相区很窄时称为逐层凝固方式，反之为体积凝固方式。

固液相区宽度介于两者之间的称为中间凝固方式”。

5简述Jackson因子与界面结构的关系Jackson因子a可视为固一液界面结构的判据：凡aW2勺物质，晶体表面有一半空缺位置时自由能降低，此时的固一液界面形态被称为粗糙界面，大部分金属属于此类；凡属a >5的物质凝固时界面为光滑面，有机物及无机物属于此类；a =2〜5的物质，常为多种方式的混合，Bi、Si、Sb等属于此类。

6试写出固相无扩散，液相只有有限扩散”条件下成分过冷”的判据，并分析哪些条件有助于形成成分过冷”。

固相无扩散，液相只有有限扩散”条件下成分过G m L C°（1-K。

）—< --------------------冷”的判据：R D L K o下列条件有助于形成成分过冷”：（1）液相中温度梯度G L小，即温度场不陡。

⑵晶体生长速度快（R大）。

（3）液相线斜率m L大。

名词解释1溶质平衡分配系数；特定温度T*下固相合金成分浓度C*S与液相合金成分C＊L达到平衡时的比值。

2缩孔：纯金属火共晶合金铸件中最后凝固部位形成的大而集中的孔洞;缩松：具有宽结晶温度温度范围的合金铸件凝固中形成的细小而分散的缩孔；3沉淀脱氧：将脱氧元素（脱氧剂）溶解到金属液中以FeO直接进行反应而脱氧,把铁还原的方法.4均质形核：形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，所以也成“自发形核”(实际生产中均质形核是不太可能的)非均质形核:依靠外来质点或型壁界面而提供的衬底进行生核过程，亦称“异质形核”或“非自发形核”。

5.简单加载：是指在加载过程中各应力分量按同一比例增加，应力主轴方向固定不变。

6.冷热裂纹:冷裂纹是指金属经焊接或铸造成形后冷却到较低温度时产生的裂纹，热裂纹是金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的开裂现象7.最小阻力定律：当变形体质点有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。

填空1。

动力学细化四个内容：铸型振动、超声波振动、液相搅拌、流变铸造2.铸件宏观凝固组织一般包括表层细晶粒区、中间柱状晶区和内部等轴晶区三个不同的形态的晶区3.细化铸件宏观凝固组织的措施有合理地控制浇注工艺和冷却条件、孕育处理、动力学细化等三个方面4.微观偏析的两种主要类型为晶内偏析与晶界偏析，宏观偏析按由凝固断面表面到内部的成分分布，有正常偏析与逆偏析两类5。

铸造过程中的气体主要来源是熔炼过程和浇注过程和铸型6.我们所学的特殊条件下的凝固包括快速凝固和失重条件下凝固和定向凝固7。

液态金属（合金）凝固的驱动力由过冷度提供,而凝固时的形核方式有：均质形核和非均质形核两种8.晶体的生长方式有连续生长和台阶方式生长两种9.凝固过程的偏析可分为：微观偏析和宏观偏析两种10.液体原子的分布特征为：长程无序，短程有序,即液态金属原子团的结构更类似于固态金属11.Jakson因子α可以作为固液界面微观结构的判据，凡α〈=2的晶体，其生长界面为粗糙，凡α〉5的晶体，其生长界面为光滑12.液态金属需要净化的有害元素包括碳氧硫磷13.塑形成形中的三种摩擦状态分别是干摩擦、流体摩擦、边界摩擦14.对数应变的特点是具有真实性、可靠性、和可加性15。

1、金属三种晶格类型：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。

2、晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷。

位错属于线缺陷。

3、材料抵抗外物压入其表面的能力称为硬度。

HRC表示洛氏硬度，HB表示布氏硬度，HV维氏硬度4、金属塑性加工性能用塑性和变形抗力衡量。

5、铸造应力分为：热应力和机械应力。

其中热应力属于残余应力。

6、单相固溶体压力加工性能好，共晶合金铸造加工性能好。

7、金属经过冷塑性变形后强度提高，塑性降低的现象称为形变强化。

8、铸造性能是指：流动性和收缩性。

9、板料冲压成形基本工序：分离工序和成形工序两大类。

10、工艺选择四条基本原则：①使用性能足够原则②工艺性能良好原则③经济性能合理原则④材料、成形工艺、零件结构相适应原则。

11、HT200是灰铸铁材料，其中200表示：最低抗拉强度为200MPa。

12、确定钢淬火加热温度的基本依据是：Fe-3C相图。

13、为保证铸造质量，顺序凝固适合于：缩孔倾向大的铸造合金。

14、锤上锻模时，锻件最终成型是在终锻模膛中完成的，切边后才符合要求。

15、材料45钢、T12、20钢、20Gr.中，焊接性能最好的是20钢（含碳量越高，焊接性能越差）16、机床床身用灰铸铁铸造成型17、固溶体分为：置换固溶体和间隙固溶体18、金属件化合物：正常价化合物、电子化合物、间隙化合物。

19、塑性衡量：伸长率和断面收缩率。

20、晶粒大小：①常温下晶粒越小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。

②晶粒大小与形核率和长大速度有关③影响因素：过冷度和难溶杂质④细化晶粒：增大过冷度，变质处理。

机械搅拌21、单相固溶体合金塑性好，变形抗力好，变形均匀，不易开裂，加工性能好22、单相固溶体塑性变形形式：滑移和孪生23、退火：目的：1,、降低硬度，改善切削加工性2、消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与开裂倾向3、细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

完全退火：适用于亚共析钢，锻件及焊接件。

加热到Ac3以上使奥氏体化，作用：使加热过程中造成的粗大不均匀组织均匀细化，降低硬度，提高塑性，改善加工性能，消除内应力。

材料成型基本原理期末考试一、题目解析1.1 题目背景材料成型是指通过加工和改变材料的形状、结构和性能，将材料转化为所需产品的过程。

材料成型基本原理是材料工程学中的重要内容，对于理解材料的性质和制备过程具有关键意义。

本次期末考试旨在考察学生对材料成型基本原理的理解和掌握程度，以检验其对材料工程学知识的灵活运用能力。

1.2 题目要求本次期末考试分为两个部分，共计四道题目。

结构如下：•第一部分：选择题，包括单选题和多选题。

•第二部分：解答题，要求对题目进行详细解答。

二、选择题部分2.1 单选题1.材料成型的基本原理是指（）a.获得理想材料的制备方法b.通过加工和改变材料的形状、结构和性能来制备材料c.确定材料的使用条件d.材料在特定条件下的物理、化学和机械性能的变化2.下列哪一项不属于常见的材料成型方法（）a.压力成型b.粉末冶金c.离子掺杂d.热处理3.下列哪种常见材料成型方法主要用于金属类材料（）a.挤压b.注塑c.热压d.拉伸4.在注塑成型方法中，下列哪一项不属于注塑机的组成部分（）a.锁模机构b.注射系统c.温控系统d.冷却系统2.2 多选题1.下列哪些材料成型方法适用于聚合物材料（）a.注塑b.热压c.真空吸塑d.高温火焰喷射2.材料成型的基本原理包括（）a.加工和改变材料形状的方法b.改变材料结构和性能的途径c.制备理想材料的过程d.材料使用条件的确定三、解答题部分3.1 问题一请简要描述选择注塑成型方法的优点和适用范围。

3.2 问题二请解释挤压成型方法的基本原理，并结合实际案例说明其应用。

3.3 问题三请以铸造成型方法为例，简要介绍其工艺流程，并分析铸造成型方法的局限性。

3.4 问题四请说明粉末冶金成型方法的特点和应用领域。

四、答题要求1.答题过程中应注意合理组织答案结构，条理清晰，语句通顺。

2.对于解答题，应结合相关理论进行阐述，并加以实际案例或具体数据支持。

3.题目要求的解答字数范围为200-300字。

材料成型技术期末考试复习题材料成型技术是一门研究材料在加工过程中的物理、化学变化及其对材料性能影响的学科。

以下是材料成型技术期末考试的复习题，供同学们复习时参考。

一、选择题1. 材料成型技术主要研究的是材料在加工过程中的哪些方面？A. 物理变化B. 化学变化C. 物理和化学变化D. 材料性能2. 下列哪项不是材料成型过程中常见的成型方法？A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 喷涂3. 材料成型过程中，影响材料性能的主要因素有哪些？A. 成型温度B. 成型速度C. 成型压力D. 所有选项都是4. 材料成型技术中，热处理的目的是什么？A. 提高材料的硬度B. 改善材料的韧性C. 改变材料的微观结构D. 所有选项都是5. 在材料成型技术中，哪个参数对材料的成型质量影响最大？A. 成型温度B. 成型速度C. 成型压力D. 材料成分二、填空题1. 材料成型技术中的铸造方法包括_______、_______和_______。

2. 锻造是一种通过_______改变材料形状的方法。

3. 焊接是通过_______将两个或多个材料连接在一起的过程。

4. 材料成型过程中，_______是影响材料成型质量的关键因素。

5. 材料成型后，通常需要进行_______以改善材料的性能。

三、简答题1. 简述材料成型技术中铸造、锻造和焊接三种成型方法的特点。

2. 论述材料成型过程中温度控制的重要性及其对材料性能的影响。

3. 描述材料成型后的热处理过程及其对材料性能的改善作用。

四、论述题1. 论述材料成型技术在现代制造业中的应用及其重要性。

2. 分析材料成型过程中可能出现的问题及其解决方案。

五、计算题1. 假设有一块长方体材料，其长、宽、高分别为L、W、H，密度为ρ。

请计算该材料的体积和质量。

2. 如果该材料在成型过程中需要加热至T℃，已知材料的比热容为Cp，请计算加热过程中所需的热量。

以上是材料成型技术期末考试的复习题，希望同学们能够认真复习，掌握材料成型的基本原理和方法，以便在考试中取得好成绩。