合工大材料成型复习题
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《材料成形原理》阶段测验(第二章)班级: 姓名: 学号 成绩: 1、右图为半无限大平板铸件凝固过程的一维不稳定温度场示意图。
写出下列参数的含义:λ1 为:铸铸铸铸铸铸 c 1 为:铸铸铸铸铸铸 ρ1为: 铸铸铸铸T 10为: 铸铸铸铸铸铸铸铸铸铸铸铸铸铸铸2222ρc λa 为:铸铸铸铸铸铸铸2、判断正误(划√或×)(1)随凝固时间的延长,铸件温度场的温度梯度铸件变小。
( √ )(2)其它条件相同,铸件温度场的温度梯度在湿砂型中小于干砂型中的温度梯度。
(× )(3)金属型的蓄热系数小于砂型的蓄热系数。
( × )(4)其它条件相同,不锈钢焊件的400℃的等温椭圆面积小于铝焊件的相应椭圆面积。
(× )(5)随铸件断面温度梯度的增大,相同合金铸件越趋向于体积凝固方式。
( × )(6)其它条件相同,焊件板材厚度越大,焊件温度场的等温椭圆面积越大。
( × )(7)铝合金铸件在共晶成分点呈逐层凝固方式;其它条件相同,成分离共晶成分点越远铸件越趋向于体积凝固方式。
( √ )(8)其它条件相同,焊接速度越大,焊件等温椭圆长轴与短轴之比越大。
( √ )T i铸件 λ1 c 1 ρ1铸型λ2 c 2ρ2TT 20T3、右图为某平板熔焊过程中焊件表面的温度分布状况。
在图中画出最大温度梯度方向,并指出当前热源位置与移动方向。
最大温度梯度方向:A→B 当前热源位置:A 移动方向:A→B4、右图为200mm 厚度的25#钢大平板铸件分别在金属型与砂型中的动态凝固曲线。
根据图形分别说明:(1)金属型及砂型中距铸件表面50mm 处的起始凝固时刻及凝固结束时间起始凝固时刻: 金属: 5min 砂型: 17min 结束时间: 金属:7min 砂型:42min (2)在动态凝固曲线的右侧虚线框内画出20分钟时砂型中铸件断面的相区分布(液、固、固+液)。
《材料成形原理》阶段测验(第五、七章)班级: 姓名: 学号 成绩:座位:第 排, 左起第 座1、判断正误(划√或×)(每题5分)(1)表面细等轴晶的结晶潜热既可从型壁导出,也可向过冷熔体中散失。
( √ )(2) 柱状晶通常以表面激冷晶为基底而向内部生长,其主干取向与热流方向相平行的枝晶,较之取向不利的相邻枝晶生长得更为迅速。
( √ )(3)合金偏析系数│1—K 0│越大,激冷晶越易形成脖颈,从而有利于内部等轴晶形成。
(√ )(4)球铁生产中以球化剂处理铁水,以及铸钢钢液中加入钛铁处理均属于变质处理。
(× )(5)焊缝凝固,因熔池过热度高及温度梯度大,从而容易按柱状晶方式生长。
( √ )(6)铝合金中氮的溶解度很低,故可用氮气去除铝液中有害气体和杂质。
( √ )(7)增加焊接气氛的氧化性,可降低氢气和氮气在钢熔池中的溶解。
( × )(8)提高焊接电流及焊接电压可降低焊缝的[H]、[N]。
( × )(9) 水汽不仅是金属液中氢气的主要来源,而且对金属液也有氧化的作用。
( √ )(10)熔化极电弧焊的直流反接法,因电离的H+、N+等阳离子易向作为阴极的熔池运动,使氢和氮在焊缝金属中的含量低于直流正接法的溶解量。
( √ )2、根据右图,试回答:(25分) (1)纵坐标的p o 2代表什么: 金属氧化物的分解压 ;(2)图中曲线位置越低,表明该氧化物分解压越:大 ;(3)金属氧化物的分解压越低,表明相同氧分压情况下,相应金属被氧化的倾向越 大 。
(4) 根据该图,CaO 、MgO 、Al 2O 3三种氧化物的稳定自由氧化物分解压与温度的关系T /℃l g p O 2/×101.3k P aMo O性由大到小的顺序为: CaO>MgO>Al 2O 3 。
(5)根据该图,用Si 、Al 元素来脱氧,其还原FeO 能力由大到小的顺序为: Al > Si 。
第六章 多相合金凝固1、根据共晶体两组成相的Jackson 因子,共晶组织可分为哪三类?它们各有何生长特性及组织特点?答:根据共晶体两组成相的Jackson 因子,共晶组织可分为下列三类:(1)粗糙-粗糙界面(非小晶面-非小晶面)共晶.(2)粗糙-光滑界面(非小晶面-小晶)共晶.(3)光滑-光滑界面(小晶面-小晶面)共晶 .各自生长特性及组织特点:第(1)类共晶,生长特性为: “共生 ”生长, 即在共晶偶合长大时,两相彼此紧密相邻,而在两相前方的液体区域存在溶质的运动 , 两相有某种相互依赖关系.组织特点为: 对于有共晶成分的合金,其典型的显微形态是有规则的层片状或其中有一相为棒状或纤维状(即规则共晶);对于非共晶成分的合金,在共晶反应前,初生相呈树枝状长大,所得到的组织由初晶及共晶体所组成。
第(2)类共晶体,生长特性为: 长大过程是相互偶合的共生长大.组织特点为: 组织较为无规则的,且容易发生弯曲和分枝 .第(3)类共晶体, 生长特性为: 长大过程不再是偶合的组织特性为: 所得到的组织为两相的不规则混合物2、以某合金生产厚大平板铸件,凝固首先析出α初生相,其生长速度R=8μm/s ,溶质B 原子在液相中的扩散系数D L =5600μm²/s ,到共晶阶段形成α-β层片状规则共晶,其片间距为5.6μm.(1) 分别估算初生相及共晶生长阶段α相固液界面前沿的溶质富集边界层厚度;(2) 比较两阶段边界层厚度的差别,并对此现象给予理论解释。
解:(1)α初生相阶段: 溶质富集边界层厚度约(2倍特征距离)R D L /2=2x5600/8=1400μm共晶生长阶段: 溶质富集边界层厚度约(片层距的一半)λ/2=5.6/2=2.8μm(2) 由上述计算结果可见,层片状规则共晶生长过程,其固液界面前沿的溶质富集边界层厚度,比单相生长过程的溶质富集边界层厚度要小得多,而且,其溶质富集程度也小得多。
从物理过程看,这种差别的内在原因在于,层片状规则共晶生长过程中,共晶相邻的两相生长排出的多余原子,由于凝固界面前沿横向扩散,横向扩散耦合的结果使界面前的溶质富集边界层厚度大大缩小。
材料成型期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料成型中,哪种方法属于压力加工?A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 热处理2. 金属材料的塑性变形主要发生在哪个阶段?A. 弹性阶段B. 屈服阶段C. 强化阶段D. 断裂阶段3. 材料成型中的铸造工艺主要包括哪几种类型?A. 砂型铸造B. 金属模铸造C. 压力铸造D. 所有以上4. 焊接过程中,焊缝金属的熔合线是什么?A. 焊缝与母材的接合面B. 焊接接头的中心线C. 焊缝的起始点D. 焊缝的结束点5. 材料成型中,金属的塑性变形对材料性能有何影响?A. 强度降低B. 塑性降低C. 强度和塑性均提高D. 强度和塑性均降低6. 金属材料的热处理工艺主要包括哪些?A. 退火B. 正火C. 淬火D. 所有以上7. 锻造工艺中,自由锻造和模锻的区别是什么?A. 自由锻造不需要模具B. 模锻不需要模具C. 自由锻造需要模具D. 模锻不需要压力机8. 材料成型中,哪种焊接方法适用于铝及铝合金的焊接?A. 电弧焊B. 气体保护焊C. 激光焊D. 电阻焊9. 材料成型中,金属材料的冷加工和热加工有何区别?A. 冷加工温度低于材料的再结晶温度B. 热加工温度高于材料的再结晶温度C. 冷加工和热加工温度相同D. 冷加工和热加工没有区别10. 材料成型中,金属材料的塑性加工有哪些优点?A. 提高材料的强度B. 改善材料的塑性C. 改善材料的韧性D. 所有以上二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料成型中的锻造工艺及其特点。
2. 描述焊接过程中的焊接缺陷及其预防措施。
3. 阐述材料成型中金属材料的热处理目的及其基本类型。
三、计算题(每题15分,共30分)1. 假设有一块长为100mm,宽为50mm,厚为10mm的钢板,需要通过锻造工艺将其锻造成一圆柱体,圆柱体的直径为40mm,求锻造后圆柱体的高度。
2. 某焊接件需要进行热处理以消除焊接应力,已知焊接件的尺寸为长200mm,宽100mm,高50mm,材料为Q235,求热处理的工艺参数(温度、保温时间、冷却方式)。
第12章焊接热影响区的组织与性能1、何谓焊接热循环?焊接热循环的主要特征参数有那些?答:焊接热循环:在焊接热源的作用下,焊件上某点的温度随时间的变化过程,即焊接过程中热源沿焊件移动时,焊件上某点温度由低而高,达到最高值后,又由高而低随时间的变化。
决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个:(1)加热速度ωH 焊接热源的集中程度较高,引起焊接时的加热速度增加,较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分,从而影响接头的组织和力学性能。
(2)最高加热温度Tmax 也称为峰值温度。
距焊缝远近不同的点,加热的最高温度不同。
焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶,从而改变母材的组织与性能。
(3)相变温度以上的停留时间tH 在相变温度TH以上停留时间越长,越有利于奥氏体的均匀化过程,增加奥氏体的稳定性,但同时易使晶粒长大,引起接头脆化现象,从而降低接头的质量。
(4)冷却速度ωC(或冷却时间t8 / 5) 冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。
对低合金钢来说,熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。
也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢,如800~500℃的冷却时间t8 / 5,800~300℃的冷却时间t8/3,以及从峰值温度冷至100℃的冷却时间t100。
总之,焊接热循环具有加热速度快、峰值温度高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点2、焊接热循环对母材金属近缝区的组织、性能有何影响?怎样利用热循环和其他工艺措施改善HAZ的组织性能?答:(1)对组织的影响:A 不易淬火钢的热影响区组织:在一般的熔焊条件下,不易淬火钢按照热影响区中不同部位加热的最高温度及组织特征,可分为以下四个区1) 熔合区: 焊缝与母材之间的过渡区域。
范围很窄,常常只有几个晶粒,具有明显的化学成分不均匀性。
2) 过热区(粗晶区): 加热温度在固相线以下到晶粒开始急剧长大温度(约为1100℃左右)范围内的区域叫过热区。
1.快速成型工艺过程分为哪三个阶段(P28-P32)前处理:(1)CAD 三维造型(2)数据转换(3)确定摆放位置(4)施加支撑(5)切片分层;原型制作;后处理:主要包括原型的清理、去除支撑、后固化以及必要的打磨等工作。
2.叙述光固化快速成型的原理(P14-P15)光固化快速成型工艺的液槽中盛满液态光敏树脂,氦—镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束,在控制系统的控制下按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描,使被扫描区域的数值薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。
一层固化完毕后,工作台下移一个层厚的距离,以使在原先固化好的树脂表面再覆上一层新的液态数值,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后进行下一层的扫描加工,新固话的一层牢固地粘贴在前一层上,如此重复直至整个零件制造完毕,得到一个三维实体原型。
3.光固化快速成型的特点(P16)(1)光固化成型的优点1)成型过程自动化程度高。
2)尺寸精度高,可达到±0.1mm3)优良的表面质量4)可以制作结构十分复杂, 尺寸叫惊喜的模型5)可制作具有中空结构的消失型6)制作原型可在一定程度上替代塑料件(2)光固化成型的缺点1)制件较易弯曲2)性能尚不如常用的工业塑料,一般较脆,易断裂。
3)运转及维护费用高4)使用的材料种类较少5)液态树脂有一定的气味和毒性6)通常需要二次固化4.光固化成型有几种常见的固化方式(P47-P53)传统:光固化快速成型工艺,简称SLA微光固化快速成型制造技术,SL -μ基于单光子吸收效应的SL -μ技术&&基于双光子吸收效应的SL -μ技术5.光固化成型的后处理工艺过程(P32)光固化成型的后厨艺主要包括原型的清理、去除支撑、后固化以及必要的打磨等工作。
以某一SLA 原型为例给出其后处理过程1)原型叠层制作结束后,工作台升出液面,停留5~10min2)将原型和工作台网一起斜放晾干,并将其浸入清洗液中。
材料成型期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料成型过程中,以下哪种因素不是影响材料性能的主要因素?A. 温度B. 压力C. 材料成分D. 颜色2. 在金属铸造中,以下哪个过程不是铸造的基本过程?A. 熔化B. 浇注C. 冷却D. 焊接3. 以下哪种成型方法不适用于塑料材料?A. 注塑B. 压缩成型C. 热轧D. 挤出4. 材料成型中的“冷加工”是指:A. 在低于材料再结晶温度下进行的加工B. 在材料熔点以下进行的加工C. 在室温下进行的加工D. 在高温下进行的加工5. 材料的塑性变形主要发生在:A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 断裂阶段D. 疲劳阶段二、判断题(每题1分,共10分)6. 材料的热处理可以提高其硬度和强度。
()7. 所有金属材料都可以通过热处理来改善性能。
()8. 金属的锻造过程包括加热、锻造和冷却。
()9. 材料的屈服强度是指材料在拉伸过程中开始发生塑性变形时的应力。
()10. 材料成型后的热处理是为了消除残余应力。
()三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述金属的热处理过程及其对材料性能的影响。
12. 解释什么是冷加工硬化,并举例说明其在实际应用中的重要性。
13. 描述材料成型中的铸造过程,并说明其优缺点。
四、计算题(每题15分,共30分)14. 假设有一块长方体金属块,其尺寸为长L=0.5m,宽W=0.3m,高H=0.2m,密度ρ=7800kg/m³。
求该金属块的体积和质量。
15. 已知某材料的屈服强度σy=300MPa,抗拉强度σb=500MPa,若要对该材料进行拉伸试验,试计算在拉伸过程中材料开始发生塑性变形时的应力值。
五、论述题(每题10分,共10分)16. 论述材料成型技术在现代工业中的重要性,并举例说明。
答案:一、选择题1. D2. D3. C4. A5. B二、判断题6. √7. ×8. ×9. √10. √三、简答题11. 金属的热处理过程包括退火、正火、淬火和回火。
第二章1、什么是金属液的充型能力?影响金属充型能力的因素有哪三个?金属液充满铸型型腔,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力金属的流动性、铸型条件、浇注条件2、影响金属流动性的因素有哪些?金属的凝固方式有哪三种?合金成分、合金的质量热容、密度和热导率逐层凝固、糊状凝固、中间凝固3、何种金属的流动性最好?该金属呈何种凝固方式?灰铸铁逐层凝固4、影响充型能力的铸型条件有哪三个?铸型的蓄热系数、铸型温度、铸型中的气体5、铸造时,金属的收缩可分为哪三个阶段?什么收缩阶段易产生缩孔和缩松?什么收缩阶段易产生应力、变形和裂纹?液态收缩、凝固收缩、固态收缩液态收缩和凝固收缩阶段易产生缩孔和缩松,固态收缩阶段易产生应力、变形和裂纹。
6、何种合金易缩孔,何种合金易缩松;多出现于铸件的哪些部位?缩孔:纯金属、共晶合金和凝固范围窄的合金凝固呈逐层凝固,易产生缩孔。
位置:铸件最后凝固部位缩松:凝固温度范围较宽的金属。
位置:铸件的轴线附近和热节部位。
7、什么是铸造应力?什么是热应力?铸件上何处产生拉应力?何处产生压应力?铸造应力:铸件在凝固和冷却过程中由受阻收缩、热作用和相变等因素引起的内应力热应力:铸件在凝固和冷却过程中,不同部位由于温差造成不均匀收缩而引起的铸造应力。
先冷处受压,后冷处受拉8、P88 思考作业题2-5,2-69、缩孔和缩松的防止措施主要有哪两种?1)采用顺序凝固原则顺序凝固是使铸件按规定方向从一部分到另一部分依次凝固的原则,通常用于收缩较大、凝固温度范围较小的合金2)加压补缩将铸型置于压力罐中,浇注后使铸件在压力下凝固可显著减少显微缩松10、减小和消除热应力的方法有哪几种?1)合理设计铸件结构铸件壁厚应均匀且减少热节。
壁与壁间的连接应尽量采用圆角过渡,以免因产生应力集中而开裂。
2)采用同时凝固原则使型腔内各部分金属液温差很小,同时进行凝固。
将内浇道开于薄部,必要时在厚部或热节处设置冷铁。
适用于收缩较小的合金、倾向于糊状凝固的合金、气密性要求不高的铸件、壁厚均匀的薄壁铸件3)去应力退火一般为Ac1-(100~200) ℃,经保温后随炉冷却至200~300℃后出炉空冷11、何时产生热裂纹?何时产生冷裂纹?试分别简述热裂纹和冷裂纹的特征。
《材料成形原理》阶段测验(第三章)班级: 姓名: 学号 成绩:(1)金属熔体从高温降温,只有温度冷却至平衡熔点T m 以下具有一定过冷度,才可能发生凝固。
(√ )(2)过冷度达到ΔT *之后,原子团簇平均半径r°已达临界尺寸,开始大量形核。
ΔT *理解为大量形核过冷度。
( √)(3)非均质形核与均质形核相比,前者临界半径r*、形核功ΔG *及临界形核过冷度ΔT *均比后者小很多。
( × )(4)凝固界面微观结构类别(粗糙界面还是光滑界面),热力学上主要取决于物质的熔融熵大小。
熔融熵越高,凝固界面结构越趋向于成为光滑界面。
( √ )(5)粗糙界面属性的物质按照连续生长方式,其生长速度与过冷度的平方成正比。
( ×)(6)非均质形核过程,新生晶体与杂质基底之间的界面张力σSC 越大,润湿角θ越大,形核功ΔG *越大,形核临界过冷度ΔT *越大,形核率越高。
( × )2、填空(每题3分)(1)过冷度ΔT 增大,r *及ΔG *下降,形核率I 增大 。
过冷度ΔT 较小时,均质形核的形核率几乎始终为 零 。
当温度降到某一程度,达到临界过冷度(ΔT *),形核率迅速增大 。
研究表明,ΔT *≈ 0.2 T m 左右,由此可见,均质形核需要 很大 的过冷度。
(2)均质晶核形成的晶核为球体,系统自由能变化G ∆由两部分组成,其中,液-固体积 自由能之差(由V G ∆引起)为相变 驱动力,而固-液界面能(由SL σ引起)则 阻碍 相变。
(3)形核功ΔG *的大小为临界晶核表面能的 1/3 倍 , 它是均质形核所必须克服的 能量障碍 。
03、右图中,液态合金成分为C 0。
假设在冷却过程中按平衡方式凝固(液相及固相成分均按相图变化),在图上分别标出T 1、T 2 及任意特定温度T *与液相线、固相线的交点(6个)成分;写出T *温度时K 0定义式。
(20分)答:标注见教材 P60 ;温度时。
第二章1、什么是金属液的充型能力?影响金属充型能力的因素有哪三个?金属液充满铸型型腔,获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力金属的流动性、铸型条件、浇注条件2、影响金属流动性的因素有哪些?金属的凝固方式有哪三种?合金成分、合金的质量热容、密度和热导率逐层凝固、糊状凝固、中间凝固3、何种金属的流动性最好?该金属呈何种凝固方式?灰铸铁逐层凝固4、影响充型能力的铸型条件有哪三个?铸型的蓄热系数、铸型温度、铸型中的气体5、铸造时,金属的收缩可分为哪三个阶段?什么收缩阶段易产生缩孔和缩松?什么收缩阶段易产生应力、变形和裂纹?液态收缩、凝固收缩、固态收缩液态收缩和凝固收缩阶段易产生缩孔和缩松,固态收缩阶段易产生应力、变形和裂纹。
6、何种合金易缩孔,何种合金易缩松;多出现于铸件的哪些部位?缩孔:纯金属、共晶合金和凝固范围窄的合金凝固呈逐层凝固,易产生缩孔。
位置:铸件最后凝固部位缩松:凝固温度范围较宽的金属。
位置:铸件的轴线附近和热节部位。
7、什么是铸造应力?什么是热应力?铸件上何处产生拉应力?何处产生压应力?铸造应力:铸件在凝固和冷却过程中由受阻收缩、热作用和相变等因素引起的内应力热应力:铸件在凝固和冷却过程中,不同部位由于温差造成不均匀收缩而引起的铸造应力。
先冷处受压,后冷处受拉8、P88 思考作业题 2-5,2-69、缩孔和缩松的防止措施主要有哪两种?1)采用顺序凝固原则顺序凝固是使铸件按规定方向从一部分到另一部分依次凝固的原则,通常用于收缩较大、凝固温度范围较小的合金2)加压补缩将铸型置于压力罐中,浇注后使铸件在压力下凝固可显著减少显微缩松10、减小和消除热应力的方法有哪几种?1)合理设计铸件结构铸件壁厚应均匀且减少热节。
壁与壁间的连接应尽量采用圆角过渡,以免因产生应力集中而开裂。
2)采用同时凝固原则使型腔内各部分金属液温差很小,同时进行凝固。
将内浇道开于薄部,必要时在厚部或热节处设置冷铁。
适用于收缩较小的合金、倾向于糊状凝固的合金、气密性要求不高的铸件、壁厚均匀的薄壁铸件3)去应力退火一般为Ac1-(100~200) ℃,经保温后随炉冷却至200~300℃后出炉空冷11、何时产生热裂纹?何时产生冷裂纹?试分别简述热裂纹和冷裂纹的特征。
热裂纹:铸件在凝固后期或凝固后在较高温度下形成的裂纹。
特征:断面严重氧化,无金属光泽,裂纹沿晶粒边界产生和发展,外形曲折而不规则。
冷裂纹:铸件在凝固后温度较低形成的裂纹。
特征:裂纹常穿过晶粒延伸到整个断面,有金属光泽或微呈氧化色,多为直线或圆滑曲线。
多出现在受拉部位,特别是应力集中处12、比较灰铸铁、球墨铸铁和铸钢的铸造性能。
各应采取哪些工艺措施来保证铸件质量。
灰铸铁:铸造性能优良,流动性好、收缩小;产生铸造缺陷的倾向最小。
一般采用同时凝固原则,无需设置冒口球墨铸铁:球墨铸铁的共晶凝固温度范围较宽,且球化处理时易产生氧化物和硫化物夹杂,故铁液流动性较差;其石墨化膨胀量大于灰铸铁,但缩前膨胀,使收缩量加大而产生缩孔、缩松缺陷。
生产球墨铸铁件多采用顺序凝固原则,需设置冒口和冷铁;应提高砂型的紧实度和透气性以防止铸型胀大;浇注时应注意挡渣和使铁液迅速、平稳地充型,以减少夹渣缺陷;应减少铁液的硫、镁含量和型砂的含水量,防止产生皮下气孔。
需热处理调整基体。
铸钢:铸钢的铸造性能差,流动性差,易产生冷隔、浇不到、夹杂、气孔等缺陷;收缩大,易产生缩孔、裂纹等缺陷。
生产铸钢件常设置冒口和冷铁,采用顺序凝固原则,以免产生缩孔;铸型应有较高的强度、透气性和耐火性;型腔表面应涂以耐火涂料13、有哪几种特种铸造方法?试述每种方法的应用场合。
金属型铸造:主要用于成批、大量生产铝合金、铜合金等非铁合金中、小型铸件压力铸造:主要用于铝、锌、镁等各类非铁合金中、小型铸件的大量生产,如内燃机缸体、缸盖、仪表和电器零件等。
低压铸造: 主要用于铝、镁等非铁合金中、小型铸件的成批、大量生产,适于铸造形状较复杂的薄壁铸件离心铸造: 离心铸造可用于各类铸造合金及各种尺寸的铸件的成批、大量生产,尤其适于空心回转体类铸件熔模铸造: 可用于各种铸造合金,尤其是高熔点、难加工合金的小型铸件的成批、大量生产实型铸造: 几乎不受铸件结构、尺寸、重量、批量和合金种类的限制,特别适用于形状较复杂铸件的生产连续铸造: 主要用于铸钢、铸铁、铜合金和铝合金等的等截面长铸件的成批、大量生产14、下列铸件生产批量较大时,宜选择何种铸造方法?为什么?1.内燃机缸套(合金铸铁)离心铸造或金属型铸造2.齿轮箱体(灰铸铁):砂型铸造,实型3.车床床身(灰铸铁):砂型铸造4.内燃机活塞(铝合金):金属型铸造or 低压铸造5.煤气管道(球墨铸铁):6.铣刀刀体(铸钢):15、什么是浇注位置?试述浇注位置的选择原则。
P72-73图2-31,32,33看懂会选择。
浇注位置是指浇注时铸件在铸型内所处的位置。
选择原则:1)铸件的重要加工面或主要工作面应处于底面或侧面,以避免出现气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷2)铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇注,以避免产生夹砂、夹渣、气孔等缺陷。
3)铸件的薄壁部分应放在铸型的下面或侧面,以免产生浇不到、冷隔等铸造缺陷4)对于收缩大的铸件,为利于设置冒口进行补缩,厚实部位应置于上方16、什么是分型面?试述分型面的选择原则。
P73-74图2-31,32,33看懂会选择。
分型面是铸型组元间的接合面选择原则:1)铸件全部或大部置于下箱难以做到时,铸件上的机械加工面及加工和测量基准面应尽量放在同一砂箱中2)分型面尽量少而平,以减少砂箱数,简化造型工艺3)应尽量减少型芯、活块的数量,以减少成本、提高工效4)主要型芯应尽量放在下半铸型中,以利于下芯、合型和检查型腔尺寸17、铸造工艺参数有哪几个?铸件尺寸公差、要求的机械加工余量、铸件线收缩率、起模斜度18、铸造工艺设计(P76支架例题看懂),P89-90 2-20b)19、同一零件的零件图、铸造工艺图和铸件图之间有何联系和区别零件图是表达单个零件形状、大小和特征的图样,也是在制造和检验机器零件时所用的图样铸造工艺图:铸造生产用的指导性的技术文件,把铸造生产中的一系列技术问题用规定的符号或文字集中在一张图上表现出来。
铸件图:又称毛坯图,是反映铸件实际形状、尺寸和技术要求的图样,是铸造生产、铸件检验与验收的主要依据20、零件结构的铸造工艺性,P81-86 图2-41~55会改,P89 思考作业题2-21零件结构的铸造工艺性是指零件采用铸造方法制坯时,其结构能否用最经济的方法制造出来并符合设计要求的能力为使零件结构具有良好的铸造工艺性铸造结构设计的基本原则是:1)铸造的结构形状应便于造型、制芯和清理2)铸造的结构形状应利于减少铸造缺陷3)对于铸造性能差的合金如球墨铸铁、可锻铸铁、铸钢等其铸件结构应从严要求,以免产生铸造缺陷铸件壁厚 内壁厚度应小于外壁(均匀冷却 减少内应力 防止裂纹)转角处圆角过渡(防止热节产生内应力、缩孔、缩松)铸造性能对零件结构要求 铸造壁的连接 避免壁厚突变 防止铸件变形(力求壁厚均匀 结构对称或设置加强肋)避免较大的水平面利于减少和简化铸型的分型面铸件外形 侧凹和凸台不妨碍起模垂直于分型面的非加工面应具有起模斜度铸造工艺对零件结构要求 内腔形状应利于制芯或省去型芯铸件的内腔 应利于型芯的固定、排气和清理大件和形状复杂件可采用组合结构第三章1、塑性成形有什么优点和缺点?优点:金属组织致密、晶粒细小、力学性能提高;属于少、无切削加工,材料利用率高,生产效率高缺点:制件形状比铸件简单,生产条件较差(塑性成形:利用外力使金属产生塑性变形,使其改变形状、尺寸和改善性能,获得型材或锻压件的加工方法)2、塑性成形后金属材料的组织会发生什么样的变化?由此带来性能的什么变化?组织变化:晶粒沿变形方向被拉长,滑移面附近晶格产生畸变,出现许多微小碎晶性能变化:强度和硬度增加,塑性、韧性下降(优点:强化金属,发挥金属材料性能潜力,尤其适合于不能用热处理强化的合金。
缺点:继续塑性成形或切削加工难度加大,增大内应力。
)3、如何区分冷成形、热成形、温成形?它们在实际生产中应用如何?冷成形:在回复温度以下进行的塑性成形,变形过程中会出现加工硬化。
有利于提高金属的强度和表面质量,用于制造半成品或成品。
(变形材料应有较好的塑性且变形量不宜过大)热成形:在再结晶温度以上进行的塑性成形,变形过程中有加工硬化又有再结晶,且硬化被再结晶完全消除。
综合力学性能好,变形力小,变形程度大,用于毛坯或半成品的制造。
温成形:在高于回复温度和低于再结晶温度范围内进行的塑性成形,有加工硬化及回复现象,但无再结晶。
用于强度较高、塑性较差的金属,或尺寸较大、材料强度较高的零件或半成品制造。
4、形成锻造流线的原因是什么?怎样消除锻造流线的不利影响?锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布,塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布,这样热段后的金属组织就具有一定的方向性工作时的最大正应力方向与流线方向一致(平行),切应力方向与流线方向垂直,且流线沿零件轮廓分布而不被切断5、自由锻造有什么特点?应用范围如何?特点:金属只有部分表面受到工具限制,其余则为自由表面变形特点:局部成形、效果叠加生产特点:设备通用性好、工具简单;锻件组织细密、力学性能好;操作技术要求高,生产效率低;锻件形状较简单、加工余量大、精度低。
应用范围:小型锻件以成形为主;大型锻件(尤其是重要件)和特殊钢则以改善内部质量为主。
主要用于单件、小批量生产,且是特大型锻件的唯一生产方法6、P141 3-13 (绘制自由锻件图)7、P141 3-14 (自由锻结构工艺性)8、模型锻造有什么特点?应用范围如何?特点:模锻生产效率和锻件精度较高、锻件形状可较复杂,但一般需专用设备和模具、投资较大、锻件重量较小应用范围:小型锻件的成批、大量生产定义:利用模具使毛坯变形获得锻件的方法9、绘制模锻件图应考虑哪些因素?分模面应如何选择?因素:1)应有合理的分模面2)应有合适的结构斜度和圆角3)避免高肋、薄壁、细深孔及多孔结构4)采用锻-焊、锻-螺纹连接等组合结构选择:1)应取于锻件的最大截面上,以使锻件能从模锻中顺利取出2)模膛应尽量浅,以利于金属充填和锻件取出3)应尽量采用平面,以利于制造模具4)应尽量减少愉快,以减少切削工作量和金属消耗5)不应取于锻件中部的端面上,以利于检查上下模的相对错移和切除飞边(便于顺利取出、易于金属充填、尽量采用平面、尽量减少余块、利于发现错模)10、P141 3-16 (模锻件结构工艺性)11、板料冲压有什么特点?应用范围如何?使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称。
通常在冷态下进行,称冷冲压特点:1)冲压件轻、薄、刚度好,形状可较复杂;2)质量稳定,表面光洁;3)操作简便,生产率和材料利用率高;4)需专用设备和模具,生产批量小时不够经济。