第3次作业
一、简答题（本大题共30分，共 5 小题，每小题 6 分）
1. 冷铁的作用是什么？
2. 铸件的结构要素设计一般应考虑哪些方面？
3. 请简要介绍材料成形过程的完整形态学模型。
4. 按照制造过程质量的变化情况，现代制造过程可分为哪几类?
5. 请简要叙述冲天炉熔炼铸铁过程中金属液化学成分的变化情况。
二、名词解释题（本大题共20分，共 4 小题，每小题 5 分）
1. 塑料的焊接
2. 橡胶制品的流变性能和流动性
3. 塑料挤出成形
4. 液态金属的充型能力与流动性
三、填空题（本大题共10分，共 5 小题，每小题 2 分）
1. 生产中为提高合金的流动性常采用的方法是 ______ 。
2. 厚板焊接时为保证焊透应开制 ______ 。
3. 防止缩孔的方法是控制铸件的 ______ 顺序，使之符合 ______ 原则
4. 对浇注过程的基本要求是 ______ 。
5. 冲模按基本构造可分为三类。分为 ______ 、 ______ 和 ______ 三类。
四、分析题（本大题共40分，共 2 小题，每小题 20 分）
1. 分析图1所示的粉末冶金零件结构是否合理？请图示改善方案。clcxjsjc-tp-xtda-0404-01。
2. 图一所示的自由锻件、图二所示的铸件和图三示的焊接连接件结构是否合理？请图示改善方案
答案：
一、简答题（30分，共 5 题，每小题 6 分）
1.
参考答案：
用以加快铸件某一部分的冷却速度，调节铸件的凝固顺序，与冒口相配合，可扩大冒口的有效补缩距离。
解题方案：
冷铁的作用
评分标准：
答对得7分
2.
参考答案：
铸件的最小壁厚； 铸件的临界壁厚； 铸件的内壁厚度； 铸件壁的过渡和连接； 肋； 铸造斜度； 凸台。
解题方案：
铸件的最小壁厚；铸件的临界壁厚；铸件的内壁厚度；铸件壁的过渡和连接；肋；铸造斜度；凸台。
评分标准：
表1-1 塑性成形方法分类
表1-2 五大基本加工方法的分类 第 一 章 绪 论
一、金属塑性成形的特点与地位
金属塑性成形是金属加工的重要方法之一。它是指金属工件在工具外力（主要是压力）的作用下，产生塑性变形，从而达到要求的形状、尺寸和性能的加工过程。因此，也把塑性成形称为塑性加工或压力加工。
金属塑性成形与其它加工方法相比，主要具有如下优点：
1. 能改善组织性能。如减轻偏析、致密结构、细化晶粒等，从而提高材料的综合力学性能。
2. 金属废屑少。因塑性成形主要靠金属塑性状态下的体积转移，故不需切除大量的多余金属，所以金属收得率较高。
3. 生产率高。这体现在塑性成形可采用高的加工速度，以及可采用连续式（非周期式）的生产方式。因此特别适用于大批量生产。
由于上述优点，占产钢总量90%以上的钢制品都要经过塑性成形加工过程，其产品广泛应用于各种行业、部门，并随着塑性成形技术的发展，能生产的产品品种及规格也越来越多，因此金属塑性成形在国民经济中占有重要地位。
二、 金属塑性成形方法分类
按金属塑性成形的加工方式，即综合考虑工具的特征及工件的变形方式，可将塑性成形方法分为五大类（见表1-1）。
类 别 工具特征 工件变形方式
锻 造 直线运动的锻锤或锻模 在锻模间体积变形
挤 压 直线运动的挤压板及带挤压模的挤压缸 在挤压模孔中挤出
拉 拔 直线运动的夹头及拉拔模架 在拉拔模孔中拉出
冲 压 直线运动的冲模 在冲模间板料成形
轧 制 旋转运动的轧辊 在轧辊间压缩成形
上述五大基本加工方法又可分别进一步细分为若干种如表1-2所例举的加工方法。
基本方法 类 别
锻 造 自 由 锻
模 锻
挤 压 正 挤
反 挤
拉 拔 实心材拉拔
空心材拉拔
冲 压 冲 裁
弯 曲 Page 1 of 2第 一 章 绪 论
2008-7-29file://C:\Documents and Settings\Administrator\Local Settings\Temp\CyberArticle\1.html
第一章
塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能
力称为塑性。是指材料的永久变形能力。
塑性加工：金属铸锭或连铸坯在外力作用下使其产生塑性变形，变
形后不仅能使其断面的形状和尺寸改变，而且也能改变其组织与性
能。这一过程称为塑性加工
金属塑性加工的特点：
加工后组织性能得到改善和提高，经塑性成型，使其结构致密，组织
改善
材料利用率高 ，主要依靠金属在塑性状态下的体积转移来实现
生产率高，可实现连续化生产
精度高，精密塑性成型
塑性加工的分类：
按加工时工件的受力和变形方式：
按加工时工件的温度特征：
热加工(Hot forming)
冷加工(Cold forming)
温加工 (Warm forming)
金属塑性加工的力学和热力学条件：
力学状态：拉力、压力、剪切力、弯折、扭转、残余应力
热力学条件：变形温度、变形速度、变形程度
变形抗力：金属对变形的抵抗力
画受力图
内力：由于外力的机械作用或是因物体的整体性使物体不均匀变形受
到互相限制而引起物体内原子之间的距离发生改变时,在物体内部产
生的一种互相平衡的力。
产生内力的原因：
(1)为了平衡外部的机械作用所产生的内力；
（2）由于物理或物理-化学过程所产生的相互平衡的内力。
内力产生的实质:
由于原子被迫偏离其平衡位置，使原子间距改变。
应力:内力的强度称为应力，即单位面积上所作用的内力。
应力状态：所谓物体处于应力状态，就是物体内的原子被迫偏离其平
衡位置的状态。
变形速度： 变形速度是变形程度对时间的变化率，或者是应变对时
间的变化率，也称为应变速率。可用下式表示：
第二章
晶体 :原子按一定的几何规律在空间作周期性排列
晶格 :用直线将原子中心连接起来，构成的空间格子
空间点阵：在空间由点排列起来的无限阵列，其中每一个点都与其它
所有的点都具有相同的环境。
晶胞：只包含一个阵点的六面体
晶界: 晶粒和晶粒之间的界面
晶面: 晶体中，由原子组成的平面
塑性成形技术讲解
第⼆章塑性成形技术
※塑性成形技术：
利⽤外⼒使⾦属材料产⽣塑性变形，使其改变形状、尺⼨和改善性能，从⽽获得各种产品的加⼯⽅法。
※主要应⽤：
1）⽣产各种⾦属型材、板材和线材；
2）⽣产承受较⼤负荷的零件，如曲轴、连杆等；
※塑性成形特点：
1）产品⼒学性能优于铸件和切削加⼯件；
2）材料利⽤率⾼，⽣产率⾼；
3）产品形状不能太复杂；
4）易实现机械化、⾃动化
※分类：
1）轧制
2）挤压
3）拉拔
4）锻压：a锻造（⾃由锻，模锻）。b 冲压
第⼀节⾦属塑性成形的物理基础
⼀、塑性变形的实质
●宏观：外⼒，弹性变形，塑性变形（分切应⼒作⽤）
●微观（晶体内部）：位错滑移和孪晶
●多晶体：晶粒变形、晶界滑移、晶粒转动
⼆、塑性变形的分类
●冷塑性变形：低于再结晶温度以下时发⽣的变形
钨的再结晶温度在1200度。
●热塑性变形：⾼于再结晶温度以上时发⽣的变形
铅、锡等⾦属再结晶温度在零度以下。
三、冷塑性变形对⾦属组织和性能的影响
产⽣加⼯硬化：随着变形程度的提⾼，⾦属的强度和硬度提⾼，塑性和韧性下降的现象。
原因：位错密度提⾼，亚结构细化2. 产⽣内应⼒：变形开裂，抗腐蚀性能降低，采⽤去应⼒退⽕进⾏消除。
3. 晶粒拉长或破碎，可能产⽣各向异性的塑性变形→晶格畸变→
加⼯硬化→内能上升（不稳定）→加热→原⼦活⼒上升→
晶格重组→内能下降（温度低时，回复。温度⾼时，再结晶）
四、热塑性变形对⾦属组织和性能的影响⼀）、五种形态：静态回复；静态再结晶；动态回复；动态再结晶；亚动态再结晶1、静态回复、静态再结晶：变形之后，利⽤热变形后的余热进⾏，不需要重新加热。
2、动态回复、动态再结晶：热变形过程中发⽣的。
3、亚动态再结晶：动态再结晶进⾏的热变形过程中，终⽌热变形后，前⾯发⽣的动态再结晶未完成⽽遗留下来的，将继续进⾏⽆孕育期的再结晶。
⼆）、热变形对⾦属组织和性能的影响1. 使铸锭或⽑坯中的⽓孔和疏松焊合，晶粒细化，改善夹杂物和第⼆相等形态和分布，偏析部分消除，使材料成分均匀。
