东华大学金属工艺学课程考试题库

1.过冷现象：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡温度），这种现象称为过冷现象。 2.合金： 两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素熔合在一起，构成具有金属特性的 物质称为合金。 3.加工硬化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标（弹性极限、比例极限、屈服点、和强度极限）和硬度都有所提高，但塑性和韧性有所下降，这种现象称为加工硬化。(P104) 4.焊接：焊接是通过加热或加压（或两者并用），使工件产生原子间结合的一种连接方法。(P149) 5.精整加工：精整加工是生产中常用的精密加工，它是指在精加工之后从工件上切除很薄的材料层，以提高工件精度或减小表面粗糙度值为目的的加工方法。(P86) 6.自由锻造： 只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使用坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量锻件的方法。由于坯料在两砧间变形时，沿变形方向可自由流动，故而成为自由锻。 7.引偏： 是指加工是由于钻头弯曲而引起的孔径扩大、孔不圆或孔的轴线歪斜等。 8.焊接裂纹: 是由于焊接应力过大产生的严重后果，焊接裂纹存在于焊缝或热影响区的熔合区中，而且往往是内裂纹，危害极大。 9.淬火: 是将刚加热到Ac3或Ac1以上30~50℃，保温后在淬火介质中快速冷却，已获得马氏体组织的热处理工艺。 10.合金充型能力： 合金充满铸型，获得尺寸正确，轮廓清晰的铸件能力，称为合金的充型能力。 11.金属的液态成型： 将液态经书填充到铸型腔中待其冷却凝固后获得所需形状的铸件。 12.焊缝融合化： 熔焊时，被融化的母材部分在焊缝金属中所占的比例。 13.金属材料的常见三种晶体结构是： 体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 14.晶体结构缺陷主要包括哪些？ 答：空位，间歇原子。置换原子。 （1）结构变化：晶格畸变（如空位引起晶格收缩，间歇原子引起晶格膨胀，置换原子可引起收缩或膨胀。） （2）性能变化：物理性能（如电阻率增大，密度减小。） 力学性能（屈服强度提高。) 15.铁碳相位简化图及典型点含义 特性点 温度（℃） 含碳量（%） 含义 A 1538 0 纯铁的熔点 C 1148 4.3 共晶点．有共晶转变L4.3A2.11+Fe3C D 1227 6.69 Fe3C熔点 E 1148 2.11 碳在γ-Fe(A)中最大溶解度点或称钢与生铁(铸铁)的分界点 F 1148 6.69 渗碳体的成分点 G 912 0 纯铁同素异晶转变点 P 727 0.0218 碳在a-Fe(F)中最大溶解度点 S 727 0.77 共析点，有共析转变 Q 600 0.006 600℃时，碳在a-Fe中的最大溶解度 16.共析转变、共晶转变的含义。 答：共析转变：由一种固相转变成两种固相的反应 共晶转变：在一定的温度下,一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的 固相的反应。 17.奥氏体、铁素体的含义： 1、铁素体：碳溶解于α-Fe中形成的固溶体成为铁 素体，呈体心立方格，通常以符号F表示。α-Fe的溶碳能力极小，600℃时溶碳量仅为0.006%，727℃时最大溶碳量仅0.0218%。其性能特征是强度、硬度低，塑形、韧性好。铁素体在显微镜下呈明亮的多边形晶粒，但晶界曲折。 2 奥氏体：碳溶入γ-Fe中形成的固溶体成为奥氏体，呈面心立方晶格，以符号A表示。γ-Fe的溶碳能力较α-Fe高许多。由于γ-Fe仅存在于高温，因此，稳定的奥氏体通常存在于727℃以上，故在铁碳合金中奥氏体属于高温组织。奥氏体的力学性能与其溶碳量有关。一般来说，其强度、硬度不高，但是韧性优良。在钢的轧制或锻造时，为了使钢易于进行塑性变形，通常将钢加热到高温，使之呈奥氏体状态。在显微镜下，奥氏体也是呈多边形晶粒，但晶界较铁素体平直，并存有双晶带。 18.热处理的含义、三要素： 答：化学热处理是将钢件置于适合的化学介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入钢件表层，以改变钢件表层的化学成分和组织，从而获得所需的力学性能或理化性能。三要素包括:渗碳、渗氮、碳氮共渗。 19.退火、正火的异同点及应用 退火、正火相同点：将刚加热到奥氏体区，使刚进行重结晶，从而解决铸钢件、铸件的粗大晶粒和组织不均的问题。 退火、正火不同点：主要区别在于正火比退火的冷却速度稍快，形成索氏体组织。 退火的应用：完全退火用于铸钢件和重要锻件，改善切削加工性；去应力退火用于部分铸件、锻件及焊接件，有时也用于精密零件的切削加工，使其通过原子扩散及塑性变形消除内应力，防止钢件产生变形。 正火的应用：（1）取代部分完全退火。（2）用于普通结构件的最终热处理。（3）用于过共析钢，以减少或消除二次渗碳体呈网状析出。 20.典型钢牌号的含义、含碳量。 答：（1）碳素结构钢:根据GB/T 700-2006,牌号以代表屈服点的“屈”字汉语拼音首字母Q和后面三位数字来表示，每个牌号中的数字表示该钢种厚度小于16mm时的最低屈服点(MPa)。在钢号尾部可用 A、B、C、D表示钢的质量等级，其中A、B为普通级别，C、D为磷、硫低的优等级别，可用于较重要的焊接结构。在牌号的最后还可用符号标志其冶炼时的脱氧程度，对未完全脱氧的沸腾钢标以符号“F”，半镇静钢以符号“b”，对已完全脱氧的镇静钢标以符号“Z”或不标以符号。 其含碳量Wc<0.38%,而已Wc<0.25%的最为常用，即以低碳钢为主。 （2）优质碳素结构钢：根据GB/T 699-1999，优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，这两位数字即是钢中平均含碳量的万分数。例如，20钢表示平均含碳量为0.20%的优质碳素结构钢。这类钢一般均为镇静钢。若为半镇静钢、沸腾钢或专门用途钢，则在牌号尾部增加符号以示之。08、10、15、20等牌号属于低碳钢。40.45等牌号属于中碳钢。60、65等牌号属于高碳钢。 （3）碳素工具钢：根据GB/T 1298-1986，碳素工具钢的牌号以符号“T”（“碳”的汉语拼音首字母）开始，其后面的一位或两位数字表示钢中平均含碳量的千分数。对于硫、磷含量更低的高级优质碳素工具钢，则在数字后面增加“A”表示，例如T10A表示平均含碳量为1.0%的高级优质碳素工具钢。该钢的含碳量一般高达0.7%~1.3%。 （4）低合金钢：低合金钢与碳素结构钢相同，其含碳量小于0.20%。 （5）合金钢：该钢的牌号通常以“数字+元素符号+数字”表示，该钢开始2位数字表示平均含碳量的万分数，元素符号及其后的数字表示合金元素及其平均含量的百分数(当合金元素含量小于1.5%时，则不标其含量)。” 21.钢按照用途、成分、质量等级如何分类: 按用途：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢 按质量：普通钢（P<0.045%,S<0.050%）,优质钢（P、S<0.035%）,高级优质钢（P<0.035%,S<0.030%）. 按成分：非合金钢（含碳量在1.5%以下，又称碳素钢）、低合金钢（在碳素钢的基础上加入合金元素的钢，合金总量小于3%）、合金钢（合金总量超过低合金的钢 22.热处理的方法和应用 热处理的工艺方法大致分为两种： （1)普通热处理 包括退火，正火，淬火，回火等； （2）表面热处理 包括表面淬火和化学热处理（如渗碳，氮化等）。 23.灰口铸铁牌号的含义 灰口铸铁牌号用HT加三位数字表示，其中“HT”代表灰铸铁，后面的三位数字表示其最低抗压强度值。 24.合金铸造性能包括那些。 答：1.合金的流动性。2.合金液态的凝固和收缩性。 25.常用的特种铸造方法有哪些?分别具有哪些特点？ 答：常见的的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造和消失模铸造。 特点：熔模铸造：铸件的精度高，表面光洁。 金属型铸造：便于机械化和自动化生产，提高生产率；由于结晶组织致密，铸件的力学性能显著提高。 压力铸造：铸件的精度及表面质量较其他铸造访法均高，不经机械加工即可使用；可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、齿轮等;铸件的强度和硬度高；生产效率高；便于采用镶铸。 离心铸造：省工、省料，降低铸件成本；铸件内部极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷；便于制造双金属铸件。 消失模铸造：铸件尺寸精度高，表面粗糙度低，接近熔模铸造水平；工艺过程简易，以实现自动化、自动化生产，设备投资较小，占地面积小；为铸件设计提供充分的自由度；铸件清理简单，机械加工量小；适应性强。 26.熔模铸造的主要生产过程和应用是什么？ 熔模铸造可分为蜡模制造、型壳制造、焙烧浇注三个过程。 熔模铸造最适于高熔点合金精密铸件的成批、大量生产，主要用于形状复杂、难以切削加工的小零件。目前熔模铸造已在汽车、拖拉机、机床、刀具、汽轮机、仪表、航空、兵器等制造业得到了广泛的应用，成为少、无屑加工最重要的工艺方法。 27.什么是铸造合金的收缩性？有那么些因素影响铸件的收缩性？ 合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或尺寸缩减的现象，称为收缩。铸件凝固时，体积的收缩程度，叫铸件合金的收缩性。 影响铸件的因素有合金的成分、浇注的温度、铸件的结构和铸型。 28.什么是铸造的手工造型和机器造型，各有什么特点 答：手工造型：采用各种模型及型芯，通过两箱造型等方法制出外廓及内腔形状复杂的铸件。 特点：操作灵活，大小铸件均可适应。机器造型：采用机器来造型，将紧砂和起模等主要工序实现了机械化。 特点：可大大提高劳动生产率，改善劳动条件，铸件尺寸精确、表面光洁，加工余量小 29.什么是分型面、分型面选择的一般性原则是什么： 铸造分型面就是指铸造组元间的接合面。分型面的选择原则： （1）应尽量使分型面平直、数量少。（2）应避免不必要的型芯和活块，以简化造型工艺。（3）应尽量使铸件全部或大部分置于下箱 30.焊接变形的基本形式有哪些： 1.纵向和横向收缩变形 2.角变形 3.弯曲变形 4.扭曲变形 5.波浪变形 31.焊接主要缺陷有哪些： 1.咬边.2.焊瘤。3.夹渣。4.烧穿。5.气孔。6.裂纹。7.未焊透或未融化。 32.普通电焊条的组成及作用： 电焊条是由焊芯和药皮（涂料）两部分组成。 作用：焊芯起导电的作用和填充焊缝金属的作用。药皮用于保证焊接顺利进行并使焊缝具有一定的化学成分和力学性能，提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对熔化金属的有害作用，对熔池的脱氧和加入合金元素，可以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。 33.电阻焊的种类及作用： 种类：点焊、缝焊、对焊。对焊又可分为电阻对焊和闪光对焊。 点焊主要适用于厚度为4mm以下的薄板、冲压结构及线材的焊接，每次焊一个点或一次焊多个点。目前点焊广泛用于制造汽车、车厢、飞机等薄壁结构以及罩壳和轻工、生活用品等。 缝焊主要用于制造要求密封性的薄壁结构。如油箱、小型容器与管道等。且只适用于厚度在3mm以下的薄板结构。 电阻对焊一般只用于焊接截面简单、直径小于20mm和强度要求不高的工件。 闪光对焊常用于重要工件的焊接，可焊接相同金属件，也可焊接异种金属件。被焊工件直径可小到0.01mm的金属丝，也可以是截面大到20000平方毫米的金属棒和金属型材。 对焊主要用于刀具、管子、钢筋、钢轨、锚链、链条等焊接。 34.焊接热影响包括哪些： 熔合区 是焊缝和基体金属的交接过渡区； （1）过热区 被加热到Ac3以上100~200℃至固相线温度区间； （2）正火区 被加热到Ac1至Ac3以上100~200℃区间； （3）部分相变区 相当于加热到Ac1~Ac3温度区间。 35.等离子弧焊接中存在哪三种效应使弧柱受到压缩: 机械压缩效应、热压缩效应、电磁收缩效应。 36.电弧焊的分类有哪些。有什么优点: 电弧焊分为手工电弧焊和埋弧焊，手工电弧焊的优点是：可在室内、室外、高空、和各种方位经行，设备简单、容易维护、焊钳小、使用灵便，适用于焊接高强度钢、铸钢、铸铁和非铁金属；埋弧焊的优点是：生产率高、焊接质量高且稳定、节省金属材料、改善了劳动条件。 37.埋弧自动焊和手工电弧焊的优缺点： 埋弧自动焊的优点：1、生产效率高2、焊接质量高且稳定3、节省金属材料4、改善了劳动条件。 埋弧自动焊的缺点：设备费用高，工艺装备复杂，对接头加工与装配要求严格。手工电弧焊（焊条电弧焊）的优点：设备简单，维护容易，焊钳小，使用方便、范围广。 手工电弧焊（焊条电弧焊）的缺点：生产效率低，劳动强度大 38.塑性变形对金属的性能和结构有何影响。 金属在常温下经过塑性变形后，内部组织发生变化： 1）、晶粒沿最大变形的方向伸长；2）、晶格与晶粒都发生扭曲，产生内应力；3）、晶粒间产生碎晶。塑性变形：[1]能使金属具有较高的强度、硬度和低粗糙度值，提高产品的性能（冷变形）；[2]能以较小的功达到较大的变形，同时获得高力学性能的细晶粒再结晶组织（热变形）；[3]使金属产生塑性变形，成纤维组织，使金属在性能上有方向性，在金属的纵向上塑性和韧性有提高，只有经过塑性加工使金属变形，才能改变金属的方向和形状。 39.金属的可锻性常用什么来衡量： 常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 40.冷加工和热加工的含义: 由于金属在不同温度下地变形对其组织和性能的影响不同，因此金属的塑性变形分为冷变形和热变形两种。在结晶温度以下进行的变形称为冷变形。此种变形过程中无在结晶现象，变形后的金属具有冷变形强化现象，所以冷变形的变形程度一般不宜过大，以免产生破裂。在结晶温度以上的变形过程称为热变形。变形后，金属具有再结晶组织，而无冷变形强化痕迹。金属只有在热变形情况下，才能以较小的功达到较大的变形，同时能获得具有高力学性能的细结晶组织。 41.什么是压力加工。压力加工主要有哪些方法。它的主要用途是什么。（本题自己找） 42.自由锻件的设计原则是什么: 满足使用性能要求外，还必须考虑锻造工艺的特点，即锻造成形的零件结构要具有良好的工艺性 43.引起锻件晶粒粗大的原因有哪些： 1. 始锻温度过高和变形程度不足。 2。 终锻温度过高、或变形程度落入临界变形区引起的。 44.板料冲压的基本工序有哪些。其发展趋势是什么。 板料冲压的基本工序有分离工序和变形工序两大类。冲压操作简单，生产率高，能够生产出形状复杂的零件且废料较少，易于实现机械化、自动化，在制造金属成品的工业部门占有极其重要的地位。由于冲模制造复杂，成本高，只有在大批量生产条件下，其优越性才能突出 45.锻压和冲压分别适合哪些典型材料： 锻压 碳钢中碳的含量越低，其可段性越好；纯金属及固溶体；晶粒细小而又均匀组织。冲压 材料必须具有足够的塑性，如低碳钢，刚合金，铝合金，镁合金及塑性好的合金钢等。以形状上分，金属材料有板料，条料及带料等。 46.切削用量三要素是什么： 切削速度、进给量、背吃刀量。 47.切削的种类有哪些： 带状切屑、节状切屑、崩碎切屑。 48.刀具磨损过程的三个阶段是什么： 第一阶段称为初期磨损阶段；第二阶段称为正常磨损阶段；第三阶段称为急剧磨损阶段。 49.刀具材料的性能要求有哪些： （1）较高的硬度；(2）足够的强度和韧度，以承受切削力、冲击和振动；（3）较好的耐磨性，以抵抗切削过程中的磨损，维持一定的切削时间；（4）较好的耐热性，以便在高温下仍能保持较高硬度，又称为红硬性或热硬性；（5）较好的工艺性，以便于制造各种刀具。 50.切削热的产生原因： （1）切屑变形所产生的热量，是切削热得主要来源。 （2）切削与刀具面前之间的摩擦所产生的热量。 （3）工件与刀具后面的摩擦所产生的热量 51.比较铸造、锻造及切削加工制造同种零件的优缺点:铸造 优点：（1）可制成形状复杂、特别是具有复杂内墙的毛坯，如箱体、汽缸体等。 （2）适应范围广，源料来源广， （3）铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低。同时，铸件加工余量少，节省金属，减少机械加工余料，从而降低制造成本。 （4）铸件形状与零件接近，尺寸不受限制。 缺点：（1）铸造工序繁多，影响铸件的因素繁杂，难以综合控制，因此铸造缺陷难以完全避免，废品料较其他方法高。 （2）许多铸造缺陷影藏在铸件内部，难以发现和修补，有些则是在机械加工是才暴露出来，这不仅浪费机械加工工时、增加制造成本，延误时间。 锻造 优点：（1）锻造得金属、纤维连续、 晶粒细化、 屈强比高、 常加工形状简单得毛胚件， 如齿轮毛胚等，即锻造所得零件有良好的力学性能。 （2）由于锻造是挤压成型，效率高。 缺点：劳动强度大 工作环境差 工件加热时间长 切削加工 优点： 加工精度和表面质量高，具有较强的适应性。 缺点：材料利用率低。 (由于本题函盖量太大、请自行查阅书籍) 1、强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑造变形或断裂的能力。 2、塑性是金属材料在外力作用下产生永久变形而不发生破坏的能力。 3、冲击韧性是指金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力。 4、硬度是指金属材料抵抗更硬物质压入其内的能力。 5、疲劳强度是指金属材料在多次交变载荷作用下而不致断裂的最大应力。 6、同素异构转变是指同一元素在不同温度下具有不同晶格类型的现象。 7、铁素体是指碳溶解在体心立方体的a-Fe中所形成的固溶体。 8、奥氏体是指碳溶解在面心立方体的y-Fe中所形成的固溶体。 9、珠光体是指铁素体与渗碳体所组成的机械混合物。 10、莱氏体是指珠光体与渗碳体所组成的机械混合物。 #想据含碳量的不同，可将铁碳合金分为钢和铸铁两大类 钢 它是指含碳量小于2.11％的铁碳合金，亚共析钢—含碳量<0.77％,共析钢—含碳量=0.77％, 过亚共析钢—含碳量>0.77％ 铸铁即生铁，它是指含碳量为2.11％～6.69％的铁碳合金。依照室温组织的不同可铸铁分为如下三类：亚共晶铸铁—含碳量＜4.3％：共晶铸铁—含碳量＝4.3％；过共晶铸铁—含碳量＞4.3％ 11、退火是将金属材料经加热、保温后，经埋入灰中使其缓慢冷却，以获得近平横组织的热处理方法。 12、正火是将金属材料经加热、保温后，置于空气中冷却，以获得非平横组织的热处理方法。