当前位置：文档之家 › 材料成型原理复习

材料成型原理复习

  • 格式：doc
  • 大小：35.00 KB
  • 文档页数：12

1 《材料成型原理》试卷 一、铸件形成原理部分（共40分） (1)过冷度；(2)液态成形；(3)复合材料；(4) 定向凝固； （1） 过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度的差，称为过冷度。 （2）液态成形：将液态金属浇入铸型后，凝固后获得一定形状和性能的铸件或铸锭的加工法。

（3） 复合材料：有两种或两种以上物理和化学性质不同的物质复合组成的一种多相固体。 （4）定向凝固:定向凝固是使金属或合金在熔体中定向生长晶体的一种工艺方法。

（5） 溶质再分配系数：凝固过程中固－液界面固相侧溶质质量分数与液相中溶质质量分数之比，称为溶质再分配系数。

2、回答下列问题 （1）影响液态金属凝固过程的因素有哪些影响液态金属凝固的过程的主要因素是化学成分；冷却速率是影响凝固过程的主要工艺因素；液态合金的结构和性质等对液态金属的凝固也具有重要影响。

（2）热过冷与成分过冷有什么本质区别热过冷完全由热扩散控制。成分过冷由固－液界前方溶质的再分配引起的，成分过冷不仅受热扩散控制，更受溶质扩散控制。

（3）简述铸件（锭）典型宏观凝固组织的三个晶区.表面细晶粒区是紧靠型壁的激冷组织，由无规则排列的细小等轴晶组成；中间柱状晶区由垂直于型壁彼此平行排列的柱状晶粒组成；内部等轴晶区由各向同性的等轴晶组成。

3、 对于厚大金属型钢锭如何获得细等轴晶组织降低浇注温度，有利于游离晶粒的残存和产生较多的游离晶粒；对金属液处理，向液态金属中添加生核剂，强化非均质形核；浇注系统的设计要考虑到低温快速浇注，使游离晶不重熔；引起铸型内液体流动，游离晶增多，获得等轴晶。 2

二、焊接原理部分1简述氢在金属中的有害作用。氢脆， 白点，气孔，冷裂纹 2写出锰沉淀脱氧反应式，并说明熔渣的酸碱性对锰脱氧效果的影响.[Mn] + [FeO] = [Fe] + (MnO),酸性渣脱氧效果好，碱度越大，锰的脱氧效果越差。 3冷裂纹的三大形成要素是什麽钢材的淬硬倾向，氢含量及其分布，拘束应力状态 4说明低碳钢或不易淬火钢热影响区组织分布.（1）熔合区：组织不均匀;（2）过热区： 组织粗大; （3）相变重结晶区（正火区）：组织均匀细小;（4）不完全重结晶区：晶粒大小不一，组织分布不均匀.

一、填空题 1． 液态金属本身的流动能力主要由液态金属的成分、温度和杂质含量等决定。 2． 液态金属或合金凝固的驱动力由过冷度提供。 3．晶体的宏观生长方式取决于固液界面前沿液相中的温度梯度，当温度梯度为正时，晶体的宏观生长方式为平面长大方式，当温度梯度为负时，晶体的宏观生长方式为树枝晶长大方式。

4．液态金属凝固过程中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流。 5．液态金属凝固时由热扩散引起的过冷称为热过冷。 6．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不同形态的晶区。

7．内应力按其产生的原因可分为热应力、相变应力和机械应力三种。 8．铸造金属或合金从浇铸温度冷却到室温一般要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段。

9．铸件中的成分偏析按范围大小可分为微观偏析和宏观偏析二大类。 二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上 3

1. 塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响大于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。

Ａ、大于； Ｂ、等于； Ｃ、小于； 2. 塑性变形时不产生硬化的材料叫做 Ａ 。 Ａ、理想塑性材料； Ｂ、理想弹性材料； Ｃ、硬化材料； 3. 用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为 Ｂ 。 Ａ、解析法； Ｂ、主应力法； Ｃ、滑移线法； 4. 韧性金属材料屈服时Ａ准则较符合实际。 Ａ、密席斯； Ｂ、屈雷斯加； Ｃ密席斯与屈雷斯加 5. 塑性变形之前不产生弹性变形（或者忽略弹性变形）的材料叫做 Ｂ 。 Ａ、理想弹性材料； Ｂ、理想刚塑性材料； Ｃ、塑性材料； 6. 硫元素的存在使得碳钢易于产生 A 。 Ａ、热脆性； Ｂ、冷脆性； Ｃ、兰脆性； 7. 应力状态中的 B 应力，能充分发挥材料的塑性。 Ａ、拉应力； Ｂ、压应力； Ｃ、拉应力与压应力； 8. 平面应变时，其平均正应力B 中间主应力。 Ａ、大于； Ｂ、等于； Ｃ、小于； 9. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性 B 。 Ａ、提高； Ｂ、降低； Ｃ、没有变化； 三、判断题 v1.0 可编辑可修改 4 1．合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。 （ X ） 2. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。 （ X ） 3 . 结构超塑性的力学特性为mkS'，对于超塑性金属m =。 （ X ） 4. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。 （ √ ） 5．屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上，两个准则是一致的。 （ X ） 6. 按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=。 （ X ） 7．变形速度对摩擦系数没有影响。 （ X ） 四、名词解释 1．晶体择优生长:在树枝晶生长过程中，那些与热流方向相平行的枝晶较之取向不利的相邻枝晶会生长得更为迅速，其优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长，这种相互竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的择优生长。

2．偏析:一般情况下，铸件凝固后，从微观晶粒内部到宏观上各部位，化学成分都是不 均匀的，这种现象称为偏析。

五、简答题 1.什么是缩孔和缩松试简要介绍它们的形成原因和控制措施。 答：铸造合金凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩的产生，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称为缩孔。其中尺寸细小而且分散的孔洞称为缩松。 产生缩孔和缩松的基本原因均在于合金的液态收缩和凝固收缩值之和大于固态收缩值。通过定向凝固，同时凝固，控制浇注条件，应用冒口、补贴和冷铁以及加压补缩等措施可以减小或消除缩孔或缩松。

2.简述提高金属塑性的主要途径。 答： 一、 提高材料的成分和组织的均匀性 二、合理选择变形温度和变形速度 三、选择 5

三向受压较强的变形形式 四、减少变形的不均匀性 1.凝固速度：单位时间内凝固层的增长速度。 2.凝固时间：液态金属充满铸型的时刻至凝固完毕所需要的时间。 3.液态成型：将液态金属浇入铸型后，凝固后获得一定形状和性能的铸件或铸锭的加工方法。 4.异质形核：在不均匀的熔体中依靠外夹杂质或型壁界面提供的衬底而非自发地形核过程。 5.均质形核：在没有任何外来界面的均匀熔体中依靠液态金属内部自身的结构自发地形核。 6.外生生长：就合金的宏观结晶状态而言，平面生长、胞状生长和柱状树枝晶生长都属于一7.种晶体自型壁生核，然后由外向内单向延伸的生长方式成为外生生长。

8.内生生长：在液体内部形核后，不依靠型壁而是在液体内部自由生长的晶粒的生长方式。 9.热过冷：金属凝固时完全由热扩散控制的过冷度叫做热过冷。

10.氢脆：氢在室温附近使钢的塑性严重下降的现象被称为氢脆。 11.氮对焊缝的影响：使焊缝产生气孔；使材料变脆严重降低金属塑性；促进时效脆化。

一、填空题 1. 目前铸造成形技术的方法种类繁多按生产方法分类，可分为砂型铸造和特种铸造。 2. 在铸造生产中，细化铸件晶粒可采用的途径有增加过冷度、用孕育处理和附加振动。 3. 铸铁按碳存在形式分灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁 等。 4. 合金在铸造时的难易程度的衡量指标合金的流动性和收缩。 5. 合金的流动性主要取决于它本身的化学成分。 6. 压力加工的加工方法主要有：冲压、锻造、轧制、拉拔和挤压等。 6

7. 合金的流动性常采用浇注螺旋型标准试样的方法来衡量 8. 流动性不好的合金容易产生浇不足、 冷隔 、气孔、夹渣等缺陷。 9. 液态金属的充型能力主要取决于金属的流动性，还受外部条件如浇注温度、 充型压力 、铸型结构和铸型材料等因素的影响,是各种因素的综合反映。

10.金属由浇注温度冷却到室温经历了液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个相互关联的收缩阶段。

11.液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是内应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。

12.铸造中常产生的铸造缺陷有缩孔、缩松、浇不足、 裂纹、 内应力、夹渣和夹砂等 13. 特种铸造相对于砂型铸造的两类特点： 型模的革新和充型方式的变更 。 14.常用特种铸造方法金属型铸造、压力铸造、离心铸造、消失模铸造和熔模铸造、壳型铸造 等。

15.衡量金属锻造性能的两个指标塑性和变形抗力 。 16.自由锻造常用设备空气锤和水压机。 17.自由锻的基本工序包括 镦粗、拔长 、冲孔 、 弯曲 、切割、扭转和 错移 等。 18.镦粗的变形特点 横截面积变大，长度变短；普通拔长的变形特点 横截面积变小，长度变长；芯轴拔长的变形特点 内孔直径不变，长度变长，壁厚变薄。

19.锻造温度范围是指 始锻温度 与 终锻温度之差。后者过低易产生 加工硬化 现象。 20. 锤上模锻的实质 金属在模膛内成形 和 变形阻力大，变形不均匀 。 21. 模膛的分类 制坯模膛和 模锻模膛 。 22. 板料冲压中分离工序有 冲孔 、 落料 、 剪切 和 修整 等。变形工序有 拉深 、 弯 7

曲 、 翻边 和 成形 等。 23. 电弧燃烧实质是指电弧的 产生 、 运动 和 消失的动态平衡。 24. 电弧分为阴极区、 阳极区 和 弧柱区 三个区。 25. 直流电焊机正接极是指 焊件接正极，焊条接负极。 26. 焊接冶金过程的特点反应温度高、接触面积大、冷却速度快。 27. 焊接接头是指 焊缝和 热影响区 。焊接热影响区包括 熔合区、过热区、正火区、部分相变区和再结晶区 。

28. 焊接应力和变形产生的原因对焊缝区不均匀的加热和冷却 。 29. 焊接变形的几种形式 收缩变形、 角变形 、弯曲变形、扭曲变形 和 波浪形变形等。 30.焊接变形矫正方法 机械矫正法 和 火焰矫正法。

31. 焊接性主要指 结合性能和 使用性能。 32. 估算材料焊接性常采用的方法 碳当量法。 33. 焊接方法按照连接形式不同可以分为 压焊、熔焊 、和 钎焊 。 34. 埋弧自动焊使用 连续送进的焊丝相当于焊条，颗粒状的焊剂相当于药皮。 35. 氩弧焊的分类 熔化极电弧焊 和 不熔化极电弧焊。 36. 电阻焊的分类 点焊、缝焊、和 对焊。 37. 钎焊的分类 软钎焊 和 硬钎焊 。 二、选择题 1. 式样拉断前承受的最大拉应力称为（ B ）。 A 屈服强度 B抗拉强度 C 塑性强度 D 抗压强度

合集下载

材料成型原理河海大学复习资料(精)

材料成型原理河海大学复习资料(精)

hunt模型:对片状共晶:,对棒状共晶:凝固—规那么共晶—组织、性能。

2.非规那么共晶:共晶共生区偏向高熔点组元一侧 ;第三组元对石墨形态的影响:Ⅰ.片状:.球状:球化剂,Mg,Re。

变质处理:工业生产中,通过向金属液中参加某些微量物质以影响晶体的生长机理,从而到达改变组织结构,提高力学性能的目的,该种处理工艺成为变质处理。

3.偏晶合金的缺点:偏晶合金容易产生大的偏析。

偏晶合金的形核位置取决于三个界面能(σαL1、σαL2、σL1L2之间的关系。

铸造中为什么不用偏晶合金:由于特殊的冶金学特点,在常规的地面铸锭技术条件下极易形成严重的重力偏析乃至组元分层而几乎没有任何应用价值。

包晶合金:一个固相与它周围的液相相互作用 ,在一定的温度下,形成另一个固相,即LP+αP→β。

P相图→作业题。

包晶反响:细化晶粒:Al合金液中参加Ti,可形成TiAl3,Ti含量超过0.15wt%,包晶反应,TiAl3与L生成α相,包围TiAl3,溶质组元扩散慢,α相无法长大,得到细小的α相晶粒组织。

4.凝固中的对流:(对流对凝固的影响动量对流:浇注过程中的动量引起紊流漩涡,对连续铸锭而言,浇注与凝固同时进行,动量对流对铸锭的影响自始至终。

自然对流:自然对流由温度差或浓度差引起,液体各局部密度不同而产生的浮力是自然对流的驱动力。

对流对凝固组织形貌有较大影响(改变凝固界面前沿液体的温度场和浓度场:当流体速度与凝固界面垂直时,可能产生比较严重的宏观偏析;强烈的紊流可能冲刷新形成的枝晶臂,而造成晶粒繁殖,对细化等轴晶有一定的帮助。

5.搅拌:(搅拌对对流的影响搅拌后的半固态浆料淬火:晶粒形状规那么,大局部初生晶粒无搭接,呈球状、椭球状或花瓣状。

耦合作用(冷却速度与对流速度耦合作用:晶粒形状系数fi=(Rs/Rg3即与晶粒实际体积相等的球体体积与晶粒尖端包围圆所形成的球体体积之比业题如何获得需要的组织?fi=e^(-2R/v.(作6.自生复合材料:基体向、强化相1.铸造概念:指通过熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属注入铸型中使之冷却,凝固后获得具有一定形状和性能的铸件的成形方法。

材料成型基础复习试题（含答案）

材料成型基础复习试题（含答案）

材料成型基础复习试题（含答案）试卷1⼀、思考题1．什么是机械性能？（材料受⼒作⽤时反映出来的性能）它包含哪些指标？（弹性、强度、塑性、韧性、硬度等）各指标的含意是什么？如何测得?2．硬度和强度有没有⼀定的关系?为什么? （有，强度越⾼，硬度越⾼）为什么？（都反映材料抵抗变形及断裂的能⼒）3．名词解释：过冷度，晶格，晶胞，晶粒与晶界，同素异晶转变，固溶体，⾦属化合物，机械混合物。

4．过冷度与冷却速度有什么关系?对晶粒⼤⼩有什么影响? （冷却速度越⼤过冷度越⼤，晶粒越细。

）5.晶粒⼤⼩对⾦属机械性能有何影响?常见的细化晶粒的⽅法有哪些? （晶粒越细，⾦属的强度硬度越⾼，塑韧性越好。

孕育处理、提⾼液体⾦属结晶时的冷却速度、压⼒加⼯、热处理等）6．说明铁素体、奥⽒体、渗碳体和珠光体的合⾦结构和机械性能。

7．默绘出简化的铁碳合⾦状态图，并填⼈各区域内的结晶组织。

8．含碳量对钢的机械性能有何影响?⼆、填表说明下列符号所代表的机械性能指标三、填空1. 碳溶解在体⼼⽴⽅的α-Fe中形成的固溶体称铁素体，其符号为F ，晶格类型是体⼼⽴⽅，性能特点是强度低，塑性好。

2. 碳溶解在⾯⼼⽴⽅的γ-Fe中形成的固溶体称奥⽒体，其符号为 A ，晶格类型是⾯⼼⽴⽅，性能特点是强度低，塑性⾼。

3. 渗碳体是铁与碳的⾦属化合物，含碳量为6.69％，性能特点是硬度⾼，脆性⼤。

4. ECF称共晶线线，所发⽣的反应称共晶反应，其反应式是得到的组织为 L（4.3%1148℃）=A（2.11%）+Fe3C 。

5. PSK称共析线线，所发⽣的反应称共析反应，其反应式是A(0.77%727 ℃)=F(0.0218%)+ Fe3C 得到的组织为珠光体。

6. E是碳在γ-Fe中的最⼤溶解度点，P是碳在α-Fe中的最⼤溶解度点， A l线即 PSK ，A3线即 GS ， A cm线即 ES 。

7. 45钢在退⽕状态下，其组织中珠光体的含碳量是 0.77% 。

材料成型原理考研终极复习

材料成型原理考研终极复习

华科材料成型原理810 考研重点（1—6）第一章重点总结第一节了解即可，没有出过题。

第二节1.纯金属的液态结构（11 页第三段）2.实际金属的液态结构（11 页第四段第五行，从“因此，实际液态金属-----”到段末）3.名词解释温度起伏，结构起伏，能量起伏（11 页三、四段中）4.13 页第一段“X 射线衍射-----”第三节5.影响液态金属粘度的因素（14 页）（1）化学成分，难熔化合物的液体粘度较高，熔点低的共晶成分合金粘度低（2）温度，液体金属的粘度随温度的升高而降低。

（3）非金属夹杂物，非金属夹杂物使液态金属粘度增加6.粘度在材料成形过程中的意义（1）对液态金属净化的影响（2）对液态合金流动阻力的影响（3）对凝固过程中对流的影响7.名词解释，表面张力（15 页最下面一句“总之，一小部分---”）8.表面张力产生的原因，（16 页第一段）9.影响表面张力的因素（见2005 年A 卷二大题1 小题）第四节10．流变铸造及特点（21 页第一段“即使固相体积分数达到---”至最后，及21页最后一段，22 页第一段）11．半固态金属表观粘度的影响因素（21 页2 3 4 段）第二章重点总结1 铸造概念（22 页第一段第一句）第一节2.液态金属充型能力和流动性有何本质区别（见2006 年A 卷第2 题）3.两种金属停止流动机理（1）纯金属和窄结晶温度范围合金的停止流动机理（22 页最后一段）（2）款结晶温度范围合金停止流动机理（23 页第二三段）4.影响充型能力的因素及促进措施（1）金属性质方面的因素1．合金成分2．结晶潜热3.金属比热容4 液态金属粘度5 表面张力（2）铸型性质方面的因素1 铸型蓄热系数，蓄热系数越大，铸型的激冷能力就越强2.铸造温度（3）浇注条件方面因素1.浇注温度2 充型压头3 浇注系统结构（4）铸件结构方面因素1 折算厚度2 铸件复杂程度（每点后最好总结一句话）第二节5.金属凝固过程中的流动（第二节1、2 段）第三节6.了解存在三种传热；对流传热，传导传热，辐射传热即可第四节7.了解存在三种计算凝固时间的方法1 理论计算法2 平方根定律3 折算厚度法即可第三章重点第一节1 为什么过冷是液态合金结晶的驱动力（见2006 年A 卷第1 题）2. 何为热力学能障和动力学能障？凝固过程中是如何克服这两个能障的？（见2005 年D 卷第3 题）第二节3.形核条件(40 页第一段)4．名词解释，匀质形核，非匀质形核（41 页最上部）5，2007 年B 卷第1 题6．记住公式3-177.2006 年A 卷第3 题第三节8.晶体宏观长大方式晶体宏观长大方式取决于界面前方液体中的温度分布，即温度梯度（1）平面方式长大固-液界面前方液体中的温宿梯度大于0，液相温度高于界面温度，称为正温度梯度分布。

华中科技大学-材料成型原理考试重点详解

华中科技大学-材料成型原理考试重点详解

第一篇第一章液态金属的结构和性质1.凝固不过只是一种相变过程，即物质从液态转变成固态的过程称为凝固。

2.相变不只是发生在固相、液相、气相三相之间，在固相中间也是会有相变，即同素异构转变。

3.对金属晶体加热以后，晶体受热膨胀，若对晶体进一步加热，则达到激活能数值的原子数量也进一步增加。

原子离开点阵后，即留下自由点阵—空穴。

空穴的产生，造成局部地区的势垒的减少，使得邻近的原子进入空穴位置，这样就是造成空穴的位移。

在熔点附近，空穴数目可以达到原子总数的1%。

这样在实际晶体中，除按一定点阵排列外，尚有离位原子与空穴。

当这些原子的数量达到某一数量值时，首先在晶界处的原子跨越势垒而处于激活状态，以致能脱离晶粒的表面而向邻近的晶粒跳跃，导致原有晶粒失去固定形状与尺寸，晶粒间可出现相对流动，称为晶界粘性流动。

液态金属中的原子排列，在几个原子间距的小范围内与固态原子基本一致，而远离原子后就完全不同于固态，这个就称为“近程有序”、“远程无序”。

固态的原子为远程有序。

4.在熔点温度的固态变为同温度的液态时，金属要吸收大量的热量，称为熔化潜热。

5.固态金属的加热熔化符合热力学规律：Eq=d(U+pV)=dU+pdV=dHdS=Eq/T,其大小描述了金属由固态变成液态时原子由规则排列变成非规则排列的紊乱程度。

6.熵值变化是系统结构紊乱性变化的量度。

7.液态金属的结构：纯金属结构是由原子集团、游离原子和空穴组成；液态金属的结构是不稳定的，而是处于瞬息万变的状态，这种原子集团与空穴的变化现象称为“结构起伏”，同时还存在大量的能量起伏。

实际液态金属极其复杂，其中包括各种化学成分的原子集团、游离原子、空穴、夹杂物及气泡，是一种“浑浊”的液体。

存在温度起伏、结构起伏和成分起伏。

8.液态金属的性质：⑴粘度：实质上就是原子间作用力，影响因素①化学成分 一般的难熔化合物的物体粘度高，而熔点低的共晶成分合金的粘度低；②温度 液态金属的粘度随温度的升高而降低；③非金属夹杂物 液态金属中固态的非金属夹杂物使液态金属的粘度增加，主要是因为夹杂物的存在使液态金属成为不均匀的多相体系，液相流动时的内摩擦力增加所致。