合工大材料成型復習題

1、第二章1、什么是金屬液的充型能力？影響金屬充型能力的因素有哪三個？金屬液充滿鑄型型腔，獲得輪廓清晰、形狀準確的鑄件的能力金屬的流動性、鑄型條件、澆注條件2、影響金屬流動性的因素有哪些？金屬的凝固方式有哪三種？合金成分、合金的質量熱容、密度和熱導率逐層凝固、糊狀凝固、中間凝固3、何種金屬的流動性最好？該金屬呈何種凝固方式?灰鑄鐵 逐層凝固4、影響充型能力的鑄型條件有哪三個？鑄型的蓄熱系數(shù)、鑄型溫度、鑄型中的氣體5、鑄造時，金屬的收縮可分為哪三個階段？什么收縮階段易產生縮孔和縮松？什么收縮階段易產生應力、變形和裂紋？液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮液態(tài)收縮和凝固收縮階段易產生縮孔和縮松，固態(tài)收縮階段易

2、產生應力、變形和裂紋。6、何種合金易縮孔，何種合金易縮松；多出現(xiàn)于鑄件的哪些部位？縮孔：純金屬、共晶合金和凝固范圍窄的合金凝固呈逐層凝固，易產生縮孔。 位置：鑄件最后凝固部位縮松：凝固溫度范圍較寬的金屬。 位置：鑄件的軸線附近和熱節(jié)部位。7、什么是鑄造應力？什么是熱應力？鑄件上何處產生拉應力？何處產生壓應力？鑄造應力：鑄件在凝固和冷卻過程中由受阻收縮、熱作用和相變等因素引起的內應力熱應力：鑄件在凝固和冷卻過程中，不同部位由于溫差造成不均勻收縮而引起的鑄造應力。先冷處受壓，后冷處受拉8、P88 思考作業(yè)題 2-5，2-69、縮孔和縮松的防止措施主要有哪兩種？1）采用順序凝固原則 順序凝固是使鑄件

3、按規(guī)定方向從一部分到另一部分依次凝固的原則，通常用于收縮較大、凝固溫度范圍較小的合金2）加壓補縮 將鑄型置于壓力罐中，澆注后使鑄件在壓力下凝固可顯著減少顯微縮松10、減小和消除熱應力的方法有哪幾種?1）合理設計鑄件結構 鑄件壁厚應均勻且減少熱節(jié)。壁與壁間的連接應盡量采用圓角過渡，以免因產生應力集中而開裂。2）采用同時凝固原則 使型腔內各部分金屬液溫差很小，同時進行凝固。將內澆道開于薄部，必要時在厚部或熱節(jié)處設置冷鐵。適用于收縮較小的合金、傾向于糊狀凝固的合金、氣密性要求不高的鑄件、壁厚均勻的薄壁鑄件3）去應力退火一般為Ac1(100200) ，經保溫后隨爐冷卻至200300后出爐空冷11、何時

4、產生熱裂紋？何時產生冷裂紋？試分別簡述熱裂紋和冷裂紋的特征。熱裂紋：鑄件在凝固后期或凝固后在較高溫度下形成的裂紋。特征：斷面嚴重氧化，無金屬光澤，裂紋沿晶粒邊界產生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)則。冷裂紋：鑄件在凝固后溫度較低形成的裂紋。特征：裂紋常穿過晶粒延伸到整個斷面，有金屬光澤或微呈氧化色，多為直線或圓滑曲線。多出現(xiàn)在受拉部位，特別是應力集中處12、比較灰鑄鐵、球墨鑄鐵和鑄鋼的鑄造性能。各應采取哪些工藝措施來保證鑄件質量?；诣T鐵：鑄造性能優(yōu)良，流動性好、收縮??；產生鑄造缺陷的傾向最小。 一般采用同時凝固原則，無需設置冒口球墨鑄鐵：球墨鑄鐵的共晶凝固溫度范圍較寬，且球化處理時易產生氧化物和硫化物夾

5、雜，故鐵液流動性較差；其石墨化膨脹量大于灰鑄鐵，但縮前膨脹，使收縮量加大而產生縮孔、縮松缺陷。 生產球墨鑄鐵件多采用順序凝固原則，需設置冒口和冷鐵；應提高砂型的緊實度和透氣性以防止鑄型脹大；澆注時應注意擋渣和使鐵液迅速、平穩(wěn)地充型，以減少夾渣缺陷；應減少鐵液的硫、鎂含量和型砂的含水量，防止產生皮下氣孔。需熱處理調整基體。鑄鋼：鑄鋼的鑄造性能差，流動性差，易產生冷隔、澆不到、夾雜、氣孔等缺陷；收縮大，易產生縮孔、裂紋等缺陷。 生產鑄鋼件常設置冒口和冷鐵，采用順序凝固原則，以免產生縮孔；鑄型應有較高的強度、透氣性和耐火性；型腔表面應涂以耐火涂料 13、有哪幾種特種鑄造方法？試述每種方法的應用場合。

6、金屬型鑄造：主要用于成批、大量生產鋁合金、銅合金等非鐵合金中、小型鑄件壓力鑄造：主要用于鋁、鋅、鎂等各類非鐵合金中、小型鑄件的大量生產，如內燃機缸體、缸蓋、儀表和電器零件等。低壓鑄造: 主要用于鋁、鎂等非鐵合金中、小型鑄件的成批、大量生產，適于鑄造形狀較復雜的薄壁鑄件離心鑄造: 離心鑄造可用于各類鑄造合金及各種尺寸的鑄件的成批、大量生產，尤其適于空心回轉體類鑄件熔模鑄造: 可用于各種鑄造合金，尤其是高熔點、難加工合金的小型鑄件的成批、大量生產實型鑄造: 幾乎不受鑄件結構、尺寸、重量、批量和合金種類的限制，特別適用于形狀較復雜鑄件的生產連續(xù)鑄造: 主要用于鑄鋼、鑄鐵、銅合金和鋁合金等的等截面長鑄

7、件的成批、大量生產14、下列鑄件生產批量較大時，宜選擇何種鑄造方法？為什么？1.內燃機缸套（合金鑄鐵）離心鑄造或金屬型鑄造2.齒輪箱體（灰鑄鐵）：砂型鑄造,實型3.車床床身（灰鑄鐵）：砂型鑄造4.內燃機活塞（鋁合金）：金屬型鑄造or 低壓鑄造5.煤氣管道（球墨鑄鐵）：6.銑刀刀體（鑄鋼）：15、什么是澆注位置？試述澆注位置的選擇原則。P72-73圖2-31，32，33看懂會選擇。澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型內所處的位置。選擇原則：1）鑄件的重要加工面或主要工作面應處于底面或側面，以避免出現(xiàn)氣孔、砂眼、縮孔、縮松等鑄造缺陷2）鑄件的大平面應盡可能朝下或采用傾斜澆注，以避免產生夾砂、夾渣、氣孔等缺

8、陷。3）鑄件的薄壁部分應放在鑄型的下面或側面，以免產生澆不到、冷隔等鑄造缺陷4）對于收縮大的鑄件，為利于設置冒口進行補縮，厚實部位應置于上方16、什么是分型面？試述分型面的選擇原則。P73-74圖2-31，32，33看懂會選擇。分型面是鑄型組元間的接合面選擇原則：1）鑄件全部或大部置于下箱難以做到時，鑄件上的機械加工面及加工和測量基準面應盡量放在同一砂箱中2）分型面盡量少而平，以減少砂箱數(shù)，簡化造型工藝3）應盡量減少型芯、活塊的數(shù)量，以減少成本、提高工效4）主要型芯應盡量放在下半鑄型中，以利于下芯、合型和檢查型腔尺寸17、鑄造工藝參數(shù)有哪幾個？鑄件尺寸公差、要求的機械加工余量、鑄件線收縮率、起

9、模斜度18、鑄造工藝設計（P76支架例題看懂），P89-90 2-20b)19、同一零件的零件圖、鑄造工藝圖和鑄件圖之間有何聯(lián)系和區(qū)別零件圖是表達單個零件形狀、大小和特征的圖樣，也是在制造和檢驗機器零件時所用的圖樣鑄造工藝圖：鑄造生產用的指導性的技術文件，把鑄造生產中的一系列技術問題用規(guī)定的符號或文字集中在一張圖上表現(xiàn)出來。鑄件圖：又稱毛坯圖，是反映鑄件實際形狀、尺寸和技術要求的圖樣，是鑄造生產、鑄件檢驗與驗收的主要依據20、零件結構的鑄造工藝性，P81-86 圖2-4155會改，P89 思考作業(yè)題2-21零件結構的鑄造工藝性是指零件采用鑄造方法制坯時，其結構能否用最經濟的方法制造出來并符合設

10、計要求的能力為使零件結構具有良好的鑄造工藝性鑄造結構設計的基本原則是：1）鑄造的結構形狀應便于造型、制芯和清理2）鑄造的結構形狀應利于減少鑄造缺陷3）對于鑄造性能差的合金如球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、鑄鋼等其鑄件結構應從嚴要求，以免產生鑄造缺陷（過小充型能力差 澆不到 冷隔 過大中心部位晶粒粗大縮孔縮松） 鑄件壁厚應適當 鑄件壁厚 鑄件壁厚應均勻（減少熱節(jié)，防止縮孔 縮松 裂紋等） 內壁厚度應小于外壁（均勻冷卻 減少內應力 防止裂紋） 轉角處圓角過渡（防止熱節(jié)產生內應力、縮孔、縮松）（防止應力集中導致開裂 壁厚小采用圓角過渡 壁厚大采用楔形連接）鑄造性能對零件結構要求 鑄造壁的連接 避免壁交叉和銳角連

11、接（熱節(jié)） 避免壁厚突變 防止鑄件變形（力求壁厚均勻 結構對稱或設置加強肋）（中部輪轂壁厚大 冷卻慢 輻條宜設計為彎曲狀或改為輻板狀） 避免較大的水平面（易產生夾砂 氣孔 澆不到 盡量設計傾斜面） 減少輪形鑄件的內應力 利于減少和簡化鑄型的分型面 鑄件外形 側凹和凸臺不妨礙起模 垂直于分型面的非加工面應具有起模斜度鑄造工藝對零件結構要求 內腔形狀應利于制芯或省去型芯 鑄件的內腔 應利于型芯的固定、排氣和清理 大件和形狀復雜件可采用組合結構第三章1、塑性成形有什么優(yōu)點和缺點？優(yōu)點：金屬組織致密、晶粒細小、力學性能提高；屬于少、無切削加工，材料利用率高，生產效率高缺點：制件形狀比鑄件簡單，生產條件

12、較差（塑性成形：利用外力使金屬產生塑性變形，使其改變形狀、尺寸和改善性能，獲得型材或鍛壓件的加工方法）2、塑性成形后金屬材料的組織會發(fā)生什么樣的變化？由此帶來性能的什么變化？組織變化：晶粒沿變形方向被拉長，滑移面附近晶格產生畸變，出現(xiàn)許多微小碎晶性能變化：強度和硬度增加，塑性、韌性下降（優(yōu)點：強化金屬，發(fā)揮金屬材料性能潛力，尤其適合于不能用熱處理強化的合金。缺點：繼續(xù)塑性成形或切削加工難度加大，增大內應力。）3、如何區(qū)分冷成形、熱成形、溫成形？它們在實際生產中應用如何？冷成形:在回復溫度以下進行的塑性成形，變形過程中會出現(xiàn)加工硬化。有利于提高金屬的強度和表面質量,用于制造半成品或成品。(變形材

13、料應有較好的塑性且變形量不宜過大） 熱成形:在再結晶溫度以上進行的塑性成形，變形過程中有加工硬化又有再結晶，且硬化被再結晶完全消除。綜合力學性能好,變形力小，變形程度大,用于毛坯或半成品的制造。 溫成形:在高于回復溫度和低于再結晶溫度范圍內進行的塑性成形,有加工硬化及回復現(xiàn)象，但無再結晶。 用于強度較高、塑性較差的金屬，或尺寸較大、材料強度較高的零件或半成品制造。 4、形成鍛造流線的原因是什么？怎樣消除鍛造流線的不利影響？鍛造時，金屬的脆性雜質被打碎，順著金屬主要伸長方向呈碎粒狀或鏈狀分布，塑性雜質隨著金屬變形沿主要伸長方向呈帶狀分布，這樣熱段后的金屬組織就具有一定的方向性工作時的最大正應力方

14、向與流線方向一致（平行），切應力方向與流線方向垂直，且流線沿零件輪廓分布而不被切斷5、自由鍛造有什么特點？應用范圍如何？特點：金屬只有部分表面受到工具限制，其余則為自由表面變形特點：局部成形、效果疊加生產特點：設備通用性好、工具簡單； 鍛件組織細密、力學性能好； 操作技術要求高，生產效率低； 鍛件形狀較簡單、加工余量大、精度低。應用范圍：小型鍛件以成形為主；大型鍛件（尤其是重要件）和特殊鋼則以改善內部質量為主。主要用于單件、小批量生產，且是特大型鍛件的唯一生產方法6、P141 313 （繪制自由鍛件圖）7、P141 314 （自由鍛結構工藝性）8、模型鍛造有什么特點？應用范圍如何？特點：模鍛生

15、產效率和鍛件精度較高、鍛件形狀可較復雜，但一般需專用設備和模具、投資較大、鍛件重量較小應用范圍：小型鍛件的成批、大量生產定義：利用模具使毛坯變形獲得鍛件的方法9、繪制模鍛件圖應考慮哪些因素？分模面應如何選擇？因素： 1)應有合理的分模面2)應有合適的結構斜度和圓角3)避免高肋、薄壁、細深孔及多孔結構4)采用鍛-焊、鍛-螺紋連接等組合結構選擇：1）應取于鍛件的最大截面上，以使鍛件能從模鍛中順利取出2）模膛應盡量淺，以利于金屬充填和鍛件取出3)應盡量采用平面，以利于制造模具4）應盡量減少愉快，以減少切削工作量和金屬消耗5）不應取于鍛件中部的端面上，以利于檢查上下模的相對錯移和切除飛邊（便于順利取出

16、、易于金屬充填、盡量采用平面、盡量減少余塊、利于發(fā)現(xiàn)錯模）10、P141 316 （模鍛件結構工藝性）11、板料沖壓有什么特點？應用范圍如何？使板料經分離或成形而得到制件的工藝統(tǒng)稱。通常在冷態(tài)下進行，稱冷沖壓特點：1）沖壓件輕、薄、剛度好，形狀可較復雜；2）質量穩(wěn)定，表面光潔；3）操作簡便，生產率和材料利用率高；4）需專用設備和模具，生產批量小時不夠經濟。制造各種尺寸和精度的制件。應用范圍：大部分板材、管材及型材需通過沖壓加工12、沖裁、彎曲、拉深的最主要的工藝參數(shù)是什么？它們對各自的產品質量和工藝過程有什么影響？13、沖孔和落料的模具刃口尺寸分別應如何計算？沖孔：凸模刀口尺寸應按制件孔的最大

17、極限尺寸確定，而凹模刀口尺寸則為凸模刀口尺寸減去相應間隙值?？椎某叽缛Q于凸模刃口尺寸落料：凹模刃口尺寸應按落料件的最小極限尺寸確定，而凸模刃口尺寸則為凹模刃口尺寸減去相應的間隙值。尺寸取決于凹模刃口尺寸14、沖裁、彎曲、拉深三者的模具工作部分有何異同？15、P143 320 320 （沖壓件結構工藝性）第四章1.焊接分為哪三大類？各類的定義？熔焊：將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法（氣焊、電弧焊？電渣焊）壓焊：焊接過程中，必須對焊件施加壓力，以完成焊接的方法（電阻焊、摩擦焊）釬焊：采用比母材熔點低的金屬材料做釬料，將焊料和釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材

18、，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接的方法（火焰釬焊、電阻釬焊、浸漬釬焊）連接分類：焊接、膠接、機械連接2.焊接接頭各組成部分名稱。哪部分質量最好？哪部分質量最差？焊縫金屬區(qū)、熔合區(qū)、熱影響區(qū)（熱影響區(qū)：過熱區(qū)、相變重結晶區(qū)、不完全重結晶區(qū)）最好：相變重結晶區(qū)最差：熔合區(qū)3.調節(jié)焊接殘余應力措施？P148P149圖。 盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸并避免焊縫密集和交叉1）設計措施 采用剛度較小的接頭 采用合理的焊接順序，使焊縫收縮較為自由 降低焊接接頭的剛度工藝措施 加熱減應區(qū) 錘擊焊縫 預熱和后熱4.焊接殘余變形的五種類型？收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形、室溫變形5.低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼

19、、低合金結構鋼焊接性能比較。低碳鋼：CE小于0.4%,焊接性良好，可用各種方法無需采用任何工藝措施方便施焊。母材碳含量偏高或在低溫下焊接剛性較大的結構時，可采取預熱、后熱及使用低氫型焊條或高堿度焊劑等措施。中碳鋼：CE為0.4%0.6%,焊接性較差，焊接時應進行預熱（預熱溫度一般為100200）和后熱；選用低氫型焊條或堿度較高的焊劑；使用小電流、低焊速和多層焊，焊后應立即進行熱處理。高碳鋼：CE大于0.6%，焊接性更差，更易產生淬硬組織和裂紋。應采用更高的預熱溫度和更嚴格的工藝措施，一般只用于工具、模具的修補和鋼軌的對接。 6.焊接結構、工藝設計：焊縫布置，錯誤圖的改正。P166P168圖。結

20、構材料的選擇：1）盡量采用焊接性較好的材料2）盡量采用廉價材料3）盡量選用軋制成型焊縫布置：1）留有足夠的操作空間，以便于施焊和檢驗2）應避免焊縫密集或交匯 3）應使焊縫盡量避開工作應力較大和易產生應力集中的部位4）應避免母材厚度方向受拉 5）盡量使焊縫避開機加工面7.P189習題4-12，P189習題4-14，習題4-15。第五到八章1.粉末冶金工藝過程？金屬粉末的制取預處理坯料的成形燒結后處理2.粉末冶金成形方法有哪些？1）模壓（單向/雙向/浮動模壓制）2）粉末軋制3）擠壓成形4）等靜壓制（冷/熱等靜壓制）5）松裝燒結成形6）粉漿澆注7）爆炸成形3.粉末冶金零件結構的工藝性。1）盡量采用簡

21、單、對稱的形狀，避免截面變化過大以及窄槽、球面等，以利于制模和壓實2）避免局部薄壁，以利于裝粉壓實和防止出現(xiàn)裂紋3）避免側壁上的溝槽和凹孔，以利于壓實或減少余塊4）避免沿壓制方向截面積漸增，以利壓實。各壁的交接處應采用圓角過渡，以利于壓實及避免應力集中4.塑料成形工藝過程？2.塑料成形方法：(1) 擠出成形 (2) 注塑成形 (3) 壓塑成形 (4) 壓延成形 (5) 其它成形方法3.塑料的二次加工：(1) 機械加工 (2) 連接加工 (3) 修飾加工5.塑料成形方法有哪些？塑料成形方法：(1) 擠出成形 (2) 注塑成形 (3) 壓塑成形 (4) 壓延成形 (5) 其它成形方法6.塑料零件結構的工藝性。選用成形性能較好且價廉的聚合物，制品的形狀、結構應力求簡單，精度和表面質量要求也不應過高。(1) 壁厚應適當和均勻：通常取16mm (2)應避免肋板交叉，以免局部過厚而出現(xiàn)縮孔和氣泡 (3)寬底容器的底部應設計成拱形面 (4)內孔形狀應利于抽出型芯 (5)與脫模方向平行的內、外表面應具有結構斜度，以利于脫模和抽芯 (6) 側孔軸線應與脫模方向一致，以簡化模具和便于抽出型芯7.復合材料組成物可分哪兩類？1）作為基體材料形成