材料成型原理題庫

1、精選文檔陶瓷高校材料成型原理題庫熱傳導(dǎo)： 在連續(xù)介質(zhì)內(nèi)部或相互接觸的物體之間不發(fā)生相對位移而僅依靠分子及自由電子等微觀粒子的熱運動來傳遞熱量。熱對流： 流體中質(zhì)點發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞過程熱輻射： 是物質(zhì)由于本身溫度的緣由激發(fā)產(chǎn)生電磁波而被另一低溫物體吸取后,又重新全部或部分地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^程。均質(zhì)形核： 晶核在一個體系內(nèi)均勻地分布凝固： 物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^程過冷度：所謂過冷度是指在肯定壓力下冷凝水的溫度低于相應(yīng)壓力下飽和溫度的差值成分過冷： 這種由固-液界面前方溶質(zhì)再安排引起的過冷，稱為成分過冷偏析：合金在凝固過程中發(fā)生化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象殘余應(yīng)力：是消退外力或不均勻的溫度場等作用

2、后仍留在物體內(nèi)的自相平衡的內(nèi)應(yīng)力定向凝固原則： 定向凝固原則是實行各種措施，保證鑄件結(jié)構(gòu)上各部分按距離冒口的距離由遠及近，朝冒口方向凝固，冒口本身最終凝固。屈服準則： 是塑性力學(xué)基本方程之一，是推斷材料從彈性進入塑性狀態(tài)的判據(jù)簡潔加載; 在加載過程中各個應(yīng)力重量按同一比例增加，應(yīng)力主軸方向固定不變滑移線：塑性變形金屬表面所呈現(xiàn)的由滑移所形成的條紋本構(gòu)關(guān)系;應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系彌散強化：指一種通過在均勻材料中加入硬質(zhì)顆粒的一種材料的強化手段最小阻力定律：塑性變形體內(nèi)有可能沿不同方向流淌的質(zhì)點只選擇阻力最小方向流淌的規(guī)律邊界摩擦：單分子膜潤滑狀態(tài)下的摩擦變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬中添加少量的物質(zhì)，以改善

3、晶粒形核綠的工藝孕育處理; 抑制柱狀晶生長，達到細化晶粒，改善宏觀組織的工藝真實應(yīng)力：單向拉伸或壓縮時作用在試樣瞬時橫截面上是實際應(yīng)力熱塑性變形:金屬再結(jié)晶溫度以上的變形塑性：指金屬材料在外力作用下發(fā)生變形而不破壞其完整性的力量塑性加工：使金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變形并獲得所需外形的一種加工工藝相變應(yīng)力：金屬在凝固后冷卻過程中產(chǎn)生相變而帶來的0應(yīng)力變形抗力： 反應(yīng)材料抵制變形的力量超塑性: 材料在肯定內(nèi)部條件和外部條件下，呈現(xiàn)出特別低的流變應(yīng)力，特別高的流變性能的現(xiàn)象1 韌性金屬材料屈服時，密塞斯準則較符合實際的。2 硫元素的存在使得碳鋼易于產(chǎn)生開裂。3 塑性變形時不產(chǎn)生硬化的材料叫做抱負塑性

4、材料。4 應(yīng)力狀態(tài)中的壓應(yīng)力，能充分發(fā)揮材料的塑性。5 平面應(yīng)變時，其平均正應(yīng)力s等于中間主應(yīng)力s。6 鋼材中磷使鋼的強度、硬度提高，塑性、韌性 降低 。 7 材料在肯定的條件下，其拉伸變形的延長率超過100的現(xiàn)象叫超塑性。8 材料經(jīng)過連續(xù)兩次拉伸變形，第一次的真實應(yīng)變?yōu)閑.1，其次次的真實應(yīng)變?yōu)閑.25，則總的真實應(yīng)變e0.35。9 固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的力量叫材料的 塑性 。10 塑性成形中的三種摩擦狀態(tài)分別是： 干 、邊界、流體。11 對數(shù)應(yīng)變的特點是具有真實性、牢靠性和可加性。12 就大多數(shù)金屬而言，其總的趨勢是，隨著溫度的上升，塑性增加。13鋼冷擠壓前，需

5、要對坯料表面進行磷化-皂化潤滑處理。14 為了提高潤滑劑的潤滑、耐磨、防腐等性能常在潤滑油中加入的少量活性物質(zhì)的總稱叫添加劑。15 塑性指標的常用測量方法 拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)試驗 。16 彈性變形機理 原子間距的變化； 塑性變形機理 位錯運動為主。1、液態(tài)金屬或合金中一般存在 相（或結(jié)構(gòu)） 起伏、 濃度 起伏和 能量 起伏，其中在肯定過冷度下，臨界核心由 相（或結(jié)構(gòu)） 起伏供應(yīng)，臨界生核功由 能量 起伏供應(yīng)。2、液態(tài)金屬的流淌性主要由 成分 、 溫度 和 雜質(zhì)含量 等打算。3、液態(tài)金屬（合金）凝固的驅(qū)動力由 過冷度 供應(yīng)，而凝固時的形核方式有 均質(zhì)形核 和 異質(zhì)形核或 非質(zhì)形核 兩種。5、鑄件凝

6、固過程中接受 振動 、 攪拌 和 旋轉(zhuǎn)鑄型 等物理方法實現(xiàn)動態(tài)結(jié)晶，可以有效地細化晶粒組織。6、孕育和變質(zhì)處理是把握金屬（合金）鑄態(tài)組織的主要方法，兩者的主要區(qū)分在于孕育主要影響 生核過程 ，而變質(zhì)則主要轉(zhuǎn)變 晶體的生長過程 。7、鑄造合金從澆注溫度冷卻到室溫一般要經(jīng)受 液態(tài)收縮 、 凝固收縮 和 固態(tài)收縮 三個收縮階段。8、鑄件中的成分偏析按范圍大小可分為 微觀偏析 和 宏觀偏析 兩大類。1液態(tài)金屬本身的流淌力量主要由液態(tài)金屬的 成分 、 溫度 和 雜質(zhì)含量 等打算。2液態(tài)金屬或合金凝固的驅(qū)動力由 過冷度 供應(yīng)。3晶體的宏觀生長方式取決于固液界面前沿液相中的溫度梯度，當溫度梯度為正時，晶體的

7、宏觀生長方式為 平面長大方式 ，當溫度梯度為負時，晶體的宏觀生長方式為 樹枝晶長大方式 。5液態(tài)金屬凝固過程中的液體流淌主要包括 自然對流 和 強迫對流 。 6液態(tài)金屬凝固時由熱集中引起的過冷稱為 熱過冷 。7鑄件宏觀凝固組織一般包括 表層細晶粒區(qū) 、 中間柱狀晶區(qū) 和 內(nèi)部等軸晶區(qū) 三個不同形態(tài)的晶區(qū)。8內(nèi)應(yīng)力按其產(chǎn)生的緣由可分為 熱應(yīng)力 、 相變應(yīng)力 和 機械應(yīng)力 三種。9鑄造金屬或合金從澆鑄溫度冷卻到室溫一般要經(jīng)受 液態(tài)收縮 、 凝固收縮 和 固態(tài)收縮 三個收縮階段。10鑄件中的成分偏析按范圍大小可分為 微觀偏析 和 宏觀偏析 二大類。1、什么是縮孔和縮松？請分別簡述這兩種鑄造缺陷產(chǎn)生的

8、條件和基本緣由？答：鑄造合金在凝固過程中，由于液態(tài)收縮和凝固收縮的產(chǎn)生，往往在鑄件最終凝固的部位消滅孔洞，稱為縮孔；其中尺寸細小而且分散的孔洞稱為分散性縮孔，簡稱縮松。 縮孔產(chǎn)生的條件是：鑄件由表及里逐層凝固；其產(chǎn)生的基本緣由是：合金的液態(tài)收縮和凝固收縮值之和大于固態(tài)收縮值。 縮松產(chǎn)生的條件是：合金的結(jié)晶溫度范圍較寬，傾向于體積凝固。其產(chǎn)生的基本緣由是：合金的液態(tài)收縮和凝固收縮值之和大于固態(tài)收縮值。2.簡述提高金屬塑性的主要途徑。答：一、提高材料的成分和組織的均勻性 二、合理選擇變形溫度和變形速度 三、選擇三向受壓較強的變形方式 四、削減變形的不均勻性12、對于低碳鋼薄板，接受鎢極氬弧焊較簡潔

9、實現(xiàn)單面焊雙面成形（背面均勻焊透）。接受同樣焊接規(guī)范去焊同樣厚度的不銹鋼板或鋁板會消滅什么后果？為什么？解：接受同樣焊接規(guī)范去焊同樣厚度的不銹鋼板可能會消滅燒穿，這是由于不銹鋼材料的導(dǎo)熱性能比低碳鋼差，電弧熱無法準時散開的原因；相反，接受同樣焊接規(guī)范去焊同樣厚度的鋁板可能會消滅焊不透，這是由于鋁材的導(dǎo)熱力量優(yōu)于低碳鋼的原因。6、鑄件典型宏觀凝固組織是由哪幾部分構(gòu)成的，它們的形成機理如何?答：鑄件的宏觀組織通常由激冷晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和內(nèi)部等軸晶區(qū)所組成。表面激冷區(qū)的形成：當液態(tài)金屬澆入溫度較低的鑄型中時，型壁四周熔體由于受到猛烈的激冷作用，產(chǎn)生很大的過冷度而大量非均質(zhì)生核。這些晶核在過冷熔體中也以

10、枝晶方式生長，由于其結(jié)晶潛熱既可從型壁導(dǎo)出，也可向過冷熔體中散失，從而形成了無方向性的表面細等軸晶組織。 柱狀晶區(qū)的形成：在結(jié)晶過程中由于模壁溫度的上升，在結(jié)晶前沿形成適當?shù)倪^冷度，使表面細晶粒區(qū)連續(xù)長大（也可能直接從型壁處長出），又由于固-液界面處單向的散熱條件（垂直于界面方向），處在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的單向熱流的作用下，以表面細等軸晶凝固層某些晶粒為基底，呈枝晶狀單向延長生長，那些主干取向與熱流方向相平行的枝晶優(yōu)先向內(nèi)伸展并抑制相鄰枝晶的生長，在淘汰取向不利的晶體過程中，進展成柱狀晶組織。 內(nèi)部等軸晶的形成： 內(nèi)部等軸晶區(qū)的形成是由于熔體內(nèi)部晶核自由生長的結(jié)果。隨著柱狀晶的進展

11、，熔體溫度降到足夠低，再加之金屬中雜質(zhì)等因素的作用，滿足了形核時的過冷度要求，于是在整個液體中開頭形核。同時由于散熱失去了方向性，晶體在各個方向上的長大速度是相等的，因此長成了等軸晶。6、什么是金屬的超塑性？超塑性變形有什么特征？答：在一些特定條件下，如肯定的化學(xué)成分、特定的顯微組織、特定的變形溫度和應(yīng)變速率等，金屬會表現(xiàn)出異乎尋常的高塑性狀態(tài)，即所謂超常的塑性變形。塑性效應(yīng)表現(xiàn)為以下幾個特點：大伸長率、無縮頸、低流淌應(yīng)力、對應(yīng)變速率的敏感性、易成形。5、什么是加工硬化？產(chǎn)生加工硬化的緣由是什么？它對金屬的塑性和塑性加工有何影響？ 答：加工硬化：在常溫狀態(tài)下，金屬的流淌應(yīng)力隨變形程度的增加而上

12、升。為了使變形連續(xù)下去，就需要增加變形外力或變形功。這種現(xiàn)象稱為加工硬化。加工硬化產(chǎn)生的緣由主要是由于塑性變形引起位錯密度增大，導(dǎo)致位錯之間交互作用增加，大量形成纏結(jié)、不動位錯等障礙，形成高密度的“位錯林”，使其余位錯運動阻力增大，于是塑性變形抗力提高。1、簡述滑移和孿生兩種塑性變形機理的主要區(qū)分。 答： 滑移是指晶體在外力的作用下，晶體的一部分沿肯定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生相對移動或切變?；瓶偸茄刂用芏茸畲蟮木婧途虬l(fā)生。 孿生變形時，需要達到肯定的臨界切應(yīng)力值方可發(fā)生。在多晶體內(nèi)，孿生變形是極其次要的一種補充變形方式。9 . 對于低碳鋼薄板，接受鎢極氬弧焊較簡潔實現(xiàn)單面焊雙面

13、成形（背面均勻焊透）。接受同樣焊接規(guī)范去焊同樣厚度的不銹鋼板或鋁板會消滅什么后果？為什么？解：接受同樣焊接規(guī)范去焊同樣厚度的不銹鋼板可能會消滅燒穿，這是由于不銹鋼材料的導(dǎo)熱性能比低碳鋼差，電弧熱無法準時散開的原因；相反，接受同樣焊接規(guī)范去焊同樣厚度的鋁板可能會消滅焊不透，這是由于鋁材的導(dǎo)熱力量優(yōu)于低碳鋼的原因。1.鑄件典型宏觀凝固組織是由哪幾部分構(gòu)成的，它們的形成機理如何?答：鑄件的宏觀組織通常由激冷晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和內(nèi)部等軸晶區(qū)所組成。表面激冷區(qū)的形成：當液態(tài)金屬澆入溫度較低的鑄型中時，型壁四周熔體由于受到猛烈的激冷作用，產(chǎn)生很大的過冷度而大量非均質(zhì)生核。這些晶核在過冷熔體中也以枝晶方式生長，

14、由于其結(jié)晶潛熱既可從型壁導(dǎo)出，也可向過冷熔體中散失，從而形成了無方向性的表面細等軸晶組織。柱狀晶區(qū)的形成：在結(jié)晶過程中由于模壁溫度的上升，在結(jié)晶前沿形成適當?shù)倪^冷度，使表面細晶粒區(qū)連續(xù)長大（也可能直接從型壁處長出），又由于固-液界面處單向的散熱條件（垂直于界面方向），處在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的單向熱流的作用下，以表面細等軸晶凝固層某些晶粒為基底，呈枝晶狀單向延長生長，那些主干取向與熱流方向相平行的枝晶優(yōu)先向內(nèi)伸展并抑制相鄰枝晶的生長，在淘汰取向不利的晶體過程中，進展成柱狀晶組織。內(nèi)部等軸晶的形成：內(nèi)部等軸晶區(qū)的形成是由于熔體內(nèi)部晶核自由生長的結(jié)果。隨著柱狀晶的進展，熔體溫度降到足夠低

15、，再加之金屬中雜質(zhì)等因素的作用，滿足了形核時的過冷度要求，于是在整個液體中開頭形核。同時由于散熱失去了方向性，晶體在各個方向上的長大速度是相等的，因此長成了等軸晶。5.試分析影響鑄件宏觀凝固組織的因素，列舉獲得細等軸晶的常用方法。 答：鑄件的三個晶區(qū)的形成是相互聯(lián)系相互制約的，穩(wěn)定凝固殼層的形成打算著表面細晶區(qū)向柱狀晶區(qū)的過度，而阻擋柱狀晶區(qū)的進一步進展的關(guān)鍵則是中心等軸晶區(qū)的形成，因此凡能強化熔體獨立生核，促進晶粒游離，以及有助于游離晶的殘存與增殖的各種因素都將抑制柱狀晶區(qū)的形成和進展，從而擴大等軸晶區(qū)的范圍，并細化等軸晶組織。 細化等軸晶的常用方法：（1） 合理的澆注工藝：合理降低澆注溫度

16、是削減柱狀晶、獲得及細化等軸晶的有效措施；通過轉(zhuǎn)變澆注方式強化對流對型壁激冷晶的沖刷作用，能有效地促進細等軸晶的形成；（2）冷卻條件的把握：對薄壁鑄件，可接受高蓄熱、快熱傳導(dǎo)力量的鑄型；對厚壁鑄件，一般接受冷卻力量小的鑄型以確保等軸晶的形成，再輔以其它晶粒細化措施以得到滿足的效果；（3）孕育處理：影響生核過程和促進晶粒游離以細化晶粒。（4）動力學(xué)細化：鑄型振動;超聲波振動;液相攪拌;流變鑄造，導(dǎo)致枝晶的裂開或與鑄型分別，在液相中形成大量結(jié)晶核心，達到細化晶粒的目的。7.試述焊接熔池中金屬凝固的特點。答：熔焊時，在高溫熱源的作用下，母材發(fā)生局部熔化，并與熔化了的焊接材料相互混合形成熔池，同時進行

17、短暫而簡單的冶金反應(yīng)。當熱源離開后，熔池金屬便開頭了凝固。因此，焊接熔池具有以下一些特殊性。（1）熔池金屬的體積小，冷卻速度快。在一般電弧焊條件下，熔池的體積最大也只有30cm3 ，冷卻速度通?？蛇_4100/s，。（2）熔池金屬中不同區(qū)域溫差很大、中心部位過熱溫度最高。熔池金屬中溫度不均勻，且過熱度較大，尤其是中心部位過熱溫度最高，非自發(fā)形核的原始質(zhì)點數(shù)將大為削減。（3）動態(tài)凝固過程。一般熔焊時，熔池是以肯定的速度隨熱源而移動。（4）液態(tài)金屬對流激烈。熔池中存在很多簡單的作用力，使熔池金屬產(chǎn)生猛烈的攪拌和對流，在熔池上部其方向一般趨于從熔池頭部向尾部流淌，而在熔池底部的流淌方向與之正好相反，這

18、一點有利于熔池金屬的混和與純潔。2.偏析是如何形成的？影響偏析的因素有哪些？生產(chǎn)中如何防止偏析的形成？答：偏析主要是由于合金在凝固過程中集中不充分、溶質(zhì)再安排而引起的。影響偏析的因素有：1）合金液、固相線間隔；2）偏析元素的集中力量；3）冷卻條件。針對不同種類的偏析可實行不同的防止方法，具體有：（1）生產(chǎn)中可通過集中退火或均勻化退火來消退晶內(nèi)偏析，即將合金加熱到低于固相線100200的溫度，進行長時間保溫，使偏析元素進行充分集中，以達到均勻化；（2）預(yù)防和消退晶界偏析的方法與晶內(nèi)偏析所接受的措施相同，即細化晶粒、均勻化退火。但對于氧化物和硫化物引起的晶界偏析，即使均勻化退火也無法消退，必需從削

19、減合金中氧和硫的含量入手。（3）向合金中添加細化晶粒的元素，削減合金的含氣量，有助于削減或防止逆偏析的形成。（4）降低鑄錠的冷卻速度，枝晶粗大，液體沿枝晶間的流淌阻力減小，促進富集液的流淌，均會增加形成V形和逆V形偏析的傾向。（5）削減溶質(zhì)的含量，實行孕育措施細化晶粒，加強固-液界面前的對流和攪拌，均有利于防止或削減帶狀偏析的形成。（6）防止或減輕重力偏析的方法有以下幾種：1）加快鑄件的冷卻速度，縮短合金處于液相的時間，使初生相來不及上浮或下沉；2）加入能阻礙初晶沉浮的合金元素。例如，在Cu-Pb合金中加少量Ni，能使Cu固溶體枝晶首先在液體中形成枝晶骨架，從而阻擋Pb下沉。再如向Pb-17S

20、n合金中加入質(zhì)量分數(shù)為1.5%的Cu，首先形成Cu-Pb骨架，也可以減輕或消退重力偏析；3）澆注前對液態(tài)合金充分攪拌，并盡量降低合金的澆注溫度和澆注速度。15、分析氫在形成冷裂紋中的作用，簡述氫致裂紋的特征和機理。答：（1）氫的作用焊縫凝固時，高溫下溶入液態(tài)金屬中的氫將來不及析出，呈過飽和態(tài)殘留在接頭中。由于氫原子的體積小，因此可以在接頭中自由集中，稱之為接頭中的集中氫。集中氫易于在焊接熱影響區(qū)、焊趾、焊根等部位偏聚，使金屬脆化。尤其是當這些部位存在顯微裂紋時，集中氫易向裂紋尖端的三向拉伸應(yīng)力區(qū)集中、聚集，當接頭中的集中氫達到氫的臨界含量時，將導(dǎo)致冷裂紋的消滅。（2）氫致裂紋的形成機理及特征v形成機理：接頭中的集中氫不僅使金屬脆化，當金屬內(nèi)部存在顯微裂紋等缺陷時，在應(yīng)力的作用下，裂紋