材料成形工藝基礎(chǔ)習(xí)題復(fù)習(xí)資料

1、1. 金屬材料的機械性能通常用哪幾個指標(biāo)衡量？答：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞極限等。2. 何謂同素異晶轉(zhuǎn)變，純鐵不同溫度下的晶格變化如何？答： 同素異晶轉(zhuǎn)變：金屬在固態(tài)下，隨溫度的改變由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象稱為同素異晶轉(zhuǎn)變。純鐵在1538。C結(jié)晶為-Fe ,體心立方結(jié)構(gòu); 溫度降到1394。C時，-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)?Fe,面心立方結(jié)構(gòu)；降到912。C時，-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)?Fe,為體心立方結(jié)構(gòu)3. 從狀態(tài)圖看含 碳0.4%、0.9%的碳鋼在室溫下由哪些組織構(gòu)成？答：0.4%由 鐵素體（F）+珠光體（P）0.9%由 二次滲碳體（Fe3C）+珠光體（P）4. 淬火的目的是什么？答：淬火的主要目

2、的是使奧氏體化后的工年獲得盡量多的馬氏體（或下貝氏體組織），然后配以不同的溫度回火獲得各種需要的性能。例如：提高鋼件的機械性能,諸如硬度、耐磨性、彈性極限、疲勞強度等，改善某些特殊鋼的物理或者化學(xué)性能，如增強磁鋼的鐵磁性，提高不銹鋼的耐蝕性等。5.某彈簧由優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造，應(yīng)選用什么牌號的鋼？應(yīng)選用怎樣的熱處理工藝？答： 含碳量在0.6%-0.9%之間，65、70、85、65Mn.65Mn淬火+中溫回火6.從下列鋼號中，估計出其主要元素大致含量20 45 T10 16Mn 40Cr答：0.2%C 、0.45%C、 1.0%C,Mn0.4%,Si0.35、0.16%C,Mn1.2%-1.6% 、0

3、.4%C，0.8-1.1%Cr7.簡述鑄造成型的實質(zhì)與優(yōu)缺點。答：鑄造成型的實質(zhì)是：利用金屬的流動性，逐步冷卻凝固成型的工藝過程。優(yōu)點：1.工藝靈活生大，2.成本較低，3.可以鑄出外形復(fù)雜的毛坯缺點：1.組織性能差，2機械性能較低，3.難以精確控制，鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定4.勞動條件太差，勞動強度太大。8.合金流動性取決于哪些因素？合金流動性不好對鑄件品質(zhì)有何影響？答：合金流動性取決于 1.合金的化學(xué)成分 2.澆注溫度 3.澆注壓力 4.鑄型的導(dǎo)熱能力5.鑄型的阻力 合金流動性不好：產(chǎn)生澆不到、冷隔等缺陷，也是引起鑄件氣孔、夾渣和縮孔缺陷的間接原因。9.何謂合金的收縮，影響合金收縮的因素有哪些？答：

4、合金的收縮：合金在澆注、凝固直至冷卻到室溫的過程中體積或縮減的現(xiàn)象影響因素：1.化學(xué)成分 2 澆注溫度 3.鑄件的結(jié)構(gòu)與鑄型條件10.何謂同時凝固原則和定向凝固原則？試對圖1所示階梯型試塊鑄件設(shè)計澆注系統(tǒng)和冒口與冷鐵，使其實現(xiàn)定向凝固。答：同時凝固原則：鑄件相鄰各部位或鑄件各處凝固開始與結(jié)束的時間相同或相近，甚至是同時完成凝固過程，無先后的差異與明顯的方向性，稱作同時凝固。 定向凝固原則：就是在鑄件可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位安放冒口，使鑄件遠離冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。冒口在左端，冷鐵在左側(cè)兩邊11.怎樣區(qū)別鑄件裂紋的性質(zhì)？用什么措施防止裂紋？答：裂紋可以分為熱裂

5、紋和冷裂紋。熱裂紋的特征是：裂紋短、縫隙寬，形狀曲折，裂紋內(nèi)呈氧化色。防止方法：選擇凝固溫度范圍小，熱裂紋傾向小的合金和改善鑄件結(jié)構(gòu)，提高型砂的退讓 。冷裂紋的特征是：裂紋細小，呈現(xiàn)連續(xù)直線狀，裂縫內(nèi)有金屬光澤或輕微氧化色。防止方法:減少鑄件內(nèi)應(yīng)力和降低合金脆性，設(shè)置防裂肋12.影響鑄鐵中石墨化進程的主要因素是什么？相同化學(xué)成分的鑄件的力學(xué)性能是否相同？ 答：1.主要是化學(xué)成分和冷卻速度。2.不同13.灰鑄鐵最適合鑄造什么樣的鑄件？舉出十種你所知道的鑄鐵名稱與它們?yōu)槭裁床挥脛e的材料的原因。答：發(fā)動機缸體，缸蓋，剎車盤，機床支架，閥門，法蘭，飛輪，機床，機座，主軸箱原因是灰鑄鐵的性能：組織：可看

6、成是碳鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同灰鑄鐵分為三類：鐵素體基體灰鑄鐵；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵；珠光體基體灰鑄鐵。 力學(xué)性能：灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關(guān)?；诣T鐵中的片狀石墨對基體的割裂嚴(yán)重，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性遠低于鋼，但抗壓強度與鋼相當(dāng)，也是常用鑄鐵件中力學(xué)性能最差的鑄鐵。同時，基體組織對灰鑄鐵的力學(xué)性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強度和硬度最低，故應(yīng)用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細小，有較高的強度和硬度，主要用來制造較重要鑄件；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。故工業(yè)

7、上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。 其他性能：良好的鑄造性能、良好的減振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性14.可鍛鑄鐵是如何獲得的？為什么它只適宜制作薄壁小鑄件？答：制造可鍛鑄鐵必須采用碳、硅含量很低的鐵液，以獲得完全的白口組織?？慑戣T鐵件的壁厚不得太厚，否則鑄件冷卻速度緩慢，不能得到完全的白口組織。15.為什么普通灰鑄鐵熱處理的效果不如球墨鑄鐵好？普通灰鑄鐵常用的熱處理方法有哪些？其目的是什么？答：1.灰鑄鐵組織中粗大石墨片對基體的破壞作用不能依靠熱處理來消除或改進。而后者的基體為珠光體加鐵素體的混合組織，可以通過改善其金屬基體，以獲得所需的組織和性能。16. 進行時效

8、處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，防止加工后變形；進行軟經(jīng)退火，以消除白口，降低硬度，改善切削加工性能。16. 為什么制造臘模時采用糊狀臘料加壓成形，而較少采用臘液澆注成型？為什么脫蠟時水溫不應(yīng)到沸點？答：蠟?zāi)２牧峡捎檬?、硬脂酸等配成，在常用的配料中，石蠟和硬脂酸各?0%，其熔點5060攝氏度，高熔點蠟料中也可加入可熔性塑性。制模時，先將蠟料熔為糊狀，然后以0.20.4Mpa的壓力將蠟料壓入型內(nèi)，待凝固成形后取出，修去毛刺。蠟在回收處理時，為了除去雜質(zhì)和水份，必須加熱到蠟的熔點以上，但不能達到水的沸點。17. 壓力鑄造工藝有何缺點？它熔模鑄造工藝的適用范圍有何顯著不同？答：壓力鑄造的優(yōu)點：1. 生產(chǎn)率高

9、2. 鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度低，并可直接鑄出極薄件或帶有小孔、螺紋的鑄件3. 鑄件冷卻快，又是在壓力下結(jié)晶，故晶粒細小，表層緊實，鑄件的強度、硬度高4. 便于采用嵌鑄法壓力鑄造的缺點：1.壓鑄機費用高，壓鑄型 成本極高，工藝準(zhǔn)備時間長，不適宜單件、不批生產(chǎn)。2.由于壓鑄型壽命原因，目前壓鑄尚不適于鑄鋼、鑄造鐵等高熔點合金的鑄造。3.由于金屬液注入和冷凝速度過快，型腔氣體難以 全排出，厚壁處難以進行補縮。壓力鑄造應(yīng)用于：低熔點非鐵金屬的小型、薄壁、形狀復(fù)雜件的大量生產(chǎn)熔模鑄造應(yīng)用于：高熔點、難以切削加工的合金鋼鑄件的成批、大量生產(chǎn)18.低壓鑄造的工作原理與壓力鑄造有何不同？為何鋁合金常采用

10、低壓鑄造？答：1工作原理：將干燥的壓縮空氣或惰性氣體通入盛有金屬液的密坩堝中，使金屬液在低壓體作用下沿升液管上升，經(jīng)澆道進入鑄型型腔；當(dāng)金屬液充滿型腔后，保持壓力直至鑄件完全凝固；然后使坩堝與大氣相通，撤銷壓力，使升液管和澆道中尚未凝固的金屬在重力作用下流回坩堝；最后開啟上型，由頂桿頂出鑄件。2低壓鑄造具有以下優(yōu)點：1。通過氣壓將鋁液從保溫爐內(nèi)壓鑄到模具型腔內(nèi)，鋁液充填型腔的速度可控，充滿型腔后繼續(xù)保持一定壓力，使鋁液在壓力下結(jié)晶凝固，故鑄件組織致密，無縮松和氣孔；2。由于鑄件是在壓力作用下的從上至下的順序凝固，故無需冒口，金屬利用率高；3。由于是通過氣壓自動澆注，故易于實現(xiàn)自動化，減輕勞動強

11、度；4。低壓鑄造的鑄件可以進行熱處理。鑒于以上優(yōu)點，故鋁合金常用低壓鑄造。19.什么是離心鑄造？它在圓筒鑄件中有哪些優(yōu)越性？圓盤狀鑄件與成型鑄件應(yīng)采用什么形式的離心鑄造？答：將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力作用下充填鑄型和凝固而形成鑄件的工藝稱為離心鑄造優(yōu)點：1.可省去型芯、澆注系統(tǒng)和冒口 2.補縮條件好，鑄件組織致密，力學(xué)性能好 3.便于“雙金屬”軸套和軸瓦圓盤狀鑄件用立式離心鑄造，成形鑄件采用成形件離心鑄造20澆注位置對鑄件品質(zhì)有何影響？它按照什么原則來選擇？ 答：澆注位置不好會造成鑄件產(chǎn)生夾渣、氣孔、縮孔，澆不到，冷隔等現(xiàn)象。原則：1.   &#

12、160;  澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；2.      盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時間；3.      澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，即噴射和蛇形流動，并有利于排氣和補縮；4.      避免高壓融體對型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移；5.      澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易

13、于塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷；6.      熔和縫位置須合理安排，必要時配置冷料井獲溢料槽；7.      盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量；21.試述結(jié)構(gòu)斜度與起模度的異同點答：相同點：都是便于鑄造而設(shè)計的斜度不同點：結(jié)構(gòu)斜度是產(chǎn)品功能或者外觀所需要的，起模斜度也叫拔模斜度，是鑄造時為了能夠讓模具順利從砂型等拿出來而特意做的斜度。產(chǎn)品設(shè)計時可以沒有斜度，但在模具設(shè)計時要考慮要增加一些斜度以利于拔模。22.什么是最小阻力定律？答：金屬受外力作用發(fā)生塑性形變時，如果金屬質(zhì)點

14、在幾個方向上都可流動，那么金屬質(zhì)點就優(yōu)先沿著阻力最小的方向流動。23.軋材中的纖維組織是怎樣形成的？它的存在對制作零件有何利弊？答：（1）鋼錠在壓力加工中產(chǎn)生塑性變形時，基體金屬的晶粒形狀和沿晶界分布的雜質(zhì)開狀將沿著變形方向被拉長，呈纖維形狀。其中，纖維狀的雜質(zhì)不能經(jīng)再結(jié)晶而消失，在塑性變形后被保留下來，這種結(jié)構(gòu)叫纖維組織。（2）纖維組織的存在使零件分布狀況不能通過熱處理消除，只能通過不同方向上的鍛壓成形才能改變。同時，我們也可以利用纖維組織的方向性，加固零件使零件不易被切斷。24. 如何提高金屬塑性？最常采用的措施是什么？答：提高材料成分和組織的均勻性，合理選擇變形溫度和應(yīng)變速率，選擇三向壓

15、縮性比較強的方式，減小變形的不均勻性，提高材料的純度。25.兩個內(nèi)徑分別為60mm和120mm、高均為30mm的帶孔坯料，分別套在直徑為60mm的芯軸上擴孔，試用最小阻力定律分析產(chǎn)生什么不現(xiàn)的效果?答：直徑越小，阻力越大。內(nèi)徑為60mm的帶孔坯料受到的阻力較大，擴孔后的效果呈橢圓形，而內(nèi)徑為120mm的帶孔坯料受到的阻力較小，基本和原來的形狀相似，呈圓形.26. 如何確定模鍛件分模面的位置？答：模鍛件分模面要保證以下原則：要保證模鍛件能從模膛中取出；按選定的分模面制成鍛模后，應(yīng)使上、下兩模沿分模面的模膛輪廓一致；最好把分模面選定在模膛深度最淺的位置處；選定的分模面應(yīng)使零件所加的敷料最少；最好使

16、分模面為一個平面，上、下鍛模的模膛深度基本一致，以便于鍛模制造。27.繪制模鍛件圖應(yīng)考慮哪些問題？選擇分模面與鑄件的分型面有何異同？為什么要考慮模鍛斜度和圓角半徑？錘上模鍛帶孔的鍛件時，為什么不能鍛出通孔？答：（1）a.選擇模鍛件的分模面b.確定模鍛件的機械加工余量與尺寸公差c標(biāo)注模鍛斜度d.標(biāo)注模鍛圓角半徑e.留出沖孔連皮（2）a. 要保證模鍛件能從模膛中取出。b .按選定分模面制成鍛模后，應(yīng)使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致。C. 最好把分模面選在模膛深度最淺的位置處。D .選定的分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少。 E.最好使分模面為一個平面，上下鍛模的模膛深度基本一致。（3）鍛模斜度有利于模

17、鍛件從模膛取出，圓角半徑方便金屬在模膛中流動，保持金屬纖維的連續(xù)性，使金屬易于充滿模膛，避免鍛模開裂，延長鍛模的壽命。（4）不能鍛出通孔，不符合模具的設(shè)計要求，所以一般不鍛出通也，留有連皮。28. 凸、凹模間隙對沖裁件斷面品質(zhì)和尺寸精度有何影響？答：凸凹模間隙過?。簺_裁件斷面形成第二光亮帶，凸凹受到金屬擠壓作用增大，增加了與凸凹模之間摩擦力，使沖裁件尺寸略有變化，即落料件外形尺寸增大，沖孔件孔腔尺寸縮小，不能從最短路徑重合。凸凹模間隙過大：沖裁件切斷面的光亮帶減小，圓角帶與錐度增大，形成厚而大的拉長毛剌，同時翹曲現(xiàn)象嚴(yán)重，尺寸有所變化，落料件外形尺寸縮小，沖孔件內(nèi)腔尺寸增大。凹凸模間隙合理：沖

18、裁件斷面光良帶占板厚的1/21/3，圓角帶、斷裂帶和錐度均很小，零件尺寸幾乎與模具一致。29. 翻邊件的凸緣高度尺寸較大，而一次翻邊實現(xiàn)不了時，應(yīng)采取什么措施？答：可采用先拉深、后沖孔、再翻邊的工藝來實現(xiàn)。30. 輥鍛與模鍛相比有什么優(yōu)缺點？答：輥鍛比模鍛的優(yōu)點：a設(shè)備簡單，噸位小，投資少；b震動小，噪聲低，勞動條件好，生產(chǎn)率高，易于實現(xiàn)機械化和自動化；c模具價格低廉，加工容易；d鍛件力學(xué)性能好；e材料利用率高。缺點：鍛件尺寸精度不高，可鍛造形狀簡單。31. 擠壓零件生產(chǎn)的特點是什么？答：a.可提高金屬抷料的塑性；b.可擠壓出各種形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異形截面的零件；c.零件精度高，表面粗糙度

19、低；d.擠壓變形后零件內(nèi)部的纖維組織是連續(xù)的，基本沿零件外形分布而不被切斷，提高了零件力學(xué)性能。32. 軋制零件的方法有幾種？各有什么特點？答：有四種?？v軋：軋輥軸線與抷料軸線互相垂直；橫軋：軋輥軸線與抷料軸線互相平行；斜軋：軋輥軸線與抷料軸線相交成一定角度；楔橫軋：利用軋輥軸線與軋件軸線平行，軋輥的輥面上鑲有楔形凸棱、并作同向旋轉(zhuǎn)的平行軋輥對沿軋輥軸向送進的坯料進行軋制的成型工藝。33.什么是焊接？焊接的工藝如何分類？答：焊接的實質(zhì)就是通過加熱或加壓（或兩者并用）使材料兩個分離表面的原子達到晶格距離，借助原子的結(jié)合與擴散而獲得不可拆接頭的工藝方法。根據(jù)實現(xiàn)原子結(jié)合基本途徑不同，焊接工藝的分類

20、為：熔焊、壓焊、釬焊與封粘34.簡述熔焊過程與熔焊三要素答：熔焊的本質(zhì)是小熔池熔煉與冷凝，是金屬熔化與結(jié)晶的過程。當(dāng)溫度達到材料熔點時，母材和焊絲形成熔池，熔池周圍母材受到熱影響，組織和性能發(fā)生變化形成熱影響區(qū)，熱源移走后熔池結(jié)晶成柱狀晶。35.什么是焊接性？怎樣評定或判斷材料的焊接性？答：金屬材料的焊接性，是指被焊金屬采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)與結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即金屬材料在一定的焊接工藝條件下，表現(xiàn)出“好焊”和“不好焊”的差別。就是指評定其焊接接頭產(chǎn)生焊接缺陷的傾向，為制定合理的焊接工藝規(guī)程(WPS)提供支持。以鋼材為例，主要是以材料的化學(xué)成分為依據(jù)進

21、行間接評定的“碳當(dāng)量法”和以接頭抗裂性試驗為依據(jù)的直接試驗法。36.焊接接頭由哪幾部分組成，各部分主要性能特點是？影響焊接接頭性能的主要因素？答：焊接接頭由焊縫區(qū)和熱影響區(qū)組成。焊縫：晶粒以垂直熔合線的方向熔池中心生長為柱狀樹枝晶，低熔點物將被推向焊縫最后結(jié)晶部位，形成成分偏析區(qū)。熱影響區(qū):熔合區(qū)，成分不均，組織為粗大的過熱組織或淬硬組織，是焊接熱影響區(qū)中性能很差的部位；過熱區(qū)，晶粒粗大，塑性差，易產(chǎn)生過熱組織，是熱影響區(qū)中性能最差的部位；正火區(qū)，正火區(qū)因冷卻時奧氏體發(fā)生重結(jié)晶而轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w和鐵素體，所以晶粒細小，性能好；部分變相區(qū)，存在鐵素體和奧氏體兩相，晶粒大小不均，性能較差。焊接熱影響區(qū)

22、是影響焊接接頭性能的關(guān)鍵部位。焊接接頭的斷裂往往出現(xiàn)在熱影響區(qū)，尤其是熔合區(qū)與過熱區(qū)。3.影響因素：A 焊劑與焊絲 B 焊接方法 C 焊接工藝參數(shù) D 熔合比 E 焊后熱處理37常用無損檢測焊縫的方法有哪幾種？分述其原理和適用范圍。答：磁粉檢驗、著色檢驗、超聲波檢驗、射線和射線檢驗。1.磁粉檢驗 磁粉檢驗原理是在焊件上外加一磁場，當(dāng)磁力線通過完好的焊件時，磁力線是均勻的直線。當(dāng)焊件有缺陷存在時，磁力線就會發(fā)生彎曲在焊縫表面撒上鐵粉時，磁擾亂部位的鐵粉就吸附在裂縫缺陷之上，其它部位的鐵粉則不吸附。故可通過焊縫上鐵粉吸附情況，判斷焊縫中缺陷的所在位置和大小。深度不超過6mm。 2.著色檢驗 將焊件

23、表面打磨到12. 5m，用清洗劑除去雜質(zhì)污垢。先涂一層滲透劑，滲透劑呈紅色，具有很強的滲透性能，可通過焊件表面滲人缺陷內(nèi)部。十分鐘以后，將表面的滲透劑擦掉，再一次清洗，而后涂一層白色的顯示劑，借助毛細作用，缺陷處的紅色滲透即顯示出來，可用410倍放大鏡形象地看出裂紋等表面缺陷位置與形狀。表面12. 5m，環(huán)境溫度15以上。 3.超聲波檢驗 超聲波的頻率在20 000 Hz以上，具有能透入金屬材料深處的特性，而且由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)界面時，在界面發(fā)生反射波。因此檢驗焊件時，無缺陷處在熒光屏上可看到有規(guī)律的始波和底波。若焊接接頭內(nèi)部存在缺陷，介于始波與底波之間將另外產(chǎn)生脈沖反射波。根據(jù)脈沖反射

24、波形的相對位置與形狀，即可判斷缺陷的位置、種類和大小。焊件厚度無上限，下限應(yīng)大于8mm。 4.X射線和射線檢驗 X射線和射線都是電磁波，都能不同程度地透過金屬，當(dāng)經(jīng)過不同物質(zhì)時，射線會引起不同程度的衰減，從而使在金屬另一面的照相底片得到不同程度感光。若焊縫中有未焊透、裂縫、氣孔與夾渣，則通過缺陷處的射線衰減程度小。因此，相應(yīng)部位的底片感光較強，底片沖出后，就在缺陷部位上顯示出明顯可見的黑色條紋和斑點。150KV的X光機可檢驗厚度不大于25mm，250KV的X光機不超過60mm；射線鐳、鈷可檢測60150mm，銥192可檢測1.060mm。38、什么是合成樹脂？什么是塑料？為什么塑料能得到日益廣泛的應(yīng)用?答：合成樹脂是人工合成的一類高分子聚合物。塑料是以合成樹脂或天然樹脂為原料，在一定溫度和壓力下可塑制成形的高分子