金屬工藝習(xí)題答案

金屬工藝習(xí)題答案金屬工藝習(xí)題答案金屬工藝習(xí)題答案V:1.0精細(xì)整理，僅供參考金屬工藝習(xí)題答案日期：20xx年X月難題精解1.金屬材料隨所受外力的增加，其變形過(guò)程一般分為幾個(gè)階段各階段的特點(diǎn)是什么答：金屬材料隨所受外力的增加，其變形過(guò)程一般分為三個(gè)階段。第一階段，彈性變形階段。該階段變形與外力成正比，試樣只產(chǎn)生彈性變形，即當(dāng)外力去掉后，試樣就恢復(fù)到原始長(zhǎng)度。第二階段，塑性變形階段。該階段隨外力的增加，試樣變形量先緩慢增加后急劇增加，外力去掉后，變形不能恢復(fù)到原始長(zhǎng)度，即變形不隨外力的消失而消失。第三階段，斷裂階段。該階段在最大載荷以后，變形集中在試樣的某一部位上，試樣在此部位上產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，由于承載面積減小，試樣很快被拉斷。2.σ的含義使什么為什么低碳鋼不用此指標(biāo)答：對(duì)于塑性較差的高碳鋼、鑄鐵等材料，在拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有明顯的屈服現(xiàn)象，為了確定其屈服強(qiáng)度，通常規(guī)定產(chǎn)生%塑性變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為名義屈服強(qiáng)度，用σ表示。低碳鋼在拉伸實(shí)驗(yàn)中有明顯的屈服現(xiàn)象，在拉伸圖中直接就可讀出其屈服強(qiáng)度值，所以，低碳鋼不用σ來(lái)表示它的屈服強(qiáng)度指標(biāo)。3.什么叫同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？試舉例說(shuō)明。

答：金屬在固態(tài)下隨溫度變化而發(fā)生的晶格形式的轉(zhuǎn)變稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。例如純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，在1538~1394℃鐵為體心立方晶格，叫做δ鐵；在1394~912℃時(shí)，鐵為面心立方晶格，叫做γ鐵；在912℃以下時(shí)，鐵又為體心立方晶格，稱為α鐵。4.為什么采用金屬型鑄造和變質(zhì)處理都可以細(xì)化晶粒？

答：金屬型鑄造時(shí)，結(jié)晶冷卻速度快，過(guò)冷度大，形核率高，成長(zhǎng)率低，細(xì)化了晶粒；變質(zhì)處理是在液態(tài)金屬中加入某些高熔點(diǎn)的物質(zhì)，以起外來(lái)晶核的作用，從而細(xì)化了晶粒。5.對(duì)比鐵素體、滲碳體和珠光體的組織和性能特點(diǎn)。答:鐵素體：碳溶解在α―Fe中的固溶體。具有較好的塑性和韌性，但強(qiáng)度和硬度均不高。滲碳體：又鐵和%的碳形成的金屬化合物。具有較高的硬度，但塑性極差幾乎為零，是一個(gè)硬而脆的組織。珠光體：是鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。其力學(xué)性能取決于鐵素體和鐵素體和滲碳體所占比例的多少，珠光體所擁滲碳體量越多，強(qiáng)度、硬度越高。6.分析在緩慢冷卻條件下%C、%C的結(jié)晶過(guò)程和室溫組織。答:%C在緩慢冷卻過(guò)程中，開始從合金液中結(jié)晶出奧氏體，奧氏體的數(shù)量隨溫度的下降而逐漸增多；當(dāng)溫度降到固相線上時(shí)，合金液全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。當(dāng)溫度降到GS線上時(shí)，從奧氏體中開始不斷析出鐵素體；當(dāng)溫度降到PSK線上時(shí)，剩余的奧氏體發(fā)生共析反應(yīng)生成珠光體，當(dāng)溫度降到室溫時(shí)其組織為鐵素體和珠光體。%C，在緩慢冷卻過(guò)程中，當(dāng)冷卻到液相線上，開始從合金液中結(jié)晶出奧氏體。當(dāng)溫度降到固相線時(shí)，所有奧示體發(fā)生共析反應(yīng)得到珠光體。在室溫時(shí)，其組織為珠光體。7.在鐵碳合金相圖，A、A和A各表示什么？

答：A表示PSK線即共析反應(yīng)線，開始發(fā)生組織結(jié)構(gòu)的最低溫度線。A表示GS線即從奧氏體中開始析出鐵素體線。Acm表示ES線即從奧氏體中開始析出二次滲碳體。①②③④

奧氏體形核；奧氏體長(zhǎng)大；滲碳體的溶解；奧氏體均勻化。8.試分析45號(hào)鋼在退火、淬火和高溫回火后的組織和性能？

答：退火后組織F+P，由鐵素體和珠光體綜合起來(lái)決定其力學(xué)性能：淬火和高溫回火即調(diào)制處理后的組織是回火索氏體，具有優(yōu)良綜合力學(xué)性能。9.鋸條、車床主軸和汽車板簧各應(yīng)進(jìn)行哪些熱處理工藝？試分析其原因。

答：①鋸條：淬火和低溫回火。因?yàn)殇彈l屬于高碳鋼工具類型的鋼，只有通過(guò)淬火和低溫回火才能保證鋼具有較高硬度和耐磨性，即保證了其使用性能要求。②車床主軸：淬火和高溫回火（調(diào)制處理）。軸在使用中要求有一定的強(qiáng)度和硬度同時(shí)又有好的塑性和韌性，通過(guò)調(diào)制處理可以達(dá)到獲得優(yōu)良綜合力學(xué)性能目的。③汽車彈簧：淬火+中溫回火。通過(guò)該熱處理可使板簧具有高的彈性極限和屈服極限值，同時(shí)還具有較好的韌性。10.鋼中常存雜質(zhì)元素主要有哪些對(duì)鋼的性能有何影響衡量鋼質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)是什么？答：鋼中常存元素：S、P、Si、Mn；S、P是有害元素易引起鋼的熱脆和冷脆；

Si、Mn是有益元素可提高鋼的性能。依據(jù)鋼中含S、P量的高低作為劃分鋼質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，隨S、P量愈低，鋼的質(zhì)量愈好。11.隨著含碳量的增加，碳素鋼的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性怎樣變化試述理由答：隨著含碳量的增加，碳素鋼的強(qiáng)度在含碳量小于%時(shí)逐漸增大，但含碳量大于%時(shí)開始逐漸降低，出現(xiàn)極大點(diǎn)。硬度隨著含碳量增加逐漸增大；塑性、韌性隨含碳量增加逐漸降低。原因：亞共析鋼隨含碳量的增加，珠光體的量增多，鐵素體量減少，因而鋼的強(qiáng)度、硬度上升，而塑性、韌性下降。含碳量超過(guò)共析成分時(shí)，因出現(xiàn)網(wǎng)狀二次滲碳體，隨著含碳量增加，盡管硬度直線上升，但由于脆性增大，強(qiáng)度反而下降。12.試述共析鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程。答：組織轉(zhuǎn)變過(guò)程分為四個(gè)過(guò)程：13.既然提高澆注溫度可提高合金的充型能力，但為什么又要防止?jié)沧囟冗^(guò)高怎樣理解“高溫出爐低溫澆注”答：澆注溫度過(guò)高會(huì)使金屬液體的吸氣量和總收縮量增大，鑄件容易產(chǎn)生氣孔、縮孔、縮松、熱裂、粘砂、粗晶等缺陷，故在保證充型能力足夠的前提下，澆注溫度不宜過(guò)高。此外為熔煉出高質(zhì)量的液態(tài)金屬出爐溫度要高，這樣便于氣體的逸出和熔渣的上浮，避免產(chǎn)生冷隔和澆不足等缺陷。14.試分析下圖軌道鑄件熱應(yīng)力形成的原因，各部分應(yīng)力屬什么性質(zhì)？并用虛線表示鑄件的

變形方向。答：采用熱節(jié)圓的分析方法，將下圖軌道劃分為兩部分進(jìn)行分析。上部為厚桿，下部為薄桿。由于該鑄件壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同，以致在同一時(shí)期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而造成厚部受拉應(yīng)力，薄部受壓應(yīng)力。15.孕育處理的實(shí)質(zhì)是什么孕育鑄鐵和普通灰鑄鐵在性能和制造方法上有何差別怎樣才能取得較好的孕育效果？答：孕育鑄鐵的實(shí)質(zhì)是使基體組織、石墨片形狀、共晶團(tuán)得到細(xì)化，從而強(qiáng)度得到提高。與普通灰鑄鐵相比；孕育鑄鐵的力學(xué)性能，尤其是強(qiáng)度硬度比灰鑄鐵有顯著提高。此外孕育鑄鐵的組織和性能的均勻性較高，壁厚敏感性小，冷卻速度對(duì)其組織和性能的影響較小，這就使得在鑄件厚大截面上的性能較均勻。在制造方法上，前者的出爐鐵水不經(jīng)任何處理直接澆注，后者是要進(jìn)行孕育處理而獲得。為了取得較好的孕育效果，原始鐵水要低碳彽硅，這種低碳彽硅的鐵水再經(jīng)孕育處理便可獲得較好的孕育效果。具體方法：為獲得低碳彽硅鐵水，在沖天爐的爐料中加入25~50%的廢鋼。出爐鐵水溫度要高些（1400~1450℃）。為防止孕育衰退孕育處理后的鐵水應(yīng)在20分鐘內(nèi)澆完。孕育劑采用（75%Si）硅鐵，塊度3~10mm,加入量為鐵水重量的~%。孕育處理時(shí)，將硅鐵均勻地加入鐵水槽中，由出爐的高溫鐵水沖入鐵水包中，經(jīng)攪拌扒渣后澆入鑄型16.鑄鋼的鑄造性能如何鑄造工藝上主要特點(diǎn)是什么答：鋼的澆注溫度高、比重大、流動(dòng)性差，熔煉時(shí)容易氧化和吸氣。鋼的體積收縮率均為鑄鐵的3倍，鑄造困難，容易產(chǎn)生澆不足、氣孔、縮孔、縮松、熱裂、粘砂等鑄造缺陷。鑄造工藝主要特點(diǎn)：對(duì)型芯紗的耐火度、強(qiáng)度、透氣性和退讓性都比較高。采用大顆且均勻的石英砂，為防止粘砂，鑄型表面還要涂以石英砂或鋯砂粉涂料。采用干型或水玻璃快干型，多加冒口和冷鐵進(jìn)行補(bǔ)縮，對(duì)于薄壁件或易產(chǎn)生裂紋的鑄鋼件，可采用同時(shí)凝固原則，并開設(shè)多道內(nèi)澆口使鋼水迅速、均勻地充滿鑄型。17．區(qū)分冷變形和熱變形。概念

金屬在再結(jié)晶溫度以下的變形

金屬在再結(jié)晶溫度以上的變形特點(diǎn)

1．變形過(guò)程中無(wú)再結(jié)晶現(xiàn)象，變形后的金屬有加工硬化現(xiàn)象2．變形過(guò)程不宜過(guò)大3．可使金屬獲得較高的硬度，強(qiáng)度和低粗糙度值

1．金屬具有再結(jié)晶組織，無(wú)加工硬化痕跡2．金屬可以較小的獲得較大的變形18．鉛在20℃，鎢在1100℃時(shí)變形，各屬于哪種變形？

答：∵T再Pb=*(327+273)℃=240K=－33℃＜20℃∴20℃時(shí)變形鉛是熱變形又∵T再w=*（3380+273）℃==℃＞1100℃∴1100℃變形鎢是冷變形。19．纖維組織的存在對(duì)金屬力學(xué)性能有哪些影響在零件設(shè)計(jì)中應(yīng)注意哪些問(wèn)題答：纖維組織使金屬在性能上具有各向異性。金屬在平行纖維方向上，塑性和韌性提高，垂直纖維方向上，塑性和韌性下降。注意：設(shè)計(jì)和制造零件時(shí)，應(yīng)使①.零件在工作中產(chǎn)生的最大正應(yīng)力方向與纖維方向重合；②.最大切應(yīng)力方向與纖維方向垂直；③.纖維分布與零件的輪廓相符合，盡量不切斷纖維組織。20.用φ250mm*的坯料能否一次拉深成直徑為φ50mm的拉深件？應(yīng)采取哪些措施

才能保證正常生產(chǎn)？答：∵由φ250→φ50mm時(shí)，拉深系數(shù)為m=d/D=50/250=＜~∴不能一次拉深成形。措施⑴多次拉深，⑵.中間穿插再結(jié)晶退火，以保證其內(nèi)應(yīng)力消除；①m≥~；②消除加工硬化，保證其塑性。21.板料彎曲時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生彈復(fù)現(xiàn)象如何保證彎曲精度答：在彎曲結(jié)束后，由于彈性變形的恢復(fù)，坯料會(huì)略彈回一點(diǎn)，使被彎曲的角度增大。為保證其彎曲精度，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)使其角度比成品件角度小一個(gè)回彈角。22.焊接電弧概念，溫度分布，直交流焊機(jī)效果？

答：焊接電弧是兩極間強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。用鋼焊條焊鋼工件。陽(yáng)極區(qū)2600K，陰極區(qū)2400K，弧柱區(qū)6000~8000K。直流焊機(jī)施焊，陽(yáng)極溫度高于陰極，有正接和反接兩種接線法，分別用于焊接不同工件。交流焊機(jī)施焊，兩極溫度都在2500K左右，不存在正、反接。23.何謂電弧焊的冶金特點(diǎn)焊縫中的氫、氧、氮有何危險(xiǎn)這些氣體從何而來(lái)如何控制答：冶金特點(diǎn)：①溫度高

②冷卻快焊縫中的氫，可大量溶于液態(tài)金屬，導(dǎo)致焊縫氣孔和脆化冷裂。焊縫中的氧，易與金屬發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，使焊縫金屬含氧量增加，導(dǎo)致強(qiáng)度、塑性、韌性下降。焊縫中的氮高溫時(shí)溶于液體金屬，溫度下降時(shí)，形成氣孔。還可與金屬鐵形成氮化物，導(dǎo)致含N量上升塑性和韌性劇烈下降?？刂疲孩僭斐杀Ｗo(hù)，防止空氣中有害氣體侵入焊接區(qū)。②清除有害元素，通過(guò)藥皮進(jìn)行拖氧、去氫等。③清理工件表面的銹、水、油污，烘干焊條等。24.何謂焊接熱影響區(qū)低碳鋼的焊接熱影響區(qū)分那些區(qū)域答：所謂焊接熱影響區(qū)是指受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材組織和性能發(fā)生變化的區(qū)域。低碳鋼熱影響區(qū)包括：熔合區(qū)、過(guò)熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。25.焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因是什么有何不利影響答：焊接過(guò)程中對(duì)焊件進(jìn)行局部的不均勻的加熱，產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。不利影響：應(yīng)力＞工件σs→變形，應(yīng)力＞工件σs→裂紋存在殘余應(yīng)力的工件加工后→變形。應(yīng)力與工作載荷疊加→新的塑性變形、裂紋。26.埋弧自動(dòng)焊和手工電弧焊相比有何特征為什么答：特點(diǎn)：①生產(chǎn)率高。②可節(jié)約焊接材料和電