材料成型技術(shù)基礎(chǔ)第2版課后習(xí)題答案

第一章金屬液態(tài)成形1.的力量。性不好，則充型力量差，鑄件簡(jiǎn)潔產(chǎn)生冷隔、氣孔等缺陷。③成分不同的合金具有不同的結(jié)晶特性，共晶成分合金的流淌性最好，純金屬次之，最終是固溶體合金。④相比于鑄鋼，鑄鐵更接近更接近共晶成分，結(jié)晶溫度區(qū)間較小，因而流淌性較好。澆鑄溫度過(guò)高會(huì)使合金的收縮量增加，吸氣增多，氧化嚴(yán)峻，反而是鑄件簡(jiǎn)潔產(chǎn)生縮孔、縮松、粘砂、夾雜等缺陷。縮孔和縮松的存在會(huì)減小鑄件的有效承載面積，并會(huì)引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致鑄件的力學(xué)性能下降。鑄件的氣密性高的時(shí)候才會(huì)防止。4稱為縮松。斷口消滅氧化夾雜物，或者沒(méi)有融合到一起。鑄狀況。而冒口是為避開(kāi)鑄件消滅缺陷而附加在鑄件上方或側(cè)面的補(bǔ)充局部。逐層凝固過(guò)程中其斷面上固相和液相由一條界限清楚地分開(kāi)與熱流相反的方向依據(jù)要求的結(jié)晶取向進(jìn)展凝固。定向凝固原則是在鑄件可能消滅縮孔的厚大部位安放冒口，并同時(shí)承受其他工藝措施，使鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部位到冒口之間建立一個(gè)漸漸遞增的溫度梯度部位像冒口方向挨次地凝固。鑄件相鄰各部位或鑄件各處凝固開(kāi)頭及完畢的時(shí)間一樣或相近，甚至是同時(shí)完成凝固過(guò)程，無(wú)先后的差異及明顯的方向性，稱作同時(shí)凝固。適用于凝固收縮小的合金，以及壁厚均勻、合金結(jié)晶溫度范圍廣，但對(duì)致密性要求不高的鑄件。不均勻冷卻使鑄件的緩冷處受拉，快冷處受壓。零件向下彎曲。10.鑄件的構(gòu)造斜度指的是度。構(gòu)造斜度是零件原始設(shè)計(jì)的構(gòu)造；拔模斜度是為了造型拔?！财鹉！潮憷?，而在鑄件上設(shè)計(jì)的斜度。無(wú)法起模，構(gòu)造可改為以下圖所示;無(wú)法起模，可將凸臺(tái)延長(zhǎng)至分型面 構(gòu)造圓角可削減熱節(jié)，緩解應(yīng)力集中。分型面的圓角不合理，應(yīng)當(dāng)為直角。a方案存在較大的水平面，不利于澆鑄，左上角的構(gòu)造距離太近，不利于鑄造。b方案有較好的構(gòu)造斜度，利于澆鑄，但存在銳角連接，可能會(huì)產(chǎn)生熱節(jié)等缺陷，但其方向不影響液體流淌。綜合比較，b較好 于鑄造的構(gòu)造。a: 鑄造需要型芯?？筛臑楣ぷ中蜆?gòu)造b: 鑄造時(shí)，型芯無(wú)法固定。開(kāi)設(shè)工藝孔，增加型芯頭。c: 構(gòu)造過(guò)于簡(jiǎn)單。可將口開(kāi)成與內(nèi)壁寬度一樣，平滑連接，削減型芯數(shù)量。圓弧外的凸起，無(wú)法起模，可以將分型面轉(zhuǎn)換到與凸起物垂直的面上。d：缺少圓角，且中間局部太厚，簡(jiǎn)潔產(chǎn)生縮孔等缺陷。芯，既可以避開(kāi)過(guò)厚，又可以削減重量。1.18熔模鑄造又稱失蠟鑄造，是利用蠟來(lái)制作外殼，形成模具，澆鑄成型的鑄造方法。① 制造蠟?zāi)?，將糊狀蠟料壓入金屬模具，冷凝后取出。②制造型殼，在蠟?zāi)＝M外表涂上涂料，然后硬化，重復(fù)屢次，形成耐火堅(jiān)硬型殼。③脫蠟，將蠟?zāi)＝霟崴?，溶化蠟料④型殼焙燒，將型殼放?00-950度加熱爐中保溫，去除剩余蠟和水分⑤澆注，趁熱澆入合金液，凝固冷卻。⑥脫殼和清理，人工或機(jī)械去除型殼，切除冒口。1.19①有較高的尺寸精度和較小的外表粗糙度，機(jī)械加工余量小。②導(dǎo)熱性好，冷卻速度快，鑄件的晶粒細(xì)小，力學(xué)性能好。③可實(shí)現(xiàn)一型多鑄，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約造型材料，減輕環(huán)境污染。金屬型因不透氣且無(wú)退讓性，鑄件簡(jiǎn)潔產(chǎn)生冷隔冷缺陷，加上金屬型無(wú)潰散性，因此不宜鑄造外形簡(jiǎn)單、薄壁、大型鑄件。制造本錢(qián)高，周期長(zhǎng)，不宜單件小批生產(chǎn)，受金屬型材因此金屬型不能取而代之。1.22離心鑄造時(shí)將熔融金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力的作用下充填鑄型并凝固成形的一種鑄造方法。補(bǔ)縮條件；離心力的作用提高了金屬液的充型力量；便于制造雙金屬鑄件。類別石墨形態(tài)類別石墨形態(tài)制造過(guò)程適用范圍灰鑄鐵片狀w2.6~3.6%wcsi1.2%~3.0%，向鐵液中沖入75%外表淬火。零件可鍛鑄鐵團(tuán)絮狀w2.2~2.8%w 1.0%~1.8%csi先由一定化學(xué)成分的鐵水快速冷卻獲得白口組織，再進(jìn)展高溫、長(zhǎng)時(shí)間石墨化退火。適于制造外形簡(jiǎn)單，壁厚度的小鑄件，如彎頭等球墨鑄鐵球狀w 2.0%~3.2%w3.6~4.0沖入稀土sic鎂合金等球化劑，在鐵液包內(nèi)的球化劑與鐵液充分反沖擊、要求耐磨損的鑄件。應(yīng)后，將孕育劑放在煉鐵爐出鐵槽內(nèi)，沖入孕育劑。熱處理有為獲得鐵素體基體的退火，獲得珠光體基體的正火等。蠕墨鑄鐵蠕蟲(chóng)狀與球墨鑄鐵相像，只是蠕化鑄鐵液中參加的是適量的蠕化劑。可用于制造汽缸蓋，鋼錠模，液壓閥等鑄件白口鑄鐵滲碳體快速冷卻耐磨性要求不高的抗磨鑄件，可鍛鑄鐵白口胚件等可鍛鑄鐵的碳、硅含量低，流淌性差，而且冷卻速度快，故適宜鑄造薄壁小型鑄件，鑄造厚壁大鑄件，可能會(huì)產(chǎn)生澆不到等缺陷。不正確，不同壁厚的灰鑄鐵的力學(xué)性能不一樣5mm的抗拉強(qiáng)度σb175mpa,滿足條件，而其余的兩個(gè)不滿足。其次章金屬塑性成形什么是最小阻力定律？為什么閉式滾擠或拔長(zhǎng)模膛可以提高滾擠或拔長(zhǎng)效率？則金屬各質(zhì)點(diǎn)將向阻力最小的方向移動(dòng)。由于閉式的模膛使得材料發(fā)生塑性變形時(shí)，朝著填滿型腔方向的阻力唯一最小〔開(kāi)式的可能朝幾個(gè)方向的阻力都最小一些。纖維組織是怎樣形成的？它的存在有何利弊？答：金屬鑄錠組織中存在著偏析夾渣物、其次相等，在熱塑性變形時(shí)，隨金屬晶粒的變形方向或延長(zhǎng)呈條狀、線狀或裂開(kāi)呈鏈狀分布，金屬再結(jié)晶后也不會(huì)轉(zhuǎn)變，仍舊保存下來(lái)，呈宏觀“流線”狀。纖維組織使得金屬的力學(xué)性能呈現(xiàn)出方向性，沿著纖維方向抗拉抗壓強(qiáng)度增大，垂直于纖維方向的抗拉抗壓強(qiáng)度減弱。何為“過(guò)熱”？何為“過(guò)燒”？它們分別會(huì)對(duì)鍛件產(chǎn)生什么影響？答：金屬塑性成形過(guò)程中，假設(shè)加熱溫度過(guò)高，導(dǎo)致金屬的晶粒急劇增大，這種現(xiàn)象稱為熱會(huì)導(dǎo)致金屬塑性減小，塑性成形力量下降；過(guò)燒會(huì)導(dǎo)致金屬的塑性變形力量完全消逝。推斷以下說(shuō)法是否正確？為什么？金屬的塑性越好，變形抗力越大，金屬可鍛性越好。錯(cuò)誤；塑性越好，變形抗力越小，可鍛性越好。為了提高鋼材的塑性變形力量。錯(cuò)誤；當(dāng)變形速度低于臨界值時(shí)，降低變形速度可以提高材料塑性變形力量，但當(dāng)變形速度高于臨界值時(shí)，降低變形速度降低了材料的塑性變形力量。為了消退鍛件中的纖維組織，可以承受熱處理的方式實(shí)現(xiàn)。錯(cuò)誤；只能通過(guò)塑性變形轉(zhuǎn)變纖維的方向和分布。鍛 75mm165mm50mm120mm的圓鋼鍛60mm50mm180mm60mm高嗎？為什么？答：s0H0=s1H1Y=s0/s1=H1/H0=165/75=2.2;Y=120/60=2鍛 2.5~33.6。DL較大時(shí)，應(yīng)如何鍛造？D較大，L較小時(shí)，又應(yīng)如何鍛造？答：自由鍛。D較小，L較大時(shí)，先將棒料拔長(zhǎng)，然后局部鐓粗，鍛出頭部；D較大，L較小時(shí)，先鐓粗，然后鍛軸桿。答：a)不適合，構(gòu)造簡(jiǎn)單且有肋板；b)不適合，有圓柱面與平面相交形成空間曲線，修改見(jiàn)圖21〔；不適合，有梯型槽，去除梯型槽后可用于自由鍛。模鍛時(shí)，如何合理確定分模面的位置？答：1、首先保證模鍛件能從模膛中順當(dāng)取出2、分模面盡量選在能使模膛深度最淺的位置3、盡量使上下兩模沿分模面的模膛輪廓全都4、盡量承受平面，并使上下模膛深度根本全都5、是模鍛件上的敷料最少，鍛件外形盡可能與零件外形全都。模鍛與自由鍛有何區(qū)分？答：1、模鍛需要模具及鍛壓設(shè)備，投資較大，生產(chǎn)效率高，適合批量生產(chǎn)。自由鍛設(shè)備簡(jiǎn)潔，但是生產(chǎn)效率低，適合單件小批量生產(chǎn)2、模鍛能鍛造外形簡(jiǎn)單的鍛件，尺寸較為準(zhǔn)確，并可使金屬流線分布更為合理，力學(xué)性能較高。削減切削加工工作量。自由鍛尺寸精度低，加工余量大，耗材多3、模鍛操作簡(jiǎn)潔、勞動(dòng)強(qiáng)度低。對(duì)工人技術(shù)水平要求不高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)制化、自動(dòng)化。自由鍛勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)工人技術(shù)水平要求較高2-35分模面均為對(duì)稱面間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量有何影響？間隙過(guò)大或過(guò)小會(huì)對(duì)沖裁產(chǎn)生什么影響？答：凸凹模間隙會(huì)嚴(yán)峻影響沖裁件的斷口質(zhì)量，間隙適宜時(shí)，板料內(nèi)形成的上、下裂紋重合一線，斷裂帶和毛刺均較?。婚g隙過(guò)大時(shí)，板料中拉應(yīng)力增大，裂紋提前形成，板料內(nèi)形成的上下裂紋向內(nèi)錯(cuò)開(kāi)，斷口斷裂帶和毛刺均較大；間隙過(guò)小時(shí)，凸凹模受到板料的擠壓作用大，摩擦加大，板料內(nèi)形成的上、下裂紋向外錯(cuò)開(kāi)，斷口形成二節(jié)光面，在兩節(jié)光面間夾有裂紋。除此之外，凸凹模間隙還影響模具守門(mén)、沖裁力和沖裁件尺寸精度。a)孔徑過(guò)大，孔壁過(guò)薄，不易沖裁，增大壁厚，減小孔徑b)將直角局部改為圓角，壁厚增大c〕彎曲半徑小于最小彎曲半徑，應(yīng)減小壁厚d)底邊過(guò)短，不易彎曲，將底邊改為20mme)f)增大沖孔部位與側(cè)壁的距離，R4增大。沖孔，落料，拉沖孔落料彎曲2-23不能；t/D0=1.43%D1=D0*m1=52.5~66.15>25所以不能一次拉深。d2=39.375~50.274,d3=30.712~39.716,d4=24.57~32.17,d5=20.15~27;4次拉深。試說(shuō)明擠壓、拉拔、滾扎、旋壓、周密模鍛的成形工藝與應(yīng)用特點(diǎn)。答：1、擠壓：擠壓是對(duì)擠壓模具中的金屬錠坯施加強(qiáng)大的壓力作用，使其發(fā)生塑性變形從擠壓模具的?？谥辛鞒?，或布滿凸、凹模型腔，而獲得所需要外形與尺寸制品的塑性成形方法?？杉庸つ承┧苄暂^差的材料，改善組織和性能?？缮a(chǎn)斷面及其簡(jiǎn)單或具有深孔、薄壁以及變斷面的零件，并且擠壓件精度較高，外表粗糙度小，生產(chǎn)效率高。2、拉拔：在拉力作用下，迫使金屬坯料通過(guò)拉拔?？?，以獲得相應(yīng)外形與尺寸制品的塑性加工方法，稱為拉拔。拉拔制品外表粗糙度小，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)潔，維護(hù)便利，金屬的塑性不能充分發(fā)揮，適合連續(xù)高速生產(chǎn)斷面較小的長(zhǎng)制品。3、滾扎：金屬坯料在旋轉(zhuǎn)軋輥的作用下產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，從而獲得所要求截面外形并轉(zhuǎn)變其性能的加工方法，稱為軋輥。生產(chǎn)效率高，但是投資較大，而且工作環(huán)境較差，對(duì)軋輥有較高的要求。4是毛坯在于滾輪接觸的部位產(chǎn)生局部塑性變形，由于滾輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和毛坯的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使局部的塑性變形逐步擴(kuò)展到毛坯的全部所需外表，從而獲得所需外形和尺寸零件的加工并且尺寸精度高，外表粗糙度小，但是，只適合加工軸對(duì)稱的回轉(zhuǎn)件。5、周密模鍛：在模鍛設(shè)備上鍛造出外形簡(jiǎn)單、高精度鍛件的模鍛工藝。常用與成批生產(chǎn)外形簡(jiǎn)單、使用性能高的短軸線回轉(zhuǎn)體零件和某些難以用機(jī)械加工方法制造的零件。加工時(shí)余量小，生產(chǎn)的零件精度高。對(duì)設(shè)備要求較高。什么是超塑性？試說(shuō)明超塑性成形的工藝特點(diǎn)。有何主要應(yīng)用？答：超塑性成形指金屬或合金在低的變形速率2~10、肯定的變形溫度〔約為熔點(diǎn)確定溫度的一半〕和均勻的細(xì)晶粒度〔0.2~5μm〕δ超過(guò)100%的塑性成形。特點(diǎn)：大延長(zhǎng)、無(wú)縮頸、小應(yīng)力、易成形。常用于金屬材料的壓力加工成形，例如超塑性模鍛和擠壓、超塑性沖壓成形、超塑性氣壓成形。第三章連接成形1.當(dāng)電弧中有空氣侵入時(shí)，液態(tài)金屬會(huì)發(fā)生猛烈的氧化和氮化反響，空氣間的水分以及工件外表的油、銹、水在高溫下分解出的氫原子會(huì)融入到液態(tài)金屬中，導(dǎo)致接頭塑性和韌度降低，甚至產(chǎn)生裂紋。可以承受以下措施：①在焊接過(guò)程中，對(duì)溶化金屬進(jìn)展機(jī)械保護(hù)，使之與空氣隔開(kāi)。②對(duì)焊接熔池進(jìn)展冶金處理，主要通過(guò)在焊接材料中參加肯定的脫氧劑和肯定的合Feo，同時(shí)補(bǔ)償合金元素的燒損。4. 不能，電弧焊需要電離兩極間的氣體介質(zhì)才能形成電弧，在真空中無(wú)法實(shí)現(xiàn)。流正接，此時(shí)工件受熱較大，適合焊接厚大件。當(dāng)工件接陰極，焊條接陽(yáng)極時(shí)，稱為反接，此時(shí)受熱較小，適合焊接薄小工件。溝通時(shí)，不存在正反接狀況。焊接變形的根本形式包括：收縮變形，角變形，彎曲變形、扭曲變形、波浪變形預(yù)防措施：焊前預(yù)熱。選擇合理的焊接挨次：盡量使焊縫能自由收縮，削減焊接應(yīng)力；對(duì)稱焊縫承受分散對(duì)稱工藝。加熱減應(yīng)區(qū)。反變形法。剛性固定法。矯正措施：機(jī)械矯正變形，利用機(jī)械力，產(chǎn)生塑性變形來(lái)矯正焊接變形?；鹧娉C正變形，利用金屬局部受熱后的冷卻來(lái)抵消已經(jīng)發(fā)生的焊接變形?！踩畿?chē)削加工，布，變形也會(huì)變化。為避開(kāi)這類變形，應(yīng)在焊接時(shí)承受預(yù)防和減小焊接應(yīng)力和變形的工藝措施，如焊前預(yù)熱?？p、機(jī)械矯正變形等。b方案較為合理。a方案中，2、3、4焊縫的橫向和縱向收縮都會(huì)受阻，焊接應(yīng)力較大。①可承受焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊等。承受電弧焊時(shí)，焊前進(jìn)展預(yù)熱，焊后進(jìn)展去應(yīng)力退火以消退焊接應(yīng)力?？梢杂秒pY型破口上下兩面進(jìn)展焊接。多層焊，以減小含碳較高的母材金屬的融入量，還可承受焊后緩冷，焊后熱處理等工藝措施防止裂紋的產(chǎn)生。③可承受焊條電弧焊、氬弧焊，也可以承受埋弧焊。為防止晶間腐蝕和熱裂，應(yīng)按母材金屬類型與之配套的含碳、硅、硫、磷很低的不銹鋼焊條或焊絲。承受小電流、短弧、焊條不搖擺、快速焊等工藝，接觸腐蝕介質(zhì)的工作面應(yīng)最終焊等措施，杜宇耐蝕性要求較高的重要構(gòu)造，焊后要進(jìn)展高溫固溶處理。④可以承受縫焊，用一對(duì)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)、斷續(xù)通電的滾輪電極，滾輪壓緊并帶動(dòng)搭接的被焊工件前進(jìn)，所需焊接電流較大。① 熱焊法，承受焊條電弧焊，承受鑄鐵焊芯的鑄鐵焊條Z248或者鋼芯石墨化的鑄Z208.②冷焊法，承受焊條電弧焊，焊條承受鋼芯鑄鐵焊條或者鑄鐵芯鑄鐵焊條如。③冷焊法，用焊條電弧焊進(jìn)展補(bǔ)焊，可承受承受鋼芯鑄鐵焊條或者鑄鐵芯鑄鐵焊條。①埋弧自動(dòng)焊②焊條電弧焊③對(duì)焊④摩擦焊⑤對(duì)焊⑥焊條電弧焊⑦CO2氣體保護(hù)焊a:不滿足，中間局部焊條無(wú)法伸入，且焊縫應(yīng)遠(yuǎn)離機(jī)械加工面。b：不滿足，焊縫分布過(guò)于密集，還有豎直方向的焊縫c：不滿足，焊點(diǎn)不對(duì)稱，且上邊的焊點(diǎn)不利于焊條的深入d：不滿足，不利于保護(hù)氣體的作用e: 不滿足，焊縫分布在應(yīng)力集中部位14