《金屬工藝學(xué)》上、下冊(cè)習(xí)題集

《金屬工藝學(xué)》上、下冊(cè)習(xí)題集

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1、什么是應(yīng)力？什么是應(yīng)變？

答：試樣單位截面上的拉力，稱(chēng)為應(yīng)力，用符號(hào)。表示，單位是MPa。

試樣單位長(zhǎng)度上的伸長(zhǎng)量，稱(chēng)為應(yīng)變，用符號(hào)￡表示。

2、畫(huà)出低碳鋼拉伸曲線(xiàn)圖，并指出縮頸現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖上哪一點(diǎn)？若沒(méi)有出

現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，是否表示試樣沒(méi)有發(fā)生塑性變形？

答：b點(diǎn)發(fā)生縮頸現(xiàn)象。

若沒(méi)有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，試樣并不是沒(méi)有發(fā)生塑性變形，而是沒(méi)有產(chǎn)生明顯的塑性

變形。

3、將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判斷它的變形性質(zhì)？

答：將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形，因?yàn)楫?dāng)時(shí)鐘停止時(shí)，鐘表發(fā)條恢復(fù)了原狀，故

屬?gòu)椥宰冃巍?/p>

4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？各適用于何種場(chǎng)合。下列情況應(yīng)

采用哪種硬度法測(cè)定其硬度？

答：布氏硬度法：(1)優(yōu)點(diǎn)：壓痕面積大，硬度值比較穩(wěn)定，故測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)

性好，準(zhǔn)確度較洛氏硬度法高。

(2)缺點(diǎn)：測(cè)試費(fèi)時(shí)，且壓痕較大，不適于成品檢驗(yàn)。

(3)應(yīng)用：硬度值HB小于450的毛坯材料。

洛氏硬度法：(1)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，測(cè)試簡(jiǎn)單、迅速，并不損壞被測(cè)零件。

(2)缺點(diǎn)：測(cè)得的硬度值重復(fù)性較差，對(duì)組織偏析材料尤為明顯。

(3)應(yīng)用：一般淬火件，調(diào)質(zhì)件。

庫(kù)存鋼材一一布氏硬度鍛件一一布氏硬度

硬質(zhì)合金刀頭一一洛氏硬度臺(tái)虎鉗鉗口一一洛氏硬度。

5、下列符號(hào)所表示的力學(xué)性能指標(biāo)的名稱(chēng)、含義和單位是什么？

。：強(qiáng)度，表示材料在外加拉應(yīng)力的作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力，單位

MPa。

os：屈服強(qiáng)度，指金屬材料開(kāi)始發(fā)生明顯塑性變形時(shí)的應(yīng)力，單位MPa。

。民抗拉強(qiáng)度，指金屬材料在拉斷前可能承受的最大應(yīng)力，單位MPa。

o0.2：屈服強(qiáng)度，試樣在產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力，單位MPa。

0-1：疲勞強(qiáng)度，表示金屬材料在無(wú)數(shù)次的循環(huán)載荷作用下不致引起斷裂的最大

應(yīng)力，單位MPa。

6：伸長(zhǎng)率，試樣產(chǎn)生塑性變形而發(fā)生破壞是的最大伸長(zhǎng)量。

ak：沖擊韌性，金屬材料在一次性、大能量沖擊下，發(fā)生斷裂，斷口處面積所

承受的沖擊功，單位是J/cm2。

HRC：洛氏硬度，無(wú)單位。

HBS：布氏硬度，無(wú)單位。表示金屬材料在受外加壓力作用下，抵抗局部塑性變

形的能力。

HBW：布氏硬度，無(wú)單位。

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1、金屬的晶粒粗細(xì)對(duì)其力學(xué)性能有什么影響？

答：晶粒越細(xì)小，ob、HB、Qk越高；晶粒越粗，ob、HB,、ak,、6下降。

1

2、什么是同素異晶轉(zhuǎn)變？試畫(huà)出純鐵的冷卻曲線(xiàn)，并指出室溫和1100C時(shí)的純

鐵晶格有什么不同？

答：隨溫度的改變，同態(tài)金屬品格也隨之改變的現(xiàn)象，稱(chēng)為同素異晶轉(zhuǎn)變。

純鐵的冷卻曲線(xiàn)如圖所示：

室溫純鐵晶格：面心立方體晶格

1100C純鐵晶格：體心立方晶格

3、填表：組織名稱(chēng)代表符號(hào)含碳量/%組織類(lèi)型力學(xué)性能特

征

鐵素體F0.0218固溶體ob、HB低

ak、5高

奧氏體A0.77—2.11固溶體一定的ob、

HB,較高的

ak、3

滲碳體Fe3C6.69化合物硬而脆，

620

珠光體P0.77混合物具有綜合力

學(xué)性能

4、試?yán)L簡(jiǎn)化的鐵碳合金狀態(tài)圖中鋼的部分，標(biāo)出各特性點(diǎn)的符號(hào)，填寫(xiě)各區(qū)組

織名稱(chēng)。

5、分析在緩慢冷卻條件下，45鋼和門(mén)0鋼的結(jié)晶過(guò)程和室溫組織。

答：45鋼結(jié)晶過(guò)程：

L+AfA-A+F-*P+F

室溫組織：P+F

T10鋼的結(jié)晶過(guò)程：

L-L+AfA-A+Fe3CIIfP+Fe3CII

室溫組織:P+Fe3CII

6、填表鋼號(hào)所屬類(lèi)別大致含碳量/%性能特征用途

Q235-A普通碳素體0.17-0.25一定的。b、螺釘

HB,

結(jié)構(gòu)鋼

較高的ak、

6

45優(yōu)質(zhì)碳素中碳0.45具有綜合力學(xué)主軸

鋼性能

T10A碳素工具鋼1.0。b、HB較高，鏗刀

Qk,、6較低

16Mn16鎰鋼0.16較高的ob,建筑用鋼

HB,ak,6

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1、什么是退火？什么是正火？?jī)烧叩奶攸c(diǎn)和用途有什么不同？

答：將鋼加熱，保溫，然后隨爐冷卻。

將鋼加熱到Ac3以上30?50C或Accm以上30?50℃,保溫后在空氣中冷卻。

正火和退火的不同點(diǎn)：加熱后鋼的冷卻方式不同。

相同點(diǎn)：將鋼加熱到奧氏體區(qū)，使鋼進(jìn)行重結(jié)晶，解決了鑄件、鍛件晶粒粗大、

組織不均勻的問(wèn)題。

2、亞共析鋼的淬火溫度為何是Ac3（30?50℃）℃?過(guò)低或過(guò)高有什么弊端？

答：淬火的目的是為了使鋼獲得高強(qiáng)度和高硬度。亞共析鋼加熱到Ac3以上30?

50℃,使鐵素體充分轉(zhuǎn)變，獲得單一奧氏體，若淬火溫度低于Ac3線(xiàn)，存在軟組

織鐵素體，硬度下降；若淬火溫度大大高于Ac3線(xiàn)，奧氏體晶粒粗大，淬火后獲

得粗大的馬氏體組織，使。13、HB下降。

3、碳鋼在油中淬火的后果如何？為什么合金鋼通常不在水中淬火？

答：碳鋼在油中淬火，由于淬火冷卻速度小于臨界冷卻速度，故不能獲得單一的

馬氏體組織。合金鋼淬火穩(wěn)定性高，為了防止淬火變形和開(kāi)裂，故合金鋼一般在

油中淬火而不在水中淬火。

4、鋼在淬火后為什么要回火？三種類(lèi)型回火的用途有何不同？汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋

螺釘要采用哪種回火？

答：淬火鋼回火主要目的是消除淬火應(yīng)力，降低鋼的脆性，防止產(chǎn)生裂紋，同時(shí)

使鋼獲得所需的力學(xué)性能。

（A）低溫回火（150?250C）：降低內(nèi)應(yīng)力和脆性，獲得高硬度，高耐磨性。

（B）中溫回火（350?500℃）：使鋼獲得高彈性，高硬度，一定的韌性。

（C）高溫回火（500?650℃）：使鋼獲得綜合力學(xué)性能。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋螺釘承受交變載荷作用，因此需要有較高的ob、HB,、Qk,、

6,故采用高

溫回火。

5、鋸條、大彈簧、車(chē)床主軸、汽車(chē)變速箱齒輪的最終熱處理有何不同？最終組

織各是什么？

答：鋸條：淬火后低溫回火，組織：M回

大彈簧：淬火后中溫回火，組織：T回

車(chē)床主軸：淬火后高溫回火，組織：S回

汽車(chē)變速箱齒輪：滲碳、淬火后低溫回火，組織：M回

6、現(xiàn)用口0鋼制造鋼挫，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)工藝路線(xiàn)方框圖中熱處理工序名稱(chēng)。

答：鍛造一球化退火一機(jī)加工一淬火一低溫回火

7、在普通熱處理中，加熱后進(jìn)行保溫的目的是什么？感應(yīng)加熱表面淬火是否需

要保溫？化學(xué)熱處理的保溫有何特點(diǎn)？為什么？

答：普通熱處理中保溫的目的：使工件表層和心部的溫度一致，使相變充分完成。

感應(yīng)加熱表面淬火不需要保溫。

化學(xué)熱處理保溫特點(diǎn)：保溫時(shí)間較長(zhǎng)。

目的：使工件表層增碳，使?jié)B碳層深度增加。

第二章鑄造

1、為什么鑄造是毛坯生產(chǎn)中的重要方法?結(jié)合具體示例分析之。

答：因?yàn)殍T造具有如下特點(diǎn)：（1）可制成形狀復(fù)雜的外形和內(nèi)腔的毛坯。如箱

體，汽缸體等。

（2）適用范圍廣，工業(yè)上常用的金屬材料都可鑄造成型且生產(chǎn)批量、鑄造尺寸

大小不受限制。

（3）設(shè)備成本低,產(chǎn)品成本低,加工余量小,制造成本低.

2、什么是液態(tài)合金的充型能力？它與合金的流動(dòng)性有何關(guān)系？不同化學(xué)成分的

合金為何流動(dòng)性不同？為什么鑄鋼的充型能力比鑄鐵差？

答：液態(tài)合金充滿(mǎn)鑄型型腔，獲得形狀完整，輪廓清晰鑄件的能力，稱(chēng)為液態(tài)合

金的充型能力。合金的流動(dòng)性愈好，充型能力愈強(qiáng)，愈便于澆鑄出輪廓清晰，簿

而復(fù)雜的鑄件。鑄鋼和鑄鐵的化學(xué)成分不同，凝固方式不同，具有共晶成分為鑄

鐵在結(jié)晶時(shí)逐層凝固，已結(jié)晶的固體內(nèi)表面較光滑，對(duì)金屬液的流動(dòng)阻力小，故

流動(dòng)性好，充型能力強(qiáng)；而鑄鋼在結(jié)晶時(shí)為糊狀凝固或中間凝固，初生的樹(shù)枝狀

晶體阻礙了金屬溶液的流動(dòng)，故流動(dòng)性差，充型能力差，所以鑄鋼的充型能力比

鑄鐵差。

3、某定型生產(chǎn)的薄鑄鐵件，投產(chǎn)以來(lái)質(zhì)量基本穩(wěn)定，但最近一時(shí)期澆不足和冷

隔缺陷突然增多，試分析其原因？

答：薄鑄鐵件產(chǎn)生澆不足和冷隔缺陷的主要原因是流動(dòng)性和澆注條件，在澆注條

件保持不變的條件下，鑄件澆不足和冷隔缺陷增多，主要是流動(dòng)性下降造成的，

影響合金流動(dòng)性的的主要因素是合金的化學(xué)成分，因此，很可能是坯料的化學(xué)成

分發(fā)生了變化，遠(yuǎn)離了共晶成分點(diǎn)。

4、既然提高澆注溫度可提高液態(tài)合金的充型能力，但為什么又要防止?jié)沧囟?/p>

過(guò)高？

答：因?yàn)闈沧囟冗^(guò)高，鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮松、粘砂、氣孔、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。

5、縮孔和縮松對(duì)鑄件質(zhì)量有何影響？為何縮孔比縮松較容易防止？

答：縮孔和縮松使鑄件的力學(xué)性能下降，縮松還可使鑄件因滲漏而報(bào)廢。

縮孔集中在鑄件上部或者最后凝固的部位，而縮松卻分布于鑄件整個(gè)截面。所以,

縮孔比縮松較易防止.

6、區(qū)分以下名詞：

縮孔：呈倒錐形，內(nèi)腔粗糙，位于鑄件上部中心處。

縮松：呈小圓柱形，內(nèi)腔光滑，位于鑄件中心截面處或分布于整個(gè)截面。

澆不足：沒(méi)有獲得形狀完整的鑄件。

冷隔：獲得了形狀完整的鑄件，但鑄件最后凝固處有凝固線(xiàn)。

出氣口：位于型芯的中心部位，使型芯中的氣體逸出。

冒口：位于上砂箱，使金屬在澆注時(shí)型腔中的氣體逸出。

定向凝固：在鑄件厚大部位，安放澆口和冒口，使鑄件遠(yuǎn)離冒口處先凝固，爾后

是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身凝固。

逐層凝固：純金屬或共晶成分的合金在凝固過(guò)程中不存在固、液并存區(qū)，當(dāng)溫度

下降時(shí)固體層不斷加厚，液體層不斷減少，直至鑄件的中心，這種凝固方式稱(chēng)逐

層凝固。

7、什么是定向凝固原則？什么是同時(shí)凝固原則？各需用什么措施來(lái)實(shí)現(xiàn)？上述

兩種凝固原則各適用于哪種場(chǎng)合？

答：定向凝固原則：在鑄件厚大部位安放澆口和冒口，使鑄件遠(yuǎn)離冒口處先凝固,

爾后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身凝固。

實(shí)現(xiàn)措旅：安放冒口和冷鐵.

應(yīng)用場(chǎng)合：收縮大的合金，如鋁青銅、鋁硅合金和鑄鋼件。

同時(shí)凝固原則：在鑄件薄壁處安放澆口，厚壁處安放冷鐵，使鑄件各處冷卻速度

一致,實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固。

實(shí)現(xiàn)措施：澆口開(kāi)在鑄件壁薄處并在鑄件壁厚處安放冷鐵。

應(yīng)用場(chǎng)合：灰鑄鐵、錫青銅等收縮小的合金。

9、某鑄件時(shí)常產(chǎn)生裂紋缺陷，如何區(qū)分其裂紋性質(zhì)？如果屬于熱裂，該從那些

方面尋找產(chǎn)生原因？

答：鑄件中裂紋分熱裂紋和冷裂紋二種，由于形成溫度不同，故形狀特征也不同。

熱裂紋縫隙寬，形狀曲折，縫內(nèi)呈氧化色；冷裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線(xiàn)狀，縫內(nèi)呈

輕微氧化色。

如果屬于熱裂紋應(yīng)采取的措施：（a）降低合金中的硫含量；

（b）使用具有共晶成分的合金，使鑄件結(jié)晶時(shí)，固、液二相區(qū)間??；

（c）提高鑄型的退讓性。

1、試從石墨的存在分析灰鑄鐵的力學(xué)性能和其性能特征。

答：石墨的強(qiáng)度、硬度、塑性很低，石墨分布于金屬基體，使金屬基體承載的有

效面積下降?；诣T鐵中石墨呈片狀，尖角處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此，灰鑄鐵的

抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零。石墨越多，越粒大，分布越不均勻，灰鑄鐵的

力學(xué)性能越差。但由于片狀石墨的存在使灰鑄鐵具有如下性能特征：（a）優(yōu)良

的減振性；（b）良好的耐磨性；

（c）小的缺口敏感性；（d）較高的抗壓強(qiáng)度。

2、影響鑄鐵石墨化的主要因素是什么？為什么鑄鐵的牌號(hào)不用化學(xué)成分來(lái)表

示？

答：影響鑄鐵石墨化的主要因素是：（1）化學(xué)成分；（2）冷卻速度。

鑄鐵的化學(xué)成分接近共晶成分，但碳在鑄鐵中的存在形式不同，使鑄鐵的力學(xué)性

能也不相同。在選擇鑄鐵材料時(shí)需考慮的是鑄鐵材料的力學(xué)性能。所以，鑄鐵的

牌號(hào)用力學(xué)性能來(lái)表示，而不用化學(xué)成分表示。

3、灰鑄鐵最適合于制造哪類(lèi)鑄件？并舉車(chē)床零件的例子來(lái)說(shuō)明。并說(shuō)明選用灰

鑄鐵而不選用鑄鋼的原因.

答：灰鑄鐵最適合制造承受壓應(yīng)力的靜止件。如車(chē)床的床身、軌道等。

灰鑄鐵流動(dòng)性好，收縮率低，便于鑄出外形復(fù)雜的鑄件且抗壓強(qiáng)度高；而鑄鋼鑄

造性能差，主要用于制造形狀復(fù)雜，強(qiáng)度和韌性要求都高的零件。

4、HT100,HT150,HT200,HT300的顯微組織有何不同？為什么HT150,HT200灰鑄鐵

應(yīng)用最廣？

答：HT100的顯微組織：鐵素體+片狀石墨

HT150的顯微組織：珠光體+鐵素體+片狀石墨

HT200的顯微組織：珠光體+片狀石墨

HT300的顯微組織：珠光體+細(xì)小片狀石墨

因?yàn)镠T150和HT200的最小抗拉強(qiáng)度值為150MPa^200MPa,對(duì)承受中等載荷的零

件都能滿(mǎn)足要求，故應(yīng)用很廣泛。

5、某產(chǎn)品灰鑄鐵件壁厚有5mm,25mm,52mm三種，力學(xué)性能全部要求。b=220MPa,

若全部選用HT200是否止確？

答：不正確。

因?yàn)殍T件壁厚不同，冷卻速度不同，晶粒大小不同，故力學(xué)性能也不相同。壁厚

5nmi的鑄件,要求ob=220MPa,應(yīng)選用HT200；壁厚25nlm的鑄件,要求

。b=220MPa,應(yīng)選用HI250；壁厚52mm的鑄件，要求。b=220MPa,應(yīng)選用HT300。

7、為什么球墨鑄鐵是“以鐵代鋼”的好材料？球墨鑄鐵是否可以全部取代可鍛

鑄鐵？為什么？

答：因?yàn)榍蚰T鐵的力學(xué)性能幾乎與45調(diào)質(zhì)鋼的力學(xué)性能一致，并且球墨鑄鐵

還可以利用各種熱處理改善基體組織，以滿(mǎn)足不同零件使用性能的要求。所以，

球墨鑄鐵是“以鐵代鋼”的好材料。

不可以。

因?yàn)榍蚰T鐵的流動(dòng)性較差，很難制造形狀復(fù)雜的薄壁小件。

8、制造鑄鐵件、鑄鋼件和鑄鋁件所用的熔爐有何不同？所用的型砂又有何不同？

為什么？

答：鑄鐵件所用熔爐為：沖天爐，燃料：焦碳。

鑄鋁件所用熔爐為：煉鋼爐，如電弧爐、感應(yīng)爐，燃料：電。

鑄鋼件所用熔爐為：甜煙爐，燃料：焦碳。

鑄鐵件所用型砂：SiO2濕砂，顆粒細(xì)小，以提高砂的粘度。

鑄鋼件所用型砂：顆粒大而均勻的硅砂，以提高砂的耐火性、抗粘砂性及透氣性。

鑄鋁件所用型砂：細(xì)小的紅砂，使鑄件的表面光潔。

9、下列鑄件宜選用哪類(lèi)鑄造合金？并寫(xiě)出牌號(hào)。

車(chē)床床身：灰鑄鐵HT200自來(lái)水管道彎頭：黑心可煨鑄鐵KTH350-10

摩托車(chē)汽缸體：鑄造鋁硅合金ZA1S112火車(chē)輪：孕育鑄鐵HT300

減速器渦輪：鑄造錫青銅ZCuSnlOPbl汽缸套：鑄造黃銅ZCuZn38

壓氣機(jī)曲軸：球墨鑄鐵QT700-2

P55

1、造型的方法有手工造型和機(jī)器造型。

2、澆注位置的選擇原則是什么？

答：澆注位置的選擇原則是：（1）鑄件的重要加工面朝下；

（2）鑄件的大平面朝下；

（3）鑄件面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或垂直位置；

（4）收縮大的鑄件厚壁部分位于鑄型上部，以實(shí)現(xiàn)定向凝固。

3、鑄型分型面的選擇原則是什么？

答：鑄型分型面的選擇原則是：（1）鑄件的最大截面，且最好是平直面；

（2）盡量使鑄件的全部或大部分置于同一個(gè)砂箱；

（3）盡量使型腔及主要型芯位于下砂箱。

4、傳件的工藝參數(shù)包括哪幾項(xiàng)內(nèi)容？

答：鑄件的工藝參數(shù)包括（1）鑄件的機(jī)械加工余量和最小鑄孔；

（2）鑄件的起模斜度和收縮率；

（3）型心頭尺寸。

P80

什么是熔模鑄造？試用方框圖表示其大致匚藝過(guò)程?

答：熔模鑄造就是用蠟質(zhì)制成模樣，在模樣上涂掛耐火材料，經(jīng)硬化后，再將模

樣融化排出型外，從而獲得無(wú)分型面的鑄型。

其工藝過(guò)程：蠟?zāi)Ｖ圃靎型殼制造f焙燒f澆注

為什么熔模鑄造是最有代表性的精密鑄造方法？它有哪些優(yōu)越性？

答：因?yàn)槿勰ｈT造鑄型精密，型腔表面極為光滑，故鑄件的精度高，表面質(zhì)量高;

鑄型無(wú)分型面，可制造外形復(fù)雜、難以切削的小零件，故熔模鑄造是最有代表性

的精密鑄造方法。

熔模鑄造的優(yōu)越性：(1)鑄件精度高(IT11?FH4),表面粗糙度值低(Ra25?

3.2um)；

(2)鑄型預(yù)熱后澆注，故可生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁小件(Smin=0.7mm)；(3)型

殼用高級(jí)耐火材料制成，故能生產(chǎn)出高熔點(diǎn)的黑色金屬鑄件；

(4)生產(chǎn)批量不受限制，適于單件、成批、大量生產(chǎn)。

金屬型鑄造有何優(yōu)越性？為什么金屬型鑄造未能廣泛取代砂型鑄造？

答：金屬型鑄造的優(yōu)越性：(1)可“一型多鑄”，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生

產(chǎn)，生產(chǎn)率高;(2)鑄件表面精度高(IT12?IT16),粗糙度值低(Ra25?12.5um)；

(3)組織致密，鑄件力學(xué)性能高；

(4)勞動(dòng)條件得到顯著改善。

金屬型鑄造成本高，底期長(zhǎng)，工藝要求嚴(yán)格，鑄件易出現(xiàn)澆不足、冷隔、裂紋等

缺陷，易產(chǎn)生白口現(xiàn)象，外形不易復(fù)雜，所以金屬型鑄造不宜生產(chǎn)鑄鐵件，而廣

泛應(yīng)用于銅、鋁合金鑄件的大批量生產(chǎn)，故它不能取代砂型鑄造。

4、為什么用金屬型生產(chǎn)灰鑄件常出現(xiàn)白口現(xiàn)象？該如何預(yù)防和消除其白口組

織？

答：因?yàn)榻饘傩蛯?dǎo)熱快，故灰鑄件中易出現(xiàn)門(mén)口組織。

預(yù)防措施：鑄型預(yù)熱；合適的出型時(shí)間；采用高碳、高硅鐵水。

消除白口組織的措施：利用出型時(shí)鑄件的自身余熱及時(shí)退火。

壓力鑄造有何優(yōu)缺點(diǎn)？它與熔模鑄造的使用范圍有何不同？

答:壓力鑄造的優(yōu)點(diǎn)：(1)鑄件的精度高(ITU?口13),表面粗糙度值低(晶6.3-

1.6um),鑄件不經(jīng)機(jī)加工可直接使用:

（2）可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件、小孔、螺紋、齒輪等；

（3）鑄件在高壓下快速冷卻成型，晶粒層致密，力學(xué)性能高

（4）在鑄造行業(yè)，生產(chǎn)率最高。

壓力鑄造的缺點(diǎn)：（1）設(shè)備昂貴，生產(chǎn)成期長(zhǎng)，成本高；

（2）壓鑄高熔點(diǎn)合金如銅、鋼、鑄鐵等壓型壽命很低；

（3）壓型速度極快，型腔中氣體很難逸出，鑄件中容易產(chǎn)生氣孔，縮松；（4）

不能用熱處理方法提高力學(xué)性能。

應(yīng)用：低熔點(diǎn)有色金屬，如鋁、鎂、鋅合金。

低壓鑄造的工作原理與壓力鑄造有何不同？為什么重要的鋁合金鑄件經(jīng)常采用

低壓鑄造？

答：低壓鑄造是使液態(tài)合金在較低壓力（20?70KPa）下，自下而上地填充型腔，

并在壓力下結(jié)晶形成鑄件。因此與壓力鑄造相比，所受壓力大小不同，液態(tài)金屬

流動(dòng)方向不同。

因?yàn)榈蛪鸿T造充型平穩(wěn)，液流和氣流的方向一致，故氣孔，夾渣等缺陷少；組織

致密，鑄件力學(xué)性能高；充型能力強(qiáng)，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，

故重要的鋁合金鑄件常采用低壓鑄造。

什么是離心鑄造？它在圓筒形或圓環(huán)形鑄件生產(chǎn)中有哪些優(yōu)越性？成形鑄件采

用離心鑄造有什么好處？

答:將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型，使金屬液在離心力作用下充填鑄型并結(jié)晶,

這種鑄造方法稱(chēng)做離心鑄造。

優(yōu)越性：（1）利用自由表面產(chǎn)生圓筒形成環(huán)行鑄件，可省去型芯和澆注系統(tǒng)，

省工，省料，降低鑄件成本。

（2）液態(tài)金屬中氣體和熔渣在離心力的作用下向鑄件內(nèi)腔移動(dòng)而排除，所以鑄

件極少有縮孔，縮松，氣孔，夾渣等缺陷。

（3）便于制造雙金屬鑄件

成形鑄件采用離心鑄造可使金屬液充型能力的提高，鑄件組織致密。

下列鑄件在大批量生產(chǎn)時(shí)，以什么鑄造方法為宜？

鋁活塞：金屬型鑄造摩托車(chē)汽缸體：低壓鑄造

縫紉機(jī)頭：砂型鑄造汽車(chē)?yán)龋簤毫﹁T造

氣輪機(jī)葉片：熔模鑄造大口徑鑄鐵污水管：離心鑄造

汽缸套：離心鑄造大模數(shù)齒輪滾刀：熔模鑄造

車(chē)床床身：砂型鑄造

第三章鍛造

何謂塑性變形？塑性變形的實(shí)質(zhì)是什么？

答：當(dāng)外力增大到使金屬的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)該金屬的屈服點(diǎn)之后，既使外力停止作用，

金屬的變形仍不消失，這種變形稱(chēng)為塑性變形。

金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果。

碳鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)變形時(shí)，是否會(huì)有冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象？為什么？

答：碳鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)變形時(shí)，不會(huì)有冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象。

因?yàn)樘间摰腻懺鞙囟瘸^(guò)了碳鋼的再結(jié)晶溫度，故碳鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)變形

時(shí)，產(chǎn)生

了再結(jié)晶現(xiàn)象，消除了冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象。

鉛在20℃、鈣在1100C時(shí)變形，各屬于哪種變形？為什么？(鉛的熔點(diǎn)為327℃,

鴇的熔點(diǎn)為3380℃)。

答：Pb：T再二0.4(327+273)-273=-33℃<20℃屬于熱加工

W：T再=0.4(3380+273)-273=1188.2℃>1100℃屬冷加工

纖維組織是怎樣形成的？它的存在有何利弊？

答：鑄錠在塑性變形時(shí)，晶粒和沿晶界分布的雜質(zhì)的形狀沿變形方向被拉長(zhǎng)，呈

纖維狀，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)纖維組織。

纖維組織的存在使金屬在性能上具有了方向性，沿纖維方向塑性和韌性提高；垂

直纖維方向塑性和韌性降低。纖維組織的穩(wěn)定性很高，故在制造零件時(shí)，應(yīng)使纖

維沿輪廓方向分布。

如何提高金屬的塑性？最常用的措施是什么？

答：金屬的塑性和金屬的本質(zhì)、加工條件有關(guān)。為提高金屬的塑性，常采用的措

施有：

選用純金屬和低碳鋼；

使金屬組織為固溶體；

提高金屬塑性變形溫度；

提高塑性變形的速度；

使金屬在三向受壓條件下變形。

其中最常用的措施是提高金屬塑性變形的溫度。

6、熱鍛時(shí)，為什么要控制始鍛溫度、終鍛溫度、終鍛時(shí)的變形量？

1、為什么重要的巨型鍛件必須采用自由鍛造的方法制造？

答：自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下兩個(gè)砥鐵之間自由流動(dòng)，獲得所

需形狀和尺寸，同時(shí)保證金屬零件具有較好的力學(xué)性能。

重要的軸類(lèi)鍛件為什么在鍛造過(guò)程中安排有徽粗工序？

答：其目的是為了擊碎粗大的魚(yú)骨狀炭化物組織，同時(shí)細(xì)化晶粒。

敘述繪制自由鍛件圖時(shí)應(yīng)考慮的內(nèi)容

答：繪制自由鍛件圖時(shí)應(yīng)考慮：

（1）添加敷料、余量、公差：

（2）沖孔時(shí)應(yīng)留有沖孔連皮，沖孔連皮厚度一般為4?8mm；

（3）計(jì)算壞料的重量G壞料二G鍛件+G燒損+G料頭；

（4）確定坯料的尺寸；

（5）確定鍛造的工藝過(guò)程。

如何確定分模面的位置？為什么模鍛生產(chǎn)中不能直接鍛出通孔？

答：分模面的確定原則：（1）模鍛件的最大截面處，且最好為平直面；

（2）使上、下兩模沿分模面的模膛輪廓一致；

（3）使模腔深度最淺；

（4）使零件上所加敷料最少。

為了防止上、下砥鐵相碰，損壞上、下砥鐵，故模鍛生產(chǎn)中不能直接鍛出通孔。

1、板料沖壓生產(chǎn)有何特點(diǎn)？應(yīng)用范圍如何？

答：板料沖壓生產(chǎn)的特點(diǎn)：（1）可沖出形狀復(fù)雜的零件，且廢料較少；

（2）沖壓件的精度高，粗糙度值低，互換性好；

（3）沖壓件重量輕，材耗少，強(qiáng)度高，剛度高；

（4）操作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高。

應(yīng)用范圍：主要應(yīng)用于高塑性的板料金屬，如低碳鋼、低合金鋼及有色金屬。

2、用。50mni沖孔模具來(lái)生產(chǎn)。50nlm落料件能否保證落料件的精度？為什么？

答：不能。

因?yàn)椤?0皿n沖孔模的尺寸是指凸模尺寸為C50山川，他保證的是沖孔件的尺寸，

而落料件的尺寸是由凹模尺寸決定的。為保證。50mm落料件的尺寸，凹模尺寸

應(yīng)為O50mnb而凸模尺寸應(yīng)為凹模尺寸減去凸凹模雙邊間隙，所以，05Omn沖

孔模具是不能保證。50mm落料件的尺寸。

用。250mmX1.5mm的坯料能否一次拉深成直徑為。50mm的拉深件？應(yīng)采取哪些

措施才能保證正常生產(chǎn)？

答：不能。

因?yàn)樵诶钸^(guò)程中，為防止坯料拉穿，拉深系數(shù)m不小于0.5?0.8。

m=d/D=1/250=0.6,（D=250mm）

dl=DXm=250X0.6=150mm

d2=dlXm=150X0.6=90mm

d3=d2Xm=90X0.6=54mm

故需經(jīng)過(guò)三次拉深，才能將直徑為。250nlm的坯料拉深成直徑為。50mm的拉深

件。

在拉深過(guò)程中材料會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，為消除加工硬化保證正常生產(chǎn)，應(yīng)安排

工序間退火處理，以提高塑性，降低硬度。

4、翻邊件的凸緣高度尺寸較大，而一次翻邊實(shí)現(xiàn)不了時(shí)，應(yīng)采取什么措施?

答：翻邊件的凸緣高度尺寸較大，而一次翻邊實(shí)現(xiàn)不了時(shí)，可采用先拉深、后沖

孔、再翻邊的工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。

材料的回彈現(xiàn)象對(duì)沖壓生產(chǎn)有何影響？

答：板料彎曲結(jié)束后，會(huì)略微回彈一點(diǎn)，使被彎曲的角度增大。因此，在設(shè)計(jì)彎

曲模時(shí)，須使模具的角度比成品角度小一個(gè)回彈角，以保證成品件的彎曲角度準(zhǔn)

確。

接

1、焊接電弧是怎樣的一種現(xiàn)象？電弧中各區(qū)的溫度多高？用直流和交流電焊接

效果一樣嗎？

答：焊接電弧是在電極與工件之間的氣體介質(zhì)中長(zhǎng)時(shí)間的放電現(xiàn)象，即在局部氣

體介質(zhì)中有大量電子流通過(guò)的導(dǎo)電現(xiàn)象。

用鋼焊條焊接鋼材時(shí)，陽(yáng)極區(qū)溫度為2600K,陰極區(qū)溫度為2400K,弧柱區(qū)溫度

為6000?8000K。

用直流和交流電焊接效果不一樣。

2、何謂焊接熱影響區(qū)？低碳鋼焊接時(shí)熱影響區(qū)分為哪些區(qū)段？各區(qū)段對(duì)焊接接

頭性能有何影響？減小熱影響區(qū)的辦法是什么？

答：焊接熱影響區(qū)是指焊縫兩側(cè)金屬因焊接熱作用而發(fā)生組織和性能變化的區(qū)

域。

低碳鋼焊接時(shí)熱影響區(qū)分為：熔合區(qū)、過(guò)熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。

熔合區(qū)：強(qiáng)度、塑性和韌性下降，引起應(yīng)力集中，易導(dǎo)致焊縫裂紋產(chǎn)生。

過(guò)熱區(qū)：晶粒粗大，塑性、韌性下降。

正火區(qū)：金屬發(fā)生重結(jié)晶，強(qiáng)度、塑性、韌性提高，且優(yōu)于母材。

部分相變區(qū)：品粒大小不一，力學(xué)性能比正火區(qū)稍差。

減小熱影響區(qū)的措施：（1）增加焊接速度；（2）減少焊接電流。

3、產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的原因是什么？在焊接過(guò)程中和焊接以后，焊縫區(qū)縱向

受力是否一樣？焊接應(yīng)力是否一定要消除？消除的方法有哪些？

答：在焊接過(guò)程中，由于焊件各部分的溫度不同，冷卻速度不同，熱脹冷縮和塑

性變形的程度不同，因而導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力、變形、裂紋的產(chǎn)生。

焊縫區(qū)縱向受力大小和方向均不一樣。

焊接應(yīng)力一定要消除。

焊接應(yīng)力消除的方法：（1）焊前預(yù)熱；

（2）焊接中采用小能量焊接或錘擊焊縫；

（3）焊后去應(yīng)力退火。

4、如圖所示，拼接大塊鋼板是否合理？為什么？為減少焊接應(yīng)力與變形，應(yīng)怎

樣改變？其合理的焊接次序是什么？

答：不合理。出現(xiàn)交叉焊縫。

應(yīng)使焊縫對(duì)稱(chēng)分布。其合理的焊接次序如圖所示。

焊接變形有哪些基本形式？焊前為預(yù)防和減小焊接變形有哪些措施？

答：焊接變形的基本形式：（1）縱向和橫向收縮變形；（2）角變形；（3）

彎曲變形；（4）扭曲變形；（5）波浪變形。

焊前為預(yù)防焊接變形的措施：（1）焊件采用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)或大剛度結(jié)構(gòu)；

（2）焊縫對(duì)稱(chēng)分布；

（3）采用小電流、多層焊。

6、焊條藥皮起什么作用？為什么藥皮成分中一般都有錦鐵？在其它電弧焊中，

用什么取代藥皮的作用？

答：焊條藥皮的作用：（1）引燃電弧；（2）穩(wěn)定電弧；（3）保護(hù)焊縫；

（4）焊縫中滲入合金元素。

藥皮中一般都有錦鐵，因?yàn)殄\能除氧、脫硫，產(chǎn)生熔渣，保護(hù)焊縫；降低電弧氣

氛和熔渣的氧化性，使焊縫金屬獲得必要的合金成分。

在其它電弧焊中，常用焊劑代替藥皮。

7、試述下列焊接方法的焊接特點(diǎn)

1焊條電弧焊

2埋弧焊

3氮弧焊

4二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊

P155

1、厚薄不同的鋼板或三塊薄鋼板搭接是否可以進(jìn)行點(diǎn)焊？點(diǎn)焊對(duì)工件厚度有什

么要求？對(duì)銅或者銅合金板材能否進(jìn)行點(diǎn)焊？為什么？

答：點(diǎn)焊主要適用于活度為4mm以下的薄板，沖壓結(jié)構(gòu)及線(xiàn)材的焊接

2、試比較電阻對(duì)焊和摩擦焊的焊接過(guò)程特點(diǎn)有何不同？各自的應(yīng)用范圍如何？

答：不同點(diǎn)：電阻對(duì)焊是利用電阻熱使兩個(gè)工件在受壓條件下在整個(gè)接觸面上焊

接起來(lái)的一種方法。

摩擦焊是利用工件間摩擦產(chǎn)生的熱量，在受壓條件下焊接成型。

相同點(diǎn)：（1）在受壓條件下成型；（2）端面與端面的焊接；（3）無(wú)需焊接材

料；

（4）焊接表面不需清潔。

不同點(diǎn)：（1）熱源不同，摩擦焊利用摩擦熱，電阻焊利用電阻熱；

（2）對(duì)工件截面大小、形狀要求不用，摩擦焊可以焊接同種金屬，也可以焊接

不同種金屬，工件可以等截面積，也可不同截面積，但需要一個(gè)焊件為圓形或管

形；電阻對(duì)焊要求同種金屬等截面焊接。

（3）焊件大小不同，摩擦焊件直徑可以從2mm至150mm,而電阻焊件一般直徑

大小于20mmo

（4）摩擦焊設(shè)備復(fù)雜，一次行投資大，電阻對(duì)焊設(shè)備簡(jiǎn)單。

3、釬焊和熔化焊的實(shí)質(zhì)差別是什么？釬焊的主要使用范圍有哪些？釬焊與熔化

焊相比有何特點(diǎn)？

答：釬焊是利用熔點(diǎn)比焊件低的釬料作為填充金屬，加熱時(shí)釬料熔化，熔化的釬

料將焊件連接起來(lái)的一種焊接方法。

熔化焊是熔化的母材和焊條形成熔池，冷卻后將兩焊件連接起來(lái)的焊接方法。

釬焊根據(jù)所用釬料熔點(diǎn)不同，可分