工程材料与机械制造基础金工孙康宁0708试题doc.docx
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工程材料与机械制造基础金工孙康宁0708试题doc
工业2005金属工艺学
（A）2007/2008第1
得分
阅卷人
一、填空题（每题0.5分，共25分）
1.os是指材料的o
2.选用T10钢制作锯条，其最终热处理应选用—和。
3.铁碳合金的室温组织有—、—、—。
4.平衡状态下，含碳量为0.60%的铁碳合金由液态冷至室温的组织转变过程为：
>、、_o
5.合农流动桂差，铸件中易产生_和等缺陷。
6.常用的刀具材料有_、—和_。
7.铸造合金由液态冷紊室温商过程中造成缩孔、缩松的基本原因是和
，为防止缩孔的产生，工艺上常采用—凝固方式。
8.自由锻要的基本工序有、—和—等。
9.根据焊接过程的物理特点，独接方法苛分为—、_和—
三大类。
10.减少焊接应力的工艺措施主要有—、—、—
和等。
11.工程材料包括__、—、―和—四大系列。
12.切削力可分解为—、_、,其中—不做功，易引起振动，降低工件表面质量，加工细长轴时易产生误差。
13.平面的加工方法主要有—和—。
14.翻边件的凸缘高度较大一次翻边实现不了时，应采用先_再
最后__的工艺。
15.机械加工工艺过程有一系列工序组成。
工序是指一个工人或一组工人在一个，对一个或一组_所___的那一部分工.艺过程。
16.低碳钢焊接头矛性能最差的区域是_和_区，机械性能最好的是一区。
得分
阅卷人
二、选择题（每题1分，共12分）
1.车床床身机件宜选用HT200材料制作。
（）
2.制作弹簧的最终热处理工序为调质。
（）
3.可锻铸铁是锻造性良好的铸铁。
（）
4.由于铸件的固态收缩可导致缩孔的产生。
（）
5.焊件的变形是由于焊接应力造成的。
（）
6.共析钢的淬火温度在Acl+30〜50°C。
（）
7.
为使低碳钢便于切削加工，常预先对其进行退火处理。
（）
8.金属材料焊接性好意味着所得焊接接头中不容易出现缺陷。
（）
9.车床上钻孔产生引偏时使孔轴线偏斜。
（）
10.铜套内孔的精加工可以采用磨削。
（）
11.表面热处理不属于表面工程技术领域。
（）
12.浇注温度过低容易使铸件产生粘砂和冷隔等缺陷。
（）
得分
阅卷人
三、问答题（共32分）
1.右图为铁碳合金状态图的一部分，请完成如下内容：
（1）标出含碳量小于2.11%的各区的组织；（2分）
（2）标出过共析钢的淬火、正火的温度范围；（2分）
（3）说明为什么过共析钢的淬火温度不是在Accm线以上？
（3分）
2.成分相同的铸件和锻件，为什么锻件的机械性能比铸件的好？
（4分）
3.加热对金属的锻造性有何影响？
锻造时为什么要规定其始锻温度和终锻温
度？
（4分）
4.中碳钢焊接时为什么要进行预热和使用低氢型焊条？
（4分）
5.刨削加工生产率低的原因何在？
为什么这种方法还不能完全被生产率高的方法取代？
（5分）
6.何谓同素异品转变，简述铁的同素异品转变过程。
（4分）
7.加工相同的材料、尺寸、精度和表面粗糙度的外圆面和孔，哪一个更困难些？
为什么？
（4分）
得分
阅卷人
!
1!
1.铸件2。
锻件
、改正下列结构，并说明理由（共12分）
得分
阅卷人
无折边封头
3.焊件4。
切削件
五、应用题（共19分）
1.加工图中的A外圆，试按精度要求，选择加工顺序并将最终加工方法的机床和刀具名称给出。
45钢，小批量生产。
（3分）
2.在锻压车间制造下列零件或毛坯，是确定合理的加工方法。
（3分）
08例£硕件
45钢1000件
45MS件
（1）
（2）
（3）
3.焊接低碳钢圆筒形工件，就表中所列不同情况，选择合理的焊接方法。
（3分）
壁厚
5/mm
数量
（件）
条件
焊接方法
1.5
200
要求变形最小
10
2
室内操作
10
200
室内操作
4.制造下列零件，试从所给出的材料中选出合适牌号的材料，并给出所需的最终热处理方法。
（10分）
（1）受力复杂，既要求高的强度，乂要求高的塑性和韧性的主轴；
（2）既要耐磨，乂要承受冲击载荷的汽车齿轮；
（3）弹簧零件；
（4）铿刀；
（5）车床床身零件。
材料：
20,40Cr,T12,65,45,20CrMnTi,HT200
工业2005金属工艺学试题（A）参考答案
一、填空题（每题0.5分，共25分）
1.屈服强度，是工程材料在外力作用下开始产生屈服时单位面积所能承受的最大拉伸力。
2.淬火，低温M火
3.铁素体，珠光体，渗碳体
4.液态+奥氏体，奥氏体，奥氏体+铁素体，铁素体+珠光体
5.浇不足，冷隔
6.碳素工具钢、高速钢（或合金工具钢）和硬质合金
7.合金的液态收缩及凝固收缩，顺序
8.拔长，锻粗，冲孔
9.熔化焊，压力焊，电阻焊
10.合理的焊接顺序，反变形法，焊前预热，焊后热处理（或缓冷）
11.金属材料，陶瓷材料，高分子材料及复合材料
12.切削力，进给力，背向力；背向力，形状
13.车削，刨削，铢削，磨削和拉削
14.拉深，冲孔，翻边
15.
>C%
加工地点，零件，连续完成
16.熔合区，过热区，正火区
二、选择题（每题1分，共12分）
I.V；2.X；3.X；4・X；5.X；6.J；7.X；8.X；9.X；10.X；
II.X；12.X；
三、问答题（共32分）
1.右图为铁碳合金状态图的一部分，清完成如下内容：
（1）标出含碳量小于2.11%的各区的组织；
（2）标出过共析钢的淬火、正火的温度范围；
（3）说明为什么过共析钢的淬火温度不是在Accm线以上？
（7分）
答：
过共析钢的加热温度限定在M以上30-50°C是为了得到细小的奥氏体品粒和保留少量渗碳体质点，淬火后获得马氏体和其上均匀分布的粒状碳化物，从而使钢不但具有更高的强度、硬度和耐磨性，而且也具有较好的韧度。
2.成分相同的铸件和锻件，为什么锻件的机械性能比铸件的好？
（4分）
答：
液态金属在冷却凝固过程中形成的晶粒较粗大，也容易产生气孔、缩孔和裂纹（Crack）等缺陷；而锻造过程中可以细化材料的晶粒，压合一些细微的缺陷，所以铸件的力学性能不如相同材料的锻件好。
3.加热对金属的锻造性有何影响？
锻造时为什么要规定其始锻温度和终锻温度？
（4分）
答：
一般说来，在一定的温度范围内，随着变形温度的提高，金属的锻造性提高。
这是由于原子的动能增加，从而塑性提高，变形抗力减小，有利于滑移变形和再结晶。
但过高的变形温度会使金属的加热缺陷和烧损增多，金属机械性能降低，甚至使工件报废。
为使金属有良好的锻造性和理想的金相组织，坯料必须在一定的温度范围内锻造。
确定锻造温度范围的基本方法是：
以合金平衡相图为基础，参考塑性图、抗力图和再结品图，由塑性、质量和抗力综合分析，从而确定出始锻温度和终锻温度。
4.中碳钢的焊接为什么要进行预热和使用低氢型焊条？
（4分）
答：
中碳钢的CE—•般为0.4%〜0.6%,随着CE的增加，焊接性能逐渐变差。
焊接中碳钢存在的主要问题是：
焊缝易形成气孔；焊缝及焊接热影响区易产生淬硬组织和裂纹。
为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹，并具有良好的力学性能，可采用焊前预热和焊后缓冷。
焊前预热可减小焊接前后的温差，降低冷却速度，减少焊接应力，从而防止焊接裂纹的产生。
使用低氢型焊条使这类焊条的抗裂性能好，以保证焊接接头的质量。
5.刨削加工生产率低的原因何在？
为什么这种方法还不能完全被生产率高的方法取代？
（4分）
答：
刨削生产率较低是因为刨刀回程时不切削；一般只用单刃刨刀进行加工；刨刀在切入、切出时产生较大的振动，因而限制了切削用量的提高。
但是这种方法适应性较好，机床结构简单，操作方便；刨刀为单刃刀具，制造方便，容易刃磨出合理的儿何角度；所以机床、刀具的费用低。
因此，这种方法还不能完全被生产率高的方法取代
6.何谓同素异晶转变？
简述铁的同素异晶转变过程。
（4分）
答：
同一金属元素在固态下由于温度的改变而发生晶体结构类型变化的现象称为金属的同素异构转变。
当铁自液态结晶后，在1538-1394E的温度范围内具有体心立方晶体结构，此时的铁称为8-Feo在1394°C时发生同素异构转变，由体心立方晶体结构的b-Fe进一步转变为面心立方晶体结构的Y-Fe。
温度进一步降低到912°C时，面心立方晶体结构的Y-Fe重乂转变为体心立方晶体结构的铁，但是为区别起见，称该温度下的铁为a-Fe。
这种同素异构转变也可由冷却曲线描述如右图所示。
7.加工相同材料、尺寸、精度和表面粗糙度的外圆面和孔，哪一个更困难些？
为什么？
（4分）
答：
孔的加工更困难。
这主要是因为：
（1）刀具的尺寸受到被加工孔的尺寸的限制，故刀具的刚性差，不能采用大的切削用量。
（2）刀具处于被加工孔的包围中，散热条件差，切屑排出困难，切削液不易进入切削区，切屑易划伤加工表而。
所以，在加工精度和表面粗糙度要求相同的情况下，加工孔比加工外圆而困难。
四、改正下列结构，并说明理由（共12分）
2o锻
1.铸件件
图中所示铸件的分型面上加了圆角，须采用挖砂造型，修改后可采用整模造型，使得造型过程得以简化。
自山锻件应避免楔形iHi
a）不合理结构b）合理结构
3.焊件
b）合理
a）不合理
压力容器的封头与筒体连接处存在有较大的应力集中，焊缝应避开工作应力有可能集中的位置，以避免焊接应力与工作应力的叠加。
所以封头处应有一直壁，应改为图力）中的焊缝位置。
合理，b）图合理c
a）不合理
b）合理
a）不合理
b）合理
a）图轴肩处的圆角半径不一致，车削时需准备、更换不同的车刀。
改进后，减少了刀具种类和换刀次数。
因此，a）图不
a）图轴肩处的圆角半径不一致，车削时需准备、更换不同的车刀。
改进后，减少
4。
771曰Jrb斐■珈埒iTl冶於•由业囱木。
钾VA囱0•每
切削件
五、应用题（共19分）
1.加工图中的A外圆，试按不同的精度要求，选择加工顺序并将最终加工方法的机床和刀具名称给出。
（3分）
答：
A表面的加工顺序：
粗车一半精车一粗磨一精磨
最终加工方法的机床：
外圆磨床
最终加工方法的刀具：
砂轮
2.在锻压车间制造下列零件或毛坯，确定合理的加工方法。
（3分）
（1）冲压
（2）模型锻造（3）自由锻造
3.焊接低碳钢圆简形工件，就表中所列不同情况，选择合理的焊接方法。
（3分）
3000
壁厚8
/mm
数量
（件）
条件
焊接方法
1.5
200
要求变形最小
C02气体保护焊
10
2
室内操作
手工电弧焊
10
200
室内操作
埋弧自动焊
4.制造下列零件，试从所给出的材料中选出合适牌号的材料，并给出所需的最终热处理方法。
（10分）
（1）受力复杂，既要求高的强度，乂要求高的塑性和韧性的主轴：
40Cr,调质处理
（2）既要耐磨，乂要承受冲击载荷的汽车齿轮：
20CrMnTi,渗碳+淬火+低回
（3）弹簧零件:
65,淬火+中回
（4）铿刀:
T12,淬火+低回
（5）车床床身零件：
HT200,退火
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