材料成形技术基础问答题答案整理Word文档下载推荐.docx
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晶界偏析:
(原因:
两个晶粒相对生长,相互接近、相遇;
晶界位置与晶粒生长方向平行。
)
(2)宏观偏析
正偏析(因为铸型强烈地定向散热,在进行凝固的合金内形成一个温度梯度)
逆偏析
产生偏析的原因:
结晶速度大于溶质扩散的速度
5.铸件气孔有哪几种?
侵入气孔、析出气孔、反应气孔
6.如何区分铸件裂纹的性质(热裂纹和冷裂纹)?
热裂纹:
裂缝短,缝隙宽,形状曲折,缝内呈氧化颜色
冷裂纹:
裂纹细小,呈连续直线状,缝内有金属光泽或轻微氧化色。
七:
什么是封闭式浇注系统?
什么是开放式浇注系统?
他们各组元横截面尺寸的关系如何?
封闭式浇注系统:
从浇口杯底孔到内浇道的截面逐渐减小,阻流截面在直浇道下口的浇注系统。
(ΣF内<
ΣF横<
F直下端<
F直上端<
=F杯孔)
开放式浇注系统:
从浇口杯底孔到内浇道的截面逐渐加大,阻流截面在直浇道上口的浇注系统。
(ΣF内>
ΣF横>
F直下端>
F直上端)
8.浇注位置和分型面选择的基本原则有哪些?
浇注位置选择:
(1)逐渐的重要表面朝下或处于侧面;
以避免气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷)
(2)铸件的宽大平面朝下或倾斜浇注;
(3)铸件的薄壁部分朝下;
可保证铸件易于充型,防止产生浇不足、冷隔缺陷)
(4)铸件的厚大部分朝上。
便于补缩)容易形成缩孔的铸件,厚大部分朝上。
便于安置冒口实现自上而下的定向凝固,防止产生缩孔)
分型面的选择:
(1)应尽可能使全部或大部分构件,或者加工基准面与重要的加工面处于同一半型内;
以避免因合型不准产生错型,保证铸件精度)
(2)应尽可能减少分型面的数目;
保证铸件精度,简化造型操作)
(3)分型面应尽量选用平面(原因:
简化造型工艺过程和模板制造,容易保证铸件精度)
(4)尽可能使型腔和主要型芯位于下型。
便于造型,合型,下芯,检验铸件壁厚)
9.铸件的拔模斜度的设计原则有哪些?
设计原则
(1)一般在0.5-5度之间;
(2)立壁越高,斜度越小;
(3)机器造型的斜度应小;
(4)木模造型的斜度应大;
(5)内壁的斜度比外壁的斜度大。
10.浇注系统的作用、基本组元构成、基本类型?
浇注系统的作用:
(1)将铸型型腔与浇包连接起来,平稳地导入液态金属;
(2)挡渣及排除铸型型腔中的空气及其他气体;
(3)调节铸型与铸件各部分的温度分布以控制铸件的凝固顺序;
(4)保证液态金属在最合适的时间范围内充满铸型,不是金属过度氧化,有足够的压力头,并保证金属液面在铸型腔内有适当的上升速度。
基本组元构成:
浇口杯,直浇道,横浇道,内浇道(浇包、通气孔)
基本类型:
顶部注入式,中间注入式,底部注入式,阶梯注入式(按内浇道在铸件的相对位置分)
开放式浇注系统,封闭式浇注系统(组元截面比例的大小或限流截面位置不同)
11.冒口的作用是什么?
简述其设计时应满足的基本条件。
答:
冒口的作用:
补缩铸件、集渣、通气排气
基本条件:
(1)凝固时间应大于或等于铸件的凝固时间;
(2)有足够的金属液体补充铸件的收缩;
(3)与铸件被补缩部位之间必须存在补缩通道;
12.铸件结构设计的一般原则?
(1)简化或减少分型面;
(2)应尽量不用或少用型芯;
(3)铸件结构应起模方便;
(4)有利于型芯的固定和排气;
(5)避免变形和裂纹;
(6)有利于防止夹渣、气孔;
(7)有利于铸件清理。
第三章塑性成形
问答题
1.金属塑性变形遵循的基本规律。
1)体积不变定理:
金属固态成形加工中金属变形后的体积等于变形前的体积。
(又叫质量恒定定理);
2)最小阻力定律:
金属在塑性变形过程中,其质点都将沿着阻力最小的方向移动。
2.金属的可锻性?
影响金属可锻性的主要因素有哪些?
可锻性(金属塑性变形的能力):
金属材料在塑性成形加工时获得优质毛坯或零件的难易程度。
影响因素:
1)金属本身的性质:
化学成分的影响(纯金属的塑性比合金好)、内部组织的影响(单相组织比多相组织塑性好,均匀细小晶粒铸态柱状晶组织和粗晶组织可锻性好);
2)变形加工条件:
变形温度的影响(对于多数金属材料,温度提高,塑性提高)、变形速度的影响(变形速度足够大,热效应现象明显,金属的塑性指标延伸系数和断面收缩率调高,变形抗力下降)、应力状态的影响(压应力和拉应力不同)。
3.绘制自由锻件图时考虑的因素有哪些?
自由锻件图与模锻件图有何区别?
绘制自由锻件图考虑的因素:
1)敷料或余块:
简化锻件形状便于锻造增添的金属部分;
2)加工余量:
在零件加工表面增加供切削加工用的金属部分(零件越大、形状越复杂,余量越大)
3)锻件公差:
锻件名义上尺寸允许的变动量。
模锻件图和自由锻件图的区别:
模锻图比自由锻件图多分模面、模锻斜度、模锻件圆角半径。
4.自由锻件结构设计时应满足那些要求?
1)自由锻件上应避免锥体、曲线或曲面交接以及椭圆形、工字形截面等结构;
2)自由锻件上应避免加强筋、凸台等结构;
3)对于锻件截面急剧变化或形状复杂采用特别的技术措施或工具;
还可以设计几个简单件构成组合件,再焊接)。
5.绘制模锻件图应考虑的主要因素和模锻件结构设计的原则。
主要因素:
分模面、敷料、加工余量、锻件公差、模锻斜度、模锻件圆角半径。
原则:
1)模锻零件必须具有一个合理的分模面,以保证模锻件抑郁从锻模中取出、敷料最少、锻模制造容易;
2)零件外形力求简单、平直和对称,尽量避免零件截面间差别过大或具有薄壁、高筋、高凸起等结构,以便于金属充满模膛和减少工序;
3)尽量避免有深孔或多孔结构;
4)有可能的情况下,对复杂的零件采用锻-焊组合,以减少敷料,简化模锻过程。
6.模锻是确定锻件分模面位置的原则。
1)要保证模锻件易于从模膛中取出;
2)所选定的分模面应能使模膛的深度最浅;
3)选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致;
4)分模面最好是平面,且上下锻模的模膛深度尽可能一致;
5)所选分模面尽可能使锻件上所加的敷料最少。
7.冲孔和落料时凸、凹模尺寸确定,凸、凹模间隙对冲裁成形工艺的影响。
尺寸的确定:
落料:
凹模刃口尺寸即为落料件尺寸,然后用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值;
冲孔:
凸模刃口尺寸为孔的尺寸,然后用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值。
对成形工艺的影响:
间隙过小:
凸模刃口附近的剪裂纹较正常间隙时向外错开,上下裂纹不能很好重合,导致毛刺增大。
间隙过大:
凸模刃口附近的剪裂纹较正常间隙时向内错开,因此光亮带小一些,剪裂带和毛刺均较大。
8.冲孔和落料异同之处?
相同:
变形机制一样;
模具结构相同。
不同:
凸凹模尺寸取向不同。
9.防止拉深中的起皱和破裂的主要措施有哪些?
1)选用压边圈;
2)采用多次拉深;
3)拉深系数尽可能取小值
10.模型锻造时,影响金属充满模膛的因素有哪些?
1)金属的塑性和变形抗力;
2)金属模锻时的温度;
3)飞边槽的形状和位置;
4)锻件的形状和尺寸;
5)设备的工作速度:
一般速度大,填充好;
6)填充模膛方式:
镦粗比挤压易充型;
7)其他,如有误润滑、预热
11.拉深模与冲裁模的主要区别?
1)工作部分凸模与凹模的间隙不同;
2)拉深的凹凸模没有锋利的刃口。
第五章连接成形部分
1.焊接接头的组成,影响焊接接头组织和性能的因素。
焊接接头的组成:
焊缝、熔合区、热影响区
影响焊接接头组织和性能的因素:
1)焊缝的组织和性能:
金属结晶从熔池底壁开始,由于各个方向冷却速度不同,形成柱状晶。
由于冷却速度很快,已凝固的焊缝金属中的化学成分来不及扩散,易造成合金元素的分布不均匀。
由于焊接材料的渗合金作用,焊缝金属的合金元素含量比基体要高,所以焊缝金属的力学性能可能不低于基体金属。
2)熔合区的组织和性能:
(过渡区)熔合区的塑形和韧性极差,成为裂纹和局部脆性破坏的源点。
3)热影响区的组织和性能:
(分为过热区、正火区、部分相变区)热影响是不可避免的,为了提高焊接品质希望它愈小愈好。
改善焊接接头组织性能的办法:
(从焊接方法、焊接规范、接头型式、焊接后冷却速度考虑)
1)对于低碳钢焊接因其塑形好,热影响区较窄,不需要处理;
2)对于重要的钢结构或用电渣焊焊接构件,需要焊接热处理;
3)对于碳素钢与低碳合金钢构件,需要正火处理;
4)对于不能进行热处理的金属或构件,需要正确的焊接方法和焊接过程来减少影响。
2.减少焊接应力常采用的措施有哪些?
(焊件的局部不均匀受热是产生焊接应力的根本原因)
1)选择合理的焊接顺序:
尽量使焊缝自由收缩而不受较大的约束;
2)焊前预热;
3)加热“减应区”;
4)焊后热处理:
去应力退火。
3.焊接变形的基本形式有哪些?
消除焊接变形常采用的措施有哪些?
焊接变形的基本形式:
收缩变形、角变形(焊接截面形状上下不对称)、弯曲变形(焊缝不对称)、波浪形变形(薄板)、扭曲变形(构件横截面不对称或焊接过程不合理)。
采用的措施:
1)合理设计焊接构件:
减少焊缝数量、焊缝长度、焊缝截面积;
2)采用必要的技术措施
反变形法:
焊件安置在与焊接变形相反的位置;
加裕量法:
增加收缩量;
刚性夹持法
选择合理的焊接顺序
采用合理的焊接方法:
逆向分段焊法
4.为什么要对焊件冶金过程进行保护?
采用的保护措施有哪些?
原因:
1)温度高,金属蒸发、氧化和吸气严重;
2)熔池体积小,冷却速度快,不利于焊缝金属化学成分不均匀和气体、杂质的排除,产生气孔和夹渣。
保护措施:
1)采取保护措施,限制有害气体进入焊接区。
如:
焊条药皮、自动焊焊剂、惰性气体等;
2)渗入有用合金元素以保护焊缝成分。
焊条药皮或焊剂中加入锰铁元素;
3)进行脱氧、脱硫和脱磷。
焊条药皮中加入锰铁或硅铁。
5、6不作要求
7.什么是焊接热影响区,焊接热影响区由几部分组成?
定义:
在电弧热的作用下,焊缝两侧处于固态的木材发生组织或性能变化的区域。
组成:
过热区、正火区。
8.什么是直流正接?
什么是直流反接?
各用于什么场合?
直流正接:
焊件接直流正极,焊条接直流负极。
适用于较厚或高熔点的金属焊件。
直流反接:
焊件接直流负极,焊条接直流正极。
适用于较薄或低熔点金属焊件。
(补充:
碱性焊条采用直流反接,保证电弧稳定燃烧;
酸性焊条采用交流弧焊接)
9.氩弧焊工艺有哪些特点?
1)焊接品质好,成形美观(因为氩弧焊电弧稳定,飞减小,焊缝致密);
2)焊接热影响区和变形较小(因为保护气流压缩电弧燃烧,热量集中,熔池较小);
3)操作性能好(因为气流保护,明弧可见,便于观察、操作、可进行全位置焊接);
4)适用于焊接易氧化金属;
5)焊接成本高。
(缺点)
10.焊接结构设计时应遵守的主要原则有哪些?
1)焊缝位置应便于操作:
手弧焊要考虑焊条操作空间、自动焊应考虑接头处便于存放焊剂、电焊应考虑电极引入方便;
2)焊缝位置布置应有利于减少焊接应力与变形:
焊缝应避免过分集中和交叉、尽量减少焊缝数量、焊缝应尽量对称布置、焊缝端部产生锐角处应该去掉、焊缝应尽量避开最大应力或应力集中、不同厚度工件焊接时接头处应平滑过渡、焊缝应避开加工表面。