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。