广西科技大学《金属工艺学》复习题.doc

广西科技大学金属工艺学复习题一、填空题1强度是指金属材料在外力作用下抵抗 塑性变形或断裂 的能力。2 塑性变形 是指金属材料在外力作用下产生永久变形而不发生破坏的能力。3冲击韧性是指金属材料抵抗 冲击载荷而不被破坏 的能力。4 硬度 是指金属材料抵抗更硬物体压入其内的能力。5疲劳强度是指金属材料在 交变载荷 作用下而不致断裂的最大应力。6. 同素异构转变是指同一元素在不同温度下具有 不同 晶格类型的现象。7. 铁素体 是指碳溶解在体心立方的-Fe中所形成的固溶体。8. 奥氏体 是指碳溶解在面心立方的-Fe中所形成的固溶体。9. 珠光体是指 铁素体 与 渗碳体 所组成的机械混合物。10. 莱氏体是指 奥氏体 与 渗碳体 所组成的机械混合物。11. 退火是将金属材料经加热、保温后，经 缓慢 冷却，以获得近平衡组织的热处理方法。12. 正火是将金属材料经加热、保温后，置于 空气 中冷却，以获得非平衡组织的热处理方法。13. 淬火 是将金属材料经 加热 、保温后，经快速冷却，以获得高硬度组织的热处理方法。14. 回火 是将淬火后的金属材料经加热、 保温 后，置于空气或水中冷却，以获得回火组织的热处理方法。15. 铸造 是将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸相适应的 铸型 中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法。16. 铸造性能是指合金 铸造过程 所表现出的工艺性能。17. 铸造工艺图是指在零件图上用各种工艺符号表示出 铸造工艺 方案的图形。18. 铸件的分型面是指 铸型组元 之间的接触表面。19. 压力加工是利用金属的 塑性变形 ，在外力作用下使其改变 形状 、尺寸和改善性能，获得毛坯、零件或原材料的加工方法。20. 自由锻是将金属坯料放在 上下砧 间，施以锤击力或压力而使其变形的加工方法。21. 模锻是将金属坯料放在具有一定形状的 模膛 内，施以锤击力或压力而使其变形的加工方法。22. 板料冲压是利用冲模，在压力作用下将金属板料进行 变形或 分离 而获得冲压件的方法。23. 加工硬化是指金属经塑性变形后， 强度 与 硬度 升高，而 塑性 与 韧性 下降的现象。24. 再结晶是将经 冷却室温 的金属加热到其熔点的0.350.4倍时，会生长出新的晶粒，从而消除了 塑性变形所引起的冷变形强化 的现象。25. 焊接是利用加热或者同时加热加压的方法，使 熔化 的金属通过原子间的扩散与结合而连接在一起的方法。26. 熔化焊是通过加热，使填充金属 、工件局部熔化，熔化的金属凝固后，使工件连接在一起的方法。27. 压力焊是通过加热和加压，使工件处于塑性状态或局部熔化 状态，待冷却后使其连接在一起的方法。28. 钎焊是通过加热，使 钎料 熔化，而 工件不熔化，熔化的金属凝固后，使工件连接在一起的方法。29. 由多晶粒构成的金属物体，若晶粒大，则力学性能 差 ；若晶粒小，力学性能 好 。30. 合金的流动性不良容易在铸件中形成 气孔 或冷隔缺陷。31. 合金的收缩较大容易在铸件中形成 缩孔 与缩松、 裂纹 、变形，甚至导致开裂。32. 金属在再结晶温度以下进行塑性变形，制件强度高、表面质量 好 、精度 高 ，塑性降低。33. 金属在再结晶温度以上进行塑性变形，可 压合 小孔、小裂纹， 细化 晶粒，制件塑性、冲击韧性。34. 冲裁件的变形可分：弹性变形过程； 塑性 变形过程；断裂变形过程。35. 板料弯曲成型的主要参数有： 圆 角和最小 弯曲 半径。36. 板料拉深成型的主要参数有： 拉深 系数和凸凹模 圆 角。37. 冲压模具可分为：简单模、连续模、 复合模 。38. 酸性焊条可交直流两用，工艺性好，焊缝的力学性能 差 ，抗裂性 差 。39. 碱性焊条只适于采用直流电，工艺性较差，焊缝的力学性能 较好 ，抗裂性 好 。40. 克服焊接变形的方法有： 反 变形法、加裕量法、刚性夹持法以及选择合理的 焊接 次序。41. 为减少焊接应力，可采用 预 热法、选择合理焊接次序和焊后 去应力退火 处理。42焊件接 正 极，焊条接 负 极的接法成为正接法。43焊缝的空间位置有 平焊 、 仰焊 、 立焊 和 横焊 。44焊接接头的基本形式有 对接接头 、 T型接头 、 角接接头 和 搭接 。45焊接变形的基本形式有 收缩变形 、 角变形 、 弯曲变形 和 波浪变形 。46矫正变形的方法有 器械校正 和 火焰加热矫正 。47常用测定硬度的方法有 洛氏硬度测量法 、 布氏硬度测量法 和维氏硬度测试法。48特种铸造的方法有 金属型铸造 、 压力铸造、 离心铸造 、 熔模铸 和 低压铸造 等。49设定铸件分型面的主要原则有 应尽量使分型面平直 、 避免不必要的型芯活块和 数量少 等。50特种压力加工的方法有扎制、 挤压 、 拉拔 、 自由锻 和 模锻 等。51在焊接生产过程中，可采用限制空气进入 、 渗加合 和 脱氧 措施来保证焊缝的质量。52检验焊接质量的方法有 着色检验、 外观检验 、 磁粉检验 、 、 射线 和 超声波 等。53焊接金属的方法有 焊条电弧焊 、 埋弧自动焊、 气焊 、 电渣焊 和 真空电子束焊 等。54焊缝布置应主要考虑便于焊接操作 、 减少焊接应力 和 变形 等方面二、选择题1模样制出铸造圆角后有利于( B D)。A起模； B防止铸件产生裂纹； C造型方便； D防止铸件产生缩孔。2铸造双层金属合金铸件应采用( D )。A压力铸造； B熔模铸造； C砂型铸造； D离心铸造。3压力铸造的主要特点是(A D)。A铸件的尺寸精度高、形位误差小； B可铸造重型铸件；C适用于单件小批量生产； D可铸造形状复杂的薄壁铸件。4防止铸件产生裂纹的方法有( C )。A提高浇注温度； B提高砂型与型芯的退让性；C使铸件壁厚均匀； D提高砂型的强度。5铸造形状复杂的高熔点合金材质的小型精密零件的毛坯应采用( C )。A离心铸造；B压力铸造；C熔模铸造；D金属型铸造。6铸件的结构斜度应( A )于分型面的不加工表面。A垂直； B平行； C倾斜； D相交。7影响合金流动性的因素有( A )。A化学成分； B浇注温度； C铸件结构；D铸型的性质。8铸造工艺对铸件结构的要求有( C )。A避免外部侧凹； B铸件的转角以直角为宜；C分型面应尽量平直； D防裂筋的方向应与机械应力方向垂直9轮形铸件的轮辐应尽可能采用( C )，以避免裂纹的产生。A奇数轮辐； B偶数轮辐； C弯曲轮辐； D偶数对称轮辐。10薄壁铝合金气缸体铸件应采用( D )方法进行生产。A砂型铸造； B金属型铸造； C熔模铸造； D低压铸造。11铁素体为( A )晶格，奥氏体为( B )晶格。A体心立方晶格； B面心立方晶格； C密排六方 D复杂的。12FeFe3C相图上的共析线是( C )，共晶线是( A )。AECF线； BACD线； CPSK线。13FeFe3C相图上的SE线用代号( B )表示，PSK线用代号( A )表示，GS线用代号(C )表示。AA1； BAcm； CA3。14过共析钢的淬火加热温度应选择在( C )，亚共析钢则应选择在( A )。AAcl+3050； BAccm以上 ；CAc3+3050。15调质处理就是( C )的热处理。A淬火+低温回火； B淬火+中温回火； C淬火+高温回火。16为下列零件正确选材：电动机壳( B )；机座( D )；冲压件( A )；丝锥( C )。AQ195； BQT40015； C9SiCr； DHTl50。三、判断题：1拉伸试验可以测定材料的强度、塑性等性能指标，因此材料的力学性能都可以通过拉伸试验测定。 ( 错 )2用布氏硬度测试法测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。 ( 错 )3金属材料的力学性能可以理解为金属材料的失效抗力。 ( 错 )4钢中合金元素含量越高，其淬透性越好。 ( 错 )5热处理可以改变灰铸铁的基体组织，但不能改变石墨的形状、大小和分布情况。 ( 错 )6制造滚动轴承应选用GCrl5。 ( 对 )7厚壁铸铁件的表面硬度总比其内部高。 ( 对 )8可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此，可以进行锻压加工。 ( 错 )9调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。 ( 对 )10合金钢的淬透性比碳钢高。 ( 对 )11可锻铸铁一般只适用于薄壁小型铸件。 ( 错 )12白口铸铁件的硬度适中，易于进行切削加工。 ( 错 )13碳钢中的硅、锰是有益元素，而磷、硫是有害元素。 ( 错 )14不锈钢属于非铁金属。 ( 对 )五、简答题：1. 简述液态金属的结晶过程。2. 试分析含碳量为0.45%的钢从高温到低温过程中的组织转变，并用铁碳合金状态图加以说明。3. 试分析含碳量为1.0%的钢从高温到低温过程中的组织转变，并用铁碳合金状态图加以说明。4. 简述退火和正火的目的。5. 简述淬火和回火的目的。6. 亚共析钢的细化晶粒退火为什么要加热到略高于Ac3的温度？而一般过共析钢的退火只加热到略高于Ac1的温度？7. 为什么过共析钢的正火温度与淬火温度是不同的？8. 简要分析铸造生产的特点。9. 简要分析灰铸铁的特性。10. 分析锻件中纤维组织的形成原因，及其制件对性能的影响。11. 存在加工硬化现象的零件在性能上有哪些优势？又有什么不利的方面？若有不利影响时，如何消除加工硬化？12. 试分析自由锻造的特点。13. 模锻与自由锻相比，有哪些特点？14. 试分析板料冲压的特点。15. 试分析焊接生产的特点。16. 简要分析电弧焊的焊接过程。17. 焊接接头可分为哪几个区域？并分析其组织与性能。18. 试分析碳当量对焊接性的影响。六、结构的工艺性分析：1. 指出以下铸件在结构方面的不尽合理之处，并加以改正。 2. 指出以下自由锻件在结构方面的不尽合理之处，并加以改正。 3. 指出以下模锻件在结构方面的不尽合理之处，并加以改正。 4. 指出以下焊接布置的不合理之处，并加以改正。（该题书本全部都有） 七、铸造工艺图的制订：分析以下铸件结构，提出两种以上的分型方案，并讨论其优缺点。选择你认为较好的分型方案制订该铸件的铸造工艺图。 第七题答案第七题答案第六题第一小题第一个图第六题第一小题第三个图（b）结构较为合理。因为它可省去悬臂砂芯第六题第一小题最后一个图第六题第一小题第二个图第六题第三小题第三个图1、原图结构不适于模锻的工艺要求。2、零件轮辐过于扁薄，薄壁部分金属模锻时容易冷却，不易充满模膛。3、非加工表面间所形成的角应按模锻圆角来进行设计。4、上与锤击方向平行的非加工表面，应设计出模锻斜度。四、牌号含义说明：1. Q235A；2. Q255A；3. 20钢；4. 45钢；5. T10A；6. T8；7. 40Cr；8. 9SiCr；9. HT150；10. KTH300-06；11. KTZ450-06；12. QT800-2；13. J422焊条；14. J502焊条；15. 16Mn;1. Q235A:钢种厚度小于16mm时的最低屈服点为235Mpa的普通碳素结构钢。2.Q255：钢材厚度小于16mm时最低屈服点为255Mpa的普通碳素钢。3.20钢：表示平均含碳量为0.20%的优质碳素结构钢。4.45钢：表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。5. T10A：表示平均含碳量为1.0%的高级优质碳素工具钢。6.T8：表示平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。7.40Cr:含碳量0.4%的Cr合金结构钢。8.9SiCr：含碳量为0.9%的硅镉合金工具钢。9. HT150:表示直径30mm单铸试棒最低抗拉强度值为150Mpa的普通灰铸铁。10.KTH300-06:抗拉强度为300Mpa伸长率为6%的黑心可锻铸铁。11.KTZ450-06: 抗拉强度为450Mpa伸长率为6%的灰铸铁。12.QT800-2:抗拉强度为800Mpa伸长率为2%的球墨铸铁。13.J422焊条:抗拉强度为420Mpa钛钙型结构钢焊条。14.J502焊条：抗拉强度为500Mpa的T钛钙型结构钢焊条。15.16Mn：16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。五简答题1.简述液态金属的结晶过程：开始时，也液态中先出现的一些极小晶体，称为晶核。在这些晶核中，有些是依靠原子自发的聚集在一起，按金属晶体有规律排列而成，这些晶核称为自发晶核。金属的冷却速度越快自发晶核越多。另外，液态中有时有些高熔点杂质形成微小的固体质点，其中某些质点也可以起晶核作用，这些晶核称为外来晶核或非自发晶核。在晶核出现后，液态金属的原子就以他为中心，按一定几何形状不断的排列起来形成晶体。晶体沿着个方向发展的速度是不均匀的，通常按照一次晶轴、二次晶轴呈树枝状长大。在原有晶体长大的同时，在剩余液态中有陆续出现新晶核，这些晶核也同样长大成晶体，就这样液体越来越少。当晶体长大到与相邻的晶体相互抵触时，这个方向的长大便停止了。当晶体都彼此相遇、液态耗尽时结晶过程结束。2. 试分析含碳量为0.45%的钢从高温到低温过程中的组织转变，并用铁碳状态图加以说明：液态-液态奥氏体-奥氏体-奥氏体+铁素体-珠光体+铁素体。3. 试分析含碳量为1.0%的钢从高温到低温过程的组织转变，并用铁碳合金状态图加以说明。液态-液态奥氏体-奥氏体-奥氏体+渗碳体-珠光体+渗碳体。4. 简述退火和正火的目的：完全退火能降低硬度，改善切削加工性；正火将钢进行重结晶，从而解决铸钢件、锻件的粗大晶粒和组织不均问题。5. 简述淬火和回火的目的：淬火时为了获得马氏体组织；回火的目的是消除淬火内应力以降低钢的脆性，防止产生裂纹同时也使钢获得所需的力学性能。6. 亚共析钢的细化晶粒退火为什么要加热到Ac3以上?而一般 过共析钢只加热到略高于Ac1的温度？亚共析钢加热到AC3以 上是为了获得奥氏体，随后的淬火过程中获得马氏体。但过共析钢碳含量高，如果也要到AC3温度淬火，结果会很 脆，或者导致开裂。7. 为什么过亚共析钢的正火温度与淬火温度是不同的? 它们工艺上的区别主要在于冷却方式不同，淬火加热保温后快速 冷却（水冷、油冷）；正火加热保温后空冷，也叫自 然冷却（放在空气中冷却）。8.简要分析铸造生产的特点： 1.可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯。 2.适应范围广。 3.铸造可以直接利用成本低廉的费机件和切削，设备费用较低。9. 简要分析灰铸铁的特性： 1.优良的减震性。2.耐磨性好。3.缺口敏感性小。4.铸件性能优良，切削加工性好。11.存在加工硬化的现象的零件在性能上有那些优势？又有什么不利的方面？若有不利影响如何消除加工硬化？有利的一面是，它可提高金属的强度、硬度和耐磨性，特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。需在加工过程中安排中间退火，通过加热消除其加工硬化,加速刀具磨损、增大切削力等12. 试分析自由锻造的特点： 自由锻生产所用工具简单，具有较大的通用性，因而它的应用范围较为广泛。自由锻可锻造的锻件质量由不足1KG到300T。在重型机械制造中，它是生产大型和特大型锻件的唯一成形方法。13. 模锻和自由锻相比有哪些特点： 模锻生产的铸件尺寸精确、加工余量较小、结构可以较复杂，而其生产率高。14试分析板料冲压的特点：1.可以冲压出形状复杂的零件，且废料少。2.冲压件有足够的精度和较低的表面粗糙度值，互换性较好，冲压后一般不需要机械加工。3.能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件。4.冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产率很高。故零件成本低。15. 试分析焊接生产的特点： 焊接可以用化大为小、化复杂为简单的办法来准备坯料然后用逐次装配焊接的方法并小成大，拼简单成复杂。这是其他工艺方法难以做到的。再制造大型机械设备时，还可以采用铸-焊或锻-焊符合工艺。这样仅有小型铸、锻设备的工厂也可以生产出大型零部件。用焊接方法还可以制成双金属构件，如复合层容器。此外，还可以对不同的材料进行焊接。16. 简要分析电弧焊的焊接过程： 电弧在焊条与被焊接工件之间燃烧，电弧热使工件和焊芯共同熔化形成熔池，同时也使焊条的药皮熔化和分解。药皮溶化后与液态金属发生物理化学反应，所形成的熔渣从熔池中浮起；药皮受热分解产生大量的CO2、CO、H2等保护气体，围绕在电弧周围。熔渣和气体能防止空气中的氧和氮的浸入，起到保护熔化金属的作用。当电弧向前移动时，工件和焊条不断熔化汇成新的熔池。原来的熔池不断冷却凝固构成连续的焊缝。覆盖在焊缝表面的熔渣也逐渐凝固形成固态渣壳。这层熔渣和渣壳对焊缝成形的好坏和减缓金属冷却速度有着重要作用。17. 焊接接头可分为哪几个区域？并分析其组织与性能？ 1.焊缝：焊缝结晶是从容池底壁开始向中心成长的，因各方向冷却速度不同，从而形成柱状的铸态组织（由铁素体和少少量的珠光体所组成）。溶池金属受电弧吹力作用和保护气体的吹动，溶池壁柱状晶体成长受到干扰，柱状晶体呈倾斜状，晶体细化。同时由于焊接材料的参合金作用，焊缝金属中锰硅等合金元素含量可能比母材金属高，焊缝的金属性能不低于母材金属性能。 2.焊接热影响区：1熔合区（很大程度决定着焊接接头的性能）。 3.过热区（奥氏体晶体粗大形成过热组织。故塑性及韧性降低）。 4.正火区（转化为细小的奥氏体晶粒，冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材）。 5.部分变相区（珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大是我趋势。冷却后晶粒的大小不均，因而力学性能不正火区稍差。）18 是分析碳当量对焊接性的影响 W（C）当量0.6时，钢材塑性较低，淬硬倾向很强，焊接性不好。