北京科技大学2012年固态成型工艺学考试题
北京科技大学2012年固态成型工艺学考试题
一、填空题：1. 实际轧制变性区分成弹性变性区、塑性变形区、弹性恢复区。
2. 根据金属沿横向流动的自由程度，宽展可分为自由宽展、限制宽展、强制宽展。
3. 开始冲孔的质量问题有走样，闭式冲孔的质量问题有壁厚不均、横向裂纹、纵向裂纹。
4. 计算平面各向异性系数的公式是Δr=r 0+r 90+2r 45。
5. 目前生产中应用的拉拔方式主要有：无心棒拉拔、短心棒拉拔、长心棒拉拔、游动心棒拉拔。
二、简答题：1. 画出轧制单位压力分布的实验图：答：如图所示。
2. 列出卡尔曼微分方程的假设条件答：1）轧件金属性质均匀，可看作均匀连续介质；2）变形区内沿轧件横断面上无剪应力作用，各点的金属流动速度，正应力及变形均匀分布；3） 轧制时，轧件的纵向、横向和高向与主应力方向一致；4） 轧制过程为平面变形（无宽展），塑性方程式可写成：5） 轧辊和机架为刚性。
3.什么是FLC 和FLD ？其使用意义是什么？答：FLD 是材料成形极限图，FLC 是材料成形极限曲线。
作用：材料成形极限图是判断和评定板料成形的最简单和直观的方法。
是解决板料冲压问题的一个非常有效的工具。
4.影响板料成形性的主要因素有那些？答：材料特性：1）化学成分；2）显微组织；3）织构；加工条件：1）成形速度；2）试件加工；3）摩擦及润滑条件。
5.什么是塑性应变比和平面各项异性系数？各自的物理意义是什么？答：塑性应变比是单向拉伸时，宽度方向应变和厚度方向应变的比值，又称为厚度异性指数。
平面各项异性系数用板平面内不同方向上板厚方向性系数r 值的差值Δr=r0+r90+2r45来表示。
塑性应变比表示板料抵抗失稳变薄的能力，特别是压延过程。
平面各项异性系数则反映了在压延成形中凸耳的形成。
小于零是凸耳在45度方向，大于零时凸耳在0和90度方向。
等于零不产生。
三、论述题：1. 论述平砧拔长、上平下V 拔长、上下V 型拔长的原理。
答：平砧拔长时，和砧面接触的部分区域形成难变形区，两边不和砧面接触的部分形成小变形区，中间部分形成大变形区。
北京科技大学2012年考研试题《材料科学与基础》
北京科技大学2012年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号： 814 试题名称：材料科学基础（共 3 页）适用专业：材料科学与工程材料工程(专业学位) 说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
=============================================================================================================一、简答题(8分/题，共40分)1. 写出七种晶系的名称及点阵参数之间的关系；2. 简述临界分切应力的概念；3. 给出一级相变和二级相变的分类原则和相变特征；4. 分析金属或合金的结晶形态；5. 给出再结晶温度的定义。
二、纯Cu晶体在常温下的点阵常数为a=0.3615nm:1. 指出其晶体结构类型和配位数（3分）；2. 简略计算Cu原子半径、原子致密度和两类间隙半径（6分）；3. 画出Cu原子在（111）晶面的分布情况，并计算其晶面间距和原子在晶面上的致密度（6分）。
（共15分）三、分别画出下列离子晶体的布拉菲点阵(下图中的点阵参数均为a=b=c，α=β=γ=90º)。
(10分)NaCl CaF2CaTiO3四、示意画出下面的Ti-Zr体系中bcc和hcp相在1155、1139、1000和878K 时的Gibbs自由焓-成分曲线。
(15分)五、根据下面的Al-Zn相图,1. 写出其中的三相反应式（4分）；2. 画出x(Zn)=0.80合金的缓慢冷却曲线，并写出各阶段相对应的组织（8分）；3. 画出上述合金缓慢冷却到室温时的组织示意图，并计算各组织组成物的相对含量(8分)。
北科大材料成型考试题目
一、论述粉末冶金在材料制备和加工中地位和作用，以及粉末冶金制备技术的优缺点？1．优点（1）可生产普通熔铸法难于生产的材料①多孔材料（孔隙度可控）；②假合金（如Cu-W）；③复合材料，如硬质合金和金属陶瓷、弥散强化材料、纤维强化材料；④特种陶瓷（结构陶瓷、功能陶瓷）；某些P/M材料与熔铸材料相比，性能更优越①避免成分偏析、晶粒细，组织均匀，性能大幅提高。
如，粉末高速钢、粉末高温合金。
②钨、钼、钽等难熔金属采用熔铸法晶粒粗大、纯度低，工业上一般采用粉末冶金方法生产。
（3）对制品成型有明显优势①是一种少切削、无切削工艺（近净成型near net-shape）；②可大批量生产同一零件；③形状很复杂零件（如齿轮、凸轮或多功能零件）的制造公差窄；④不需或可简化机械的精加工作业；⑤节能、省材；⑥可制造自润滑材料。
2．缺点①粉末成本高；②形状、尺寸受到一定限制；③成形模具较贵；一般要生产量在5000～10000个/批，才经济。
④烧结零件韧性相对差（但可通过粉模锻造或复烧改善）。
二、简述空气雾化制粉的四个区域并简述空气雾化制粉的影响因素？负压紊流区—高速气流的抽吸作用，在喷嘴中心孔下方形成负压紊流层；颗粒形成区—在气流冲击下，金属液流分裂为许多液滴；有效雾化区—气流汇集点对原始液滴产生强烈破碎作用，进一步细化；冷却凝固区—细化的液滴的热量迅速传递给雾化介质，凝固为粉末颗粒。
气雾化制粉的影响因素（1）气体动能（2）喷嘴结构（3）液流性质（4）喷射方式三、什么是温压成型技术，其有什么特点？温压成型技术是在混合物中添加高温新型润滑剂，然后将粉末和模具加热至423K左右进行刚性模压制，最后采用传统的烧结工艺进行烧结的技术，是普通模压技术的发展与延伸，被国际粉末冶金界誉为“开创铁基粉末冶金零部件应用新纪元”和“导致粉末冶金技术革命”的新型成型技术。
特点：（1）密度高且分布均匀常规一次压制-烧结最高密度一般为7.1g/cm3左右，温压一次压制-烧结密度可达到7.40-7.50 g/cm3，温压二次压制-烧结密度可高达7.6g/cm3左右。
北京科技大学液态成型考试试卷
7
8
四、名词解释（10分，每题2分）
1、表面张力 2、液态金属的充型能力 3、过热度 4、铸件模数 5、内冷铁
五、简答题（30分，每题5分）
1、简述结晶温度范围很窄的合金的停止流动的机理。 2、影响异质形核的因素都有哪些？
3、试述热过冷与成分过冷的联系与区别。
4、简述铸件中铁豆缺陷是如何形成的。 5、试述减少和排除铸件中夹杂物的措施。
10
二、选择题，将正确的答案写在横线上（10分，每题1分）
1、界面前沿没有成分过冷时，界面倾向于以平面方式生长。是 。 （a）正确的；（b）错误的 2、铸钢的铸造工艺性比铸铁差，其主要原因是：铸钢的浇注温度和收缩率 分别是______。 （a）高、小；（b）低、小；（c）低、大；（d）高、大 3、正常偏析与析出性气孔产生的根本原因是凝固过程中的溶质再分配。是 。（a）正确的；（b）错误的 4、内浇口与横浇道的合理连接形式（ ）。
1
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二、判断题（10分，共10题，每题1分） 1、凝固区域的宽度是由铸件断面的温度梯度决定的。 2、界面前沿没有成分过冷时，界面倾向于以平面方式生长。 3、常规铸造工艺过程的冷却速度一般在104℃/s~109℃/s之 间。 4、水平区熔法是一种快速凝固方法。 5、铸件中的非金属夹杂物主要是二次氧化夹杂物。 6、实型铸造工艺中的铸型无分型面。 7、球墨铸铁的强度和塑性比灰铸铁高，铸造性能比灰铸铁 好。 8、顶注式浇注系统的优点之一是金属液流动平稳、不易氧 化、无激溅。 9、铸件中的气孔是一种特殊的夹杂。 10、冷裂的形成机理有液膜理论与强度理论。
三、推导题（10分，每题5分）
1、试推导平衡结晶时的溶质再分配公式
k0C0 C 1 (1 k0 ) f S
北京科技大学2012年材料科学基础真题答案
①对于正的温度梯度下，随液体离开液固界面的距离越远则温度越高，对于α>2的晶体来说。虽然从原子尺度来看，晶体界面是平滑的，但是从整体看是参差不齐的，即由取向不同的晶体学晶面所组成，各个晶面与散热方向成一定的角度，这有利于形成规则几何形状的晶体。
但是对于α<2的晶体老说，不具有晶体学取向的小晶面，从总体来说，界面大致与散热方向垂直，由于熔体内部的温度高于界面上的温度，所以晶体的生长界面只能以平面状随液体的冷却而均匀一致的向前推移，如果一旦局部偶有突出，那么它便进入温度较高的液体中，它的生长速度就会立刻停止，甚至会被融化，所以固液界面始终可以近似的保持平面。
十、
经过固溶处理后形成过饱和固溶体，在一定温度下保温一段时间会析出第二相而本身保留，浓度由过饱和状态过渡到饱和状态的过程就叫脱溶。一般的脱溶贯序为 。在固溶度过低或者温度过低时可能会在GP区充分发展后就停止，长期处于亚稳态；若是温度过高可直接析出平衡相，使得时效效果减弱。
GP区为钢原子富集区，尺寸很小，在光学显微镜下观察不到，呈圆盘状，弥散分布在基体中，由于两相没有脱离开，无明显界面。
一、
1、
单斜：a≠b≠c，α=γ=900≠β；三斜：a≠b≠c，α≠β≠γ≠900
四方：a=b≠c，α=β=γ=900；正方：a=b≠c，α=β=γ=900
正交：a≠b≠c，α=β=γ=900立方：a=b=c，α=β=γ=900
菱方：a=b=c，α=β=γ≠900六方：a=b≠c，α=β=900，γ=1200
③强度：强度的表现主要与位错的机制有关，再结晶阶段位错密度迅速大量减少，从而强度迅速下降。
④塑性：回复阶段变化不大，再结晶阶段由于形成新的无畸变的等轴细晶粒，使得塑性上升。在等轴晶粒粗化之后，塑性又有所下降。
北京科技大学2011-2012学年第1学《期材料科学基础》期末考试试题(含答案提示)
2011——2012第一学期材料科学基础试卷（材科专业）1.写出下列两种结构属于哪一种晶系，哪一种布拉菲点阵，写出结构基元和Pearson符号。
（15分）2.画出铝单胞的示意图，计算其四面体间隙和八面体间隙半径，写出配位数，计算致密度。
画出Mo（100）、（110）、（111）面原子排布示意图，并计算各面的面致密度。
（15分）3.写出径向分布函数的定义，画出气体的径向分布函数的示意图。
画出简单立方晶体玻璃化后的径向分布函数示意图，其第一峰的面积约为多少？说明了什么？（10分）4.Mg—Ni相图，发生共晶反应：。
C1和C2分别是亚共晶成分点和过共晶成分点，已知这两个成分点的先共晶相的比例为1:1，室温下相的比例为2.5:1，试求C1和C2的成分。
（15分）5.现有一立方晶系，其柏氏矢量b=[110]，分别写出螺型位错和刃型位错的位错线方向。
此晶系的滑移面是什么？试写出其扩展位错的反应方程式。
（15分）6.（1）根据右图判断反应的反应方向，说明为什么，在图中表示出该反应的反应吉布斯自由能。
的生成吉布斯自由能是多少？（2）平衡与平衡两个平衡中哪一个平衡中相中C的含量多？画图说明为什么。
（10分）7.金属电子理论部分（共20分，其中①题和③题各4分，②题12分，原试卷中相关公式已经给出）①计算Fe3+的轨道角动量和自旋角动量以及它们的z分量。
②右图为Cs费米面的（-110）*截面。
已知Cs为bcc结构，原子半径r=0.267nm。
计算其费米能。
定量画出[100]方向的E—k关系曲线（要做到定量化）。
H方向的波矢是什么？③材料化学成分的能谱分析的原理是什么？写出固体材料中电子态的特征。
答案提示1.注意第一种结构为四方晶系，第二种结构为立方晶系。
2.Mo为bcc结构。
（试卷中没有此信息，但考试中老师说明了这一点）5.注意滑移面有两个。
说明1.本试卷为回忆版，具体描述可能与原试卷有所不同，但题意与原试卷基本相符。
成型技工考试题目及答案
成型技工考试题目及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 成型工艺中，以下哪个因素不属于影响成型质量的主要因素？A. 材料性质B. 模具设计C. 操作工人的技术水平D. 成型温度答案：C2. 在塑料成型过程中，以下哪个步骤是不必要的？A. 材料准备B. 预热C. 冷却固化D. 后处理答案：B3. 金属成型中，冷成型和热成型的主要区别是什么？A. 材料类型B. 成型温度C. 模具设计D. 成型速度答案：B4. 以下哪个不是塑料成型的常见方法？A. 压缩成型B. 注射成型C. 吹塑成型D. 焊接成型答案：D5. 金属板材的弯曲成型中，以下哪个因素不会影响成型质量？A. 材料的厚度B. 弯曲半径C. 弯曲速度D. 材料的硬度答案：C6. 成型过程中，为了提高成型效率，通常采用哪种方式？A. 增加模具数量B. 提高成型温度B. 减少材料厚度D. 增加成型压力答案：A7. 以下哪个不是塑料成型模具的组成部分？A. 型腔B. 型芯C. 顶针D. 原材料答案：D8. 金属成型中，拉伸成型通常用于制造哪种类型的产品？A. 管材B. 板材C. 壳体D. 棒材答案：C9. 成型过程中，为了减少材料的浪费，通常采用哪种方式？A. 增加材料厚度B. 减少成型压力C. 优化模具设计D. 增加成型速度答案：C10. 以下哪个是塑料成型过程中的常见缺陷？A. 气泡B. 裂纹C. 变形D. 所有选项答案：D二、判断题（每题1分，共10分）1. 成型温度对塑料成型的质量没有影响。
（错误）2. 成型过程中，模具的精度越高，成型质量越好。
（正确）3. 金属成型中的冷成型工艺不需要加热材料。
（正确）4. 注射成型是塑料成型中速度最快的方法。
（错误）5. 成型过程中，增加成型压力可以提高成型速度。
（错误）6. 成型过程中，材料的流动性越好，成型质量越高。
（正确）7. 塑料成型模具的型腔和型芯是可互换的。
（错误）8. 金属拉伸成型过程中，拉伸速度越快，成型质量越好。
北科大《固态相变》12道练习题
北科⼤《固态相变》12道练习题《固态相变》课程12道复习题北科⼤chenleng⽼师1.什么是⼀级相变？什么是⼆级相变？并举例说明。
分类标志：热⼒学势及其导数的连续性。
⾃由能和内能都是热⼒学函数，它们的第⼀阶导数是压⼒（或体积）和熵（或温度）等，⽽第⼆阶导数是⽐热、膨胀率、压缩率和磁化率等。
第⼀类相变（⼀级相变）：凡是热⼒学势本⾝连续，⽽第⼀阶导数不连续的状态突变，称为第⼀类相变。
第⼀阶导数不连续，表⽰相变伴随着明显的体积变化和热量的吸放(潜热)。
普通的⽓液相变、液固相变、⾦属和合⾦的多数固态相变、在外磁场中的超导转变，属于第⼀类相变。
第⼆类相变（⼆级相变）：热⼒学势和它的第⼀阶导数连续变化，⽽第⼆阶导数不连续的情形，称为第⼆类相变。
这时没有体积变化和潜热，但膨胀率、压缩率和⽐热等物理量随温度的变化曲线上出现跃变或⽆穷的尖峰。
超流、没有外磁场的超导转变、⽓液临界点、磁相变、合⾦中部分有序-⽆序相变，属于第⼆类相变。
习惯上把第⼆类以上的⾼阶相变，通称为连续相变或临界现象。
玻⾊-爱因斯坦凝结现象是三级相变。
按相变⽅式分类：形核长⼤型相变、连续型相变……<材基P595>按原⼦迁移特征分类：扩散型相变、⽆扩散型相变2.回答以下问题：（1）经典形核理论的均匀形核和⾮均匀形核的临界核⼼的曲率半径哪个更⼤？为什么？（2）均匀形核和⾮均匀形核的临界核⼼形成功哪个更⼤，为什么？（3）均匀形核和⾮均匀形核的形核速率哪个更⼤，为什么？（4）经典形核理论对再结晶核⼼的形成是否适⽤，为什么？（5）两相转变的平衡温度与再结晶温度的本质有何区别，并给出解释。
⾮均匀形核：（1）应该特别注意到，在相同的过冷度下，⾮均匀形核的临界曲率半径和均匀形核临界半径是相同的。
（2）⾮均匀形核时，因为和浸润⾓有关的f(θ)总是⼩于1，所以⾮均匀形核的临界形核功总⽐均匀形核⼩。
（3）在凝固时液相中都含有⼤量的形核靠背，例如盛放液体的容器模壁、液体中含的微⼩固态微粒等。
2012年试卷
工程流体力学 试卷（A）
院(系) 班级 学号 姓名
占课程 平时 成绩 考核成 占 小计 绩 80% 20% 课程考 核成绩
试卷卷面成绩（满分 80 分） 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
得 分
一、单选题（每题 2 分，共 30 分）
工程流体力学 A 试卷
第 4 页 共 6 页
5. （5 分）采用皮托-静压管测量空气的流速，压差计中水银柱高度为 h = 50mm，空气的 密度 ρa = 1.273kg/m3，水银密度 Hg 13600 kg m3 ，求空气的流速。
自 觉 遵 装 守 考 订 试 线 规 则 内 ， 诚 不 信 考 得 试 ， 答 绝 不 题 作 弊
6. （5 分）水平放置的两块无限大平行平板间充满了粘性流体，平板间距离为 h。已知上 平板以等速度 U 沿 x 轴正方向运动，下板固定。忽略质量力，xy 平面上此流动满足的基 本方程为
u v 0 x y u u 1 p 2 u 2 u v u ， y x x 2 y 2 x 2v 2v u v v v 1 p 2 2 y y x y x
1. 按流体力学连续介质的概念，流体质点是指
自 觉 遵 装 守 考 订 试 线 规 则 内 ， 诚 不 信 考 得 试 ， 答 绝 不 题 作 弊
(A) 流体的分子 (B) 流体内的固体颗粒 (C) 无大小的几何点 (D) 几何尺寸与流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体 2. 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体 (A) 能承受拉力，平衡时不能承受切应力 (B) 不能承受拉力，平衡时不能承受切应力 (C) 不能承受拉力，平衡时能承受切应力 (D) 能承受拉力，平衡时也能承受切应力 3. 以下关于流体粘性的说法，不正确的是 (A) 流体的粘性随温度的升高而增大 (B) 粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形能力的量度 (C) 流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用 (D) 粘性是流体的固有属性 4. 静止流体中压强的分布规律 (A) 仅适合于不可压缩流体 (B) 仅适合于理想流体 (C) 仅适合于粘性流体 (D) 既适合于理想流体、又适合于粘性流体
2012年_北京科技大学_材料专业认识实习考试试题
1、粗钢产量为多少吨？占世界钢产量百分之多少？答：2011年全球64国家地区粗钢产量14.9006亿吨（占全球98%）；中国大陆6.8327亿吨，世界（除中国）8.068亿吨。
中国占46%。
2、国际著名钢铁企业，列举。
答：安赛乐-米塔尔（卢森堡）；新日铁（日本）；JFE（日本）；浦项（韩国）；宝钢（中国）。
3、北冶生产的主要流程？解释软磁合金，膨胀合金工作原理。
答：软磁合金：软磁合金是在弱磁场中具有高的磁导率及低的矫顽力的一类合金。
这类合金广泛应用于无线电电子工业、精密仪器仪表、遥控及自动控制系统中，综合起来主要用于能量转换和信息处理两大方面，是国民经济中的一种重要材料。
原理：软磁合金是利用软磁材料在外磁场作用下容易磁化，去除磁场后磁感应强度又基本消失的特性制成的磁性合金。
软磁材料磁滞回线面积小而窄，矫顽力一般低于800A/m，电阻率高，涡流损耗小，导磁率高，饱和磁感高。
（熔融法制备。
主要用作电器、电信工业中的各种铁芯元件（如变压器铁芯、继电器铁芯、扼流圈等）。
常用软磁合金有低碳电工钢、阿姆科铁、硅钢片、镍铁软磁合金、铁钴软磁合金、铁硅软磁合金等。
）膨胀合金是在一定温度范围内具有特殊的线膨胀系数（线膨胀系数极小或一定），广泛应用于航空电器和仪表、电真空工业及其他电子器件中。
原理：一般的金属和合金受热时膨胀，膨胀量随温度的升高呈线性增加，但有些合金的热膨胀曲线在某一温度出现弯曲点，在弯曲点以下的热膨胀系数比弯曲点以上的正常热膨胀系数低得多，这种现象称为反常热膨胀特性。
膨胀合金是利用金属的这种反常膨胀特性而制成的精密合金。
（膨胀合金除具有特定的热膨胀系数外，根据不同用途还要求有良好的封接性、可焊性、耐蚀性、可加工性和易切削性，并且在使用温度范围内不允许有引起膨胀特性明显变化的相变。
膨胀合金在制造工艺过程中必须准确控制合金的化学成分，其产品一般为棒材、板材、带材、丝材和管材。
）4、耐火材料的主要性能指标和高温性能评价包括哪些方面？答：耐火材料的主要性能指标有：1）耐火度：耐火度是耐火材料在高温下抵抗熔化的性能。
材料部分.答docx
《工程材料及成形工艺基础》习题集—北京科技大学机制及自动化系班级姓名学号北京科技大学机械工程学院2012.10习题一班级姓名成绩一、什么是应力？什么是应变？答: 应力——试样单位截面上的作用力。
σ应变——试样单位长度上的变形量。
ε二、填表回答：三、金属材料随所受外力的增加，其变形过程一般分为几个阶段？各阶段的特点是什么？弹性变形和塑性变形阶段。
弹性变形阶段：应力与应变成正比；去掉外力恢复原状。
塑性变形阶段：应力与应变不成正比；去掉外力不能恢复原状。
四、何谓金属的工艺性能？主要包括哪些内容？答：工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能等。
五、何谓交变载荷？何谓疲劳破坏？其产生的原因是什么？答：交变载荷——大小和方向随时间呈周期性变化的作用载荷。
疲劳破坏——材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。
产生原因——由于材料内部有气孔、疏松、夹杂等组织缺陷，表面有划痕、缺口等引起应力集中的缺陷，导致产生微裂纹，随着循环次数的增加微裂纹逐渐扩展，最后造成工件突然断裂破坏。
六、常用的金属晶格类型有哪几种？其晶胞特征怎样？举例说明。
答：常见的晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。
α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；七、固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？答：在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。
在性能上：形成固溶体和金属间化合物都能强化合金，但固溶体的强度、硬度比金属间化合物低，塑性、韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。
八、什么叫固溶强化？什么弥散强化？比较二者的异同。
材料成型技术2012-2013试卷
择合理的焊接方法：厚 度为20mm，长5米低合金钢大梁的焊缝用（ ）；容积为50升的轿车油箱焊缝用（ ） 。 Ａ 点焊； Ｂ 电阻对焊； Ｃ 埋弧焊； D 缝焊。 21、冲压生产中，设计落料模具时，首先应确 定（ ）。 A 凸模刃口尺寸； B 凹模刃口尺寸； C 零件公称尺寸； D 变形系数。
9、曲柄压力机是压力加工生产的主要设备之 一。其优点是生产率高，易于机械化、自动化 ，锻件尺寸精度高于锤上模锻。由于曲柄压力 机每个模膛都是一次成形，因此（ ）。 A 金属沿模膛各个方向充填能力好，易于充 满模膛深处； B 金属沿模膛高度方向充填能力差，水平方向 充填能力好； C 金属沿模膛高度方向充填能力好，水平方 向充填能力差； D 金属沿模膛各个方向充填能力差，难于充 满模膛深处。
10、板料冲裁工序是指板料沿着封闭的轮廓线分 离的工序。通常包括冲孔、落料、剪切等工序。 11、金属塑性变形的主要方式是滑移。实际晶体 的内部存在着一系列原子错排的缺陷。因此，实 际晶体的滑移是通过位错运动实现的。 12、一批轿车差速器齿轮热模锻成形后，发现纤 维组织分布不合理。为了消除这种缺陷，应对锻 件进行再结晶退火，以便获得分布合理的纤维组 织。 13、板料弯曲变形时，工件在脱离弯曲模具后， 会由于弹性变形的恢复而使弯曲角度变大；因此 ，在设计弯曲模时必须使模具的角度增加一个回 弹角。
23、模锻斜度是指在模锻件平行于锤击方向的加 工表面应设计出的斜度，目的是便于从模膛内取 出锻件。 24、一批铸件浇注后，经过生产厂家检验，其组 织为铁素体+珠光体灰口铸铁，不能满足该铸件 的使用要求。为了提高该铸件的强度和硬度，应 对该铸件进行孕育处理，以便获得强度高的珠光 体灰口铸铁。 25、压力焊与熔化焊相比，不需要额外的填充金 属和保护性介质。其中，摩擦焊的焊接热源为工 件接触面相互摩擦的热量；点焊、缝焊、对焊的 焊接热源为电阻热。
（完整版）北科大材料力学答案版.doc
（完整版）北科大材料力学答案版.doc自觉遵装守订考试线规则内，诚不信考得试，答绝不题作弊北京科技大学 2012--2013 学年第 2 学期工程力学 AII 试卷（ A ）院 (系) 班级学号姓名试卷卷面成绩占课平时成绩课程考程考占核成绩题号一二三四五六小计核成20%得分得分一、判断题（20分，每题2分，将“√”或者“X”填入题后括号内。
）1. 材料力学主要研究强度、刚度和稳定性问题。
（√）2. 矩形截面梁由剪力引起的剪应力在中性层为0,上下边缘处最大。
（ X ）3. 结构刚度越大 ,变形越小 ,也越不容易失稳。
（√）4. 塑性材料和脆性材料的失效破坏机理是一样的。
（ X ）5. 单位载荷法等能量方法可以直接用于求梁结构中的最大应力。
（ X ）6. 电测法的基本原理是将结构变形引起电阻丝长度变化,进而导致电阻等电学物理量的变化 ,由电学量的变化反推可得到结构的变形信息。
（√）7. 低碳钢扭转破坏试验后其断口平面与轴线垂直。
（√）8.测低碳钢的弹性模量与泊松比时在其上下表面各贴一个应变片,其主要考虑是得到双倍的应变值 ,因为越大的物理量测量精度一般越高。
（ X ）9. 铸铁试件的拉伸和扭转失效 ,主要原因都是最大剪应力超过了许用值。
（ X ）10. 对于主要受挤压的结构件,允许结构中出现部分的塑性变形。
（√）得分二、如图所示外伸梁，B为固定铰，C为移动铰，A端受集中力P=10 kN，B点受一集中力偶 M=40 kNm，HD 段受均布力 q=10 kN/m ，AB 、 BH、HC 和 CD 各段的长度均为 L=1 m，试作出梁的弯矩图和剪力图。
（20 分）qMA BDHPN B和C解：解除 B 点和 C 点约束，分别代之以约束反力 CN ，由M B 0，即PL M 2qL 2L N C 2LN C M PL 4qL245 kN (2 分)2L由M C 0，即3PL M N B2LN B M 3PL(2 分)35 kN2L2 分，一共 16 分，加上支反力 4 分，共计 20 分。
固态成型
（按
装 订 线 内 不 得 答 题
自 觉 遵 守 考 试 规 则嗣诚 信 考 试嗣绝 不 作 弊
四、已知某滑移线场如图2所示，C 点的平均正应力为MPa mC 90=σ，
MPa k 60=，确定B 点和D 点的应力分量。
（10分）
五、请解释什么是屈服强度。
说明金属的理论切屈服强度和实际晶体的屈服强度有什么不同，为什么？（10分）
六、金属变形常用的塑性指标有哪些? 改善金属材料的塑性有哪些可能的措施?（10分）
七、请分析静态再结晶、亚动态再结晶和动态再结晶所发生的条件、形成的晶粒结构及对消除变形金属的加工硬化各有什么特点。
（10分）
八、请用所学过的知识说明:为达到强化金属的目的可以采用哪些手段,并请简要说明为什么?（10分）
九、请分析沉淀强化合金处于不同时效阶段时（如图3所示）其强化特征并请解释其原因？（10
分）
得 分
得 分
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得 分
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图3 时效强化曲线。
北京科技大学固态成型工艺原理与控制 -
第一章轧制原理1. 轧制：靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过程。
轧辊表面状态的影响4）轧件的化学成份的影响5）轧辊化学成分的影响2.轧制变形区：指轧制时，轧件在轧辊作用下发生变形的体积。
实际的轧制变形区分为弹性变形区、塑形变形区、弹性恢复区。
3. 咬入角：轧件被咬入轧辊时轧件和轧辊最先接触点（实际上为一条线）和轧辊中心的连线与两轧辊中心连线所构成的角度。
4. 金属变形区的流动规律：(1)沿轧件断面高度上的变形、应力、流动速度分布都是不均匀；(2)在几何变形区内，轧件与轧辊接触表面上，不但有相对滑动，而且还有粘着；(3)变形不但发生在几何变形区内，而且也产生在几何变形区以外；(4)在粘着区内有一个临界面，在这个面上金属的流动速度分布均匀，并且等于该处轧辊的水平速度。
α≤5.平辊轧制咬入条件：β6．假设由咬入阶段过渡到稳定轧制阶段的摩擦系数不变及其他条件相同时，则稳定轧制阶段允许的咬入角比咬入阶段的咬入角大2倍。
7. 极限咬入条件 ：βα= 理论上允许的极限稳定轧制条件 ：y x y K βα=8. 剩余摩擦力：咬入力和水平阻力的差值称之为剩余摩擦力。
9. 剩余摩擦角ω：等于金属与轧辊间的接触摩擦角β与合力作用角ϕ的差值。
ϕ<α时，产生剩余摩擦力。
当ϕ=2α时，轧制过程建成，剩余摩擦角达到最大值。
10. 改善咬入条件的方法: 增加轧辊直径D 、减小压下量、用钢锭的小头先送入轧辊或以带有楔形端的钢坯进行轧制、增加后推力、改变轧件或轧辊的表面状态，以提高摩擦角、合理的调节轧制速度，轧制速度提高，摩擦系数降低、增加轧件与轧辊的接触面积或采用合适的孔型侧壁倾角。
11． 宽展：轧制过程中轧件的高度承受轧辊压缩作用，压缩下来的体积，将移向纵向及横向。
由移向横向的体积所引起的轧件宽度的变 化。
12. 宽展分类：自由宽展（坯料在轧制过程中，被压下的金属体积其金属质点横向移动时具有向垂直于轧制方向的两侧自由移动的可能性，此时金属流动除受辊接触摩擦的影响外，不受其他任何的阻碍和限制）、限制宽展（轧制过程中，金属质点横向移动时，除受接触摩擦的影响外，还承受孔型侧壁的限制作用）、强制宽展（轧制过程中，金属质点横向移动时，不仅不受任何阻碍，反而受强烈的推动作用，使轧件宽度产生附加的增长）13. 影响宽展的因素（在其他条件一定的情况下，正比于高向移动体积和变形区长度，以及摩擦系数。
成型技术考试试题
一、填空题(本大题共11小题，每空1分，共30分)请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
01.成型的五大要素是____________、____________、____________’、____________、____________2.注射模塑的工艺过程包括____________、____________、____________。
3.压缩模塑的工艺条件主要是____________、____________和____________。
4.螺杆的工作部分可分为三段，即____________、____________、____________。
5.吹胀比是吹塑薄膜时，____________与____________的比值。
6.热塑性塑料在恒定压力下，随着加工温度的变化，存在____________、____________、____________三种状态。
7.侧向分型和抽芯机构按其动力来源可分为____________、____________、____________三大类。
8.精密注射成型对注射机的要求是____________、____________、____________。
9.根据传动方式不同，塑料压缩模塑用压机可分为____________压机、____________压机。
10.按压塑模具在压机上的固定方式分类，压塑模具可分为____________模具、____________模具、____________模具。
11.管材挤出机头的结构形式有三种：即____________机头、____________机头、____________机头。
二、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“×”。
1.热塑性塑料在成型过程中主要发生化学变化。
( )2.模具设计时，尽量简化分型面设计，多采用平面并且尽量使用较少的分型面，从而简化模具设计，降低模具制造难度。
北京科技大学液态成形理论与工艺复习题答案10-19
第10讲铸件的宏观组织1、简述铸件典型晶粒组织包括哪几部分？各部分的形成机理各是什么？2、固相无扩散、液相均匀混合。
假设右图PQ线是C S’（T1时固相成分）与界面处固相成分C S*的算术平均值，试证：C S＂= C0(2-k0）3、如何在铸件中获得细等轴晶组织？第11讲砂型铸造1、试述砂型铸造的特点和应用范围。
第12讲、第13讲特种铸造1、金属型铸造有何优点？2、熔模铸造的主要工艺过程包括哪些工序？该方法有何特点？3、试述压力铸造、低压铸造与差压铸造各自的特点。
试分析三者的异同。
4、什么是离心铸造？它有何优缺点？它应用在什么场合？5、什么是实型铸造？该方法有何特点？第14讲常用铸造合金与液态成形新工艺1、为什么球墨铸铁的强度和塑性比灰铸铁高，而铸造性能比灰铸铁差？答：①灰铸铁中的片状石墨的强度、硬度极低（Rm≤20MPa），塑性接近于零，因此灰铸铁的组织如同在钢的基体中分布着大量裂纹，同时石墨尖角处容易造成应力集中，容易导致铸件断裂。
所以灰铸铁的强度和塑韧性较差。
球墨铸铁通过球化处理使石墨呈球状，它对基体的缩减和割裂作用减至最低限度，基体强度的利用率可达70~90%，因此球墨铸铁具有比灰铸铁高得多的力学性能。
②因为灰铸铁的碳当量接近共晶成分，结晶温度范围小，并呈逐层凝固方式结晶，因而其流动性好，铸造性能好；而球墨铸铁的碳当量较高，一般是过共晶成分，结晶温度范围较宽，倾向于糊状凝固，在结晶后期外壳不坚固，不足以承受本身石墨化的膨胀压力，促使型腔扩大，故它比灰铸铁易于产生缩孔、缩松、皮下气孔、夹渣等缺陷，因而铸造性能比灰铸铁差。
2、铸钢与球墨铸铁的力学性能和铸造性能有哪些不同？为什么？答：①一般而言，铸钢具有较高的强度与塑韧性，其力学性能比铸铁好。
而球墨铸铁中的石墨呈球状，它对基体的缩减和割裂作用减至最低限度，基体强度的利用率可达70~90%，抗拉强度可以和钢媲美（Rm=400-900MPa），塑韧性较好（A=2%~18%）。
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一、填空题：
1. 实际轧制变性区分成弹性变性区、塑性变形区、弹性恢复区。
2. 根据金属沿横向流动的自由程度，宽展可分为自由宽展、限制宽展、强制宽展。
3. 开始冲孔的质量问题有走样，闭式冲孔的质量问题有壁厚不均、横向裂纹、纵向裂纹。
4. 计算平面各向异性系数的公式是Δr=r 0+r 90+2r 45。
5. 目前生产中应用的拉拔方式主要有：无心棒拉拔、短心棒拉拔、长心棒拉拔、游动心棒拉拔。
二、简答题：
1. 画出轧制单位压力分布的实验图：
答：如图所示。
2. 列出卡尔曼微分方程的假设条件
答：1）轧件金属性质均匀，可看作均匀连续介质；
2）变形区内沿轧件横断面上无剪应力作用，各点
的金属流动速度，正应力及变形均匀分布；
3） 轧制时，轧件的纵向、横向和高向与主应力方
向一致；
4） 轧制过程为平面变形（无宽展），塑性方程式
可写成：
5） 轧辊和机架为刚性。
3.什么是FLC 和FLD ？其使用意义是什么？
答：FLD 是材料成形极限图，FLC 是材料成形极限
曲线。
作用：材料成形极限图是判断和评定板料成形的最简单和直观的方法。
是解决板料冲压问题的一个非常有效的工具。
4.影响板料成形性的主要因素有那些？
答：材料特性：1）化学成分；2）显微组织；3）织构；
加工条件：1）成形速度；2）试件加工；3）摩擦及润滑条件。
5.什么是塑性应变比和平面各项异性系数？各自的物理意义是什么？
答：塑性应变比是单向拉伸时，宽度方向应变和厚度方向应变的比值，又称为厚度异性指数。
平面各项异性系数用板平面内不同方向上板厚方向性系数r 值的差值Δr=r0+r90+2r45来表示。
塑性应变比表示板料抵抗失稳变薄的能力，特别是压延过程。
平面各项异性系数则反映了在压延成形中凸耳的形成。
小于零是凸耳在45度方向，大于零时凸耳在0和90度方向。
等于零不产生。
三、论述题：
1. 论述平砧拔长、上平下V 拔长、上下V 型拔长的原理。
答：平砧拔长时，和砧面接触的部分区域形成难变形区，两边不和砧面接触的部分形成小变形区，中间部分形成大变形区。
再拔长时只要送进量合适，锻件可以锻透。
上平下V 拔长时，最大变形区不在坯料中心，而是在距离坯料中心1/2~3/4半径处，锻透性较差。
且坯料上下变形深入程度不等，不断翻转后会使轴线产生螺旋K
k s ===-215.131σσ
σ
线，结果造成中心缺陷区域扩大。
上下V型砧拔长时，坯料中心变形程度最大，又处于三向压力状态，因此能很好地锻透心部，切坯料轴线不会偏移。
2.论述棒材挤压过程金属流动的特点？
答：（1）在填充挤压阶段的，首先发生镦粗过程，同时有部分金属填满模孔，当单元体径向应力达到屈服极限时，模孔附近金属开始塑性变形进入模孔。
当模口附近金属达到屈服极限时，也发生塑性变形，同时在模口附近形成“死区”。
先进入模孔的金属变形程度很小，叫做棒材头。
（2在平流挤压阶段，质点不发生交错或反向的流动，原来处于坯料中心或边缘部分的金属，在变形后仍处于挤压产品的中心或边缘。
中心金属沿轴向流动，而边部金属沿径向向中心流动。
由于摩擦力的存在，导致边部金属流动速度小于中心金属。
在环形层上除了发生基本的延伸和压缩变形外，还承受了剪切变形。
横断面径向上，外层金属的主延伸变形比内层的大；纵向上制品后端的主延伸变形比前端的大。
挤压筒内的金属，存在两个难变形区。
前端难变形区：位于挤压筒与模子交界的环形死区部位。
后端难变形区：位于塑性变形区压缩锥后面的锭坯未变形部分。
（3）在挤压终了阶段，纵向金属供应体积大大减小，金属在径向上的流动增加，垫片与模子表面的滑动增加，外层金属沿着垫片从周边向中心回转交错紊乱流动并形成了挤压缩尾。
3.列出游动芯棒拉拔的应力平衡方程：
答：ΣN1sinα
1-ΣT1cosα
1
-ΣT2=0
ΣN1>0,ΣT2>0
sinα
1-μcosα
1
>0
α1大于摩擦角β才能实现稳定拔制。