工程材料复习题

1.合金体积的缩减是铸件产生缩孔或缩松的根本原因；线尺寸的缩减是铸件产生应力、变形、裂纹的根本原因2.缩孔形成条件：合金在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件以逐层凝固的方式凝固多晶体的塑性变形晶内分为滑移和孪生，晶间为晶粒的滑动和转动随着冷变形程度的增加，材料的力学性能也会随之发生改变金属强度硬度提高，塑性和韧性下降，称为冷变形强化，又称加工硬化，消除方式：回复再结晶3快速成形原的基本原理是离散分层堆积成形，即由设计者在计算机中构造出所需产品的三维模型，用切片软件将其切成具有一定厚度的二维平面，而后经快速成形设备按此轮廓逐层叠加材料直至成形4金属液态成形具有以下特点：1）能够制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯。

2）适应性强。

3）成本低。

4）铸件形状和尺寸与零件相近，因而切削加工余量可减少到最小，从而减少了金属材料的消耗，节省了切削加工工时。

5影响铸铁石墨化的因素：化学成分和冷却温度（影响冷却速度的因素：铸型材料、铸件壁厚）6按照基本组织的不同，灰铸铁可以分为以下三种：1）铁素体灰铸铁抗拉强度和硬度低、易加工，铸造性能好。

常用来制造性能要求不高的铸件，应用很少2）铁素体-珠光体灰铸铁此种铸铁强度也较低，可满足一般机件要求，其铸造性能、切削加工性能和减振性较好，因此应用最广。

3）珠光体灰铸铁这种铸铁强度和硬度较高，主要用来制造较为重要的零件。

7缩孔的形成过程：液态合金充满铸型型腔后，由于铸型的吸热和不断向外散热，靠近型腔表面的金属温度很快降低到凝固温度，凝结成一层外壳，而内部仍然是高于凝固温度的液体。

温度继续下降，外壳加厚，但内部液体产生液态收缩和凝固收缩，体积缩减，液面下降，使铸件内部出现了空隙，由于空隙容积得不到金属液的补充，待金属全部凝固后就在最后凝固的部位形成大而集中的孔洞——缩孔1）缩孔比缩松易于检查和修补，2）对于给定成分的铸件，在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一定值。

适当增大铸件的冷却速度可以促进缩松向缩孔转化。

3）合金的液态收缩和凝固收缩越大，铸件的缩孔体积越大。

4）铸造合金的浇注温度越高，液态收缩越大，缩孔的体积越大。

5）缩孔和缩松总是存在于铸件最后凝固的部位防止缩孔常用的工艺措施：控制铸件的凝固次序，使铸件实现顺序凝固8铸造的内应力分为那几类？热应力是如何形成的？热应力和机械应力热应力是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致，铸件内部彼此相互制约而引起的应力。

残余应力的存在是铸件变形的根本原因10金属铸造时，为何常用热模浇注？浇注温度对液态金属的充型能力有决定性影响，浇注温度越高，液态金属的粘度下降，且因过热度高，金属液包含热量多，保持液态时间长，故充型能力越强。

实际生产中提高液态合金的充型能力主要是通过提高浇注温度来实现的。

浇注位置的选择应以保证铸件的质量为主，它对铸件质量、造型方法、砂箱尺寸、加工余量等都有很大的影响浇注位置的选择应考虑以下原则：1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面2）铸件上的大平面应朝下3）为防止铸件薄壁部位产生浇不到、冷隔缺陷，应将面积较大的薄壁部位置于铸型下部，或使其处于垂直或倾斜位置4）对于一些需要补缩的铸件，应使厚大部位朝上或侧放，以便在铸件的厚壁出安放冒口，形成合理的凝固顺序，有利于铸件的补缩11铸件分型面选择的合理与否，对造型工艺、铸件质量、工装设备的设计与制作有着重要的影响原则：1）分型面的选择应保证模样能顺利从铸型中取出，这是确定分型面最基本的要求2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的尺寸精度，而且便于造型、下芯、合箱及检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱3）应尽量减少分型面的数量，并尽可能选择平面分型4）尽可能减少活块和型芯数量，减少砂箱高度对浇注系统的一般要求：1）使金属夜平稳、连续、均匀的流入铸型，避免对铸型和型芯的冲击2）防止熔渣、砂粒或其他杂质进入铸型3）调节铸件各部分的温度分布，控制冷却和凝固顺序，避免缩孔、缩松及裂纹的产生12金属塑性成形主要是通过工件的塑性变形来实现的。

为什么钢制机械零件需要锻造而不宜直接选用型材进行加工？因为锻造比的大小影响金属的力学性能和锻件质量，随着锻造比的增加，钢的内部组织不断细密化锻件的力学性能得到明显提高13冷变形和热变形有何区别？冷变形强化对金属组织性能有何影响？生产中怎样运用其有利因素？晶粒的冷变形最大的方向伸长晶格发生扭曲，产生内应力，晶粒间产生碎晶，力学性能、金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降。

生产上常利用加工硬化来强化金属，提高其强度、硬度及耐磨性14再结晶对金属组织性能有何影响？在生产中如何利用其有利因素？？再结晶原子获得了足够的活动能量，能够在高密度位错的晶粒边界或碎晶粒处形成晶核，并不断长大，形成新的细小的等轴晶粒，从而完全消除晶格畸变和加工硬化现象，金属的强度、硬化强度降低塑性、韧性显著提高，内应力完全消除注意，再结晶是金属固态下的结晶过程，可以细化晶粒。

但再结晶不同于金属的同素异晶转变，因其不发生晶体结构的变化。

只有经过冷塑性变形的金属，才能进行再结晶。

15影响锻造性能的因素有哪些？“趁热打铁”的含义何在？因素：1金属的本质1）化学成分2）组织结构2变形速度1）变形温度2）变形速度3）应力状态“趁热打铁”通常随着温度的升高原子的活动能量增加，热运动加剧消弱了原子间的作用力，减小了滑移阻力，从而金属材料的变形抗力减小，塑性提高，可锻性得以改善16何为弯曲回弹？举例减少弯曲回弹的常用措施弯曲回弹：在弯曲结束载荷卸除后，由于弹性变形的恢复会造成工件的弯曲角度，弯曲半径略有增大，而与模具的形状、尺寸不一致。

在弯曲部位设置加强肋等，可以增加冲压件的强度和刚度，减小回弹17自由锻工艺的步骤：1绘制锻件图（要考虑的因素：1）敷料2）加工余量3）锻件公差）2确定坯料质量及尺寸此外，自由锻工艺规程还包括：确定锻造设备、所用工辅具、锻造温度范围、加热设备、加热次数（即火次）、冷却规范和锻件的后续处理等18锻件分型面选择原则：1）应保证锻件从模膛中顺利取出，故一般选在锻件的最大截面上2）应使模膛浅而对称，以利于金属充满模膛便于取出锻件3）应使锻件上所加敷料最少，以节约金属，减少机械加工的工作量4）使分型面出上、下模模膛的外形一致，以便及时发现错模并进行调整，且分型面最好是平直面与锤上模锻相比，曲柄压力机上模锻主要有以下优点：1）变形力为静压力，工作时无振动、噪声小；并且坯料变形速度较低，这对于低弹塑性材料的成形较为有利2）机身刚度大，导轨与滑块间的间隙小，因此能够锻出尺寸精度较高的模锻件，锻件的公差、机械加工余量均比锤上模锻小，设有顶出装置，可自动把锻件从模膛中顶出所以模锻斜度也比锤上模锻小3）滑块行程不变，坯料变形在一次行程内完成，生产率高易于实现机械化和自动化19胎模主要有扣模、筒模、和合模三种20板料冲压的特点：1）生产率高，操作简单，工艺过程易于实现机械化和自动化2）产品的尺寸精度和表面质量较高，互换性好，一般无需切削加工3）可以冲压出形状复杂的零件，材料利用率高但冲模制造复杂，成本高，只有在大批量生产时，才显示出优越性焊条电弧焊的特点：1)能在任何场合使用2）成本低，噪声小3）易于操作，几乎可焊接所有材料4）对于铁锈、氧化皮、油脂等敏感度低5）生产率低，易于产生焊接应力、变形和裂纹21焊条的选用原则：1）等强度原则2）成分相同或相近原则3）工件的工作条件和使用性能4）低成本原则22低碳钢的热影响区分为：1）熔合区位于焊缝和母材金属之间，加热温度1490~1530C 2）过热区紧挨着熔合区，1100~1490 3）正火区850~1100 金属铸造时常采用热浇铸可减少哪些缺陷为什么浇不到冷隔应力及白口等缺陷原因：金属型的导热性能好浇注的金属液在其中冷却较快流动性变差从而充型能力变低容易产生缺陷而采用热模铸造使得模的温度与液态金属温度相差不大其流动性较好从而充型能力提高减少了缺陷的产生2为什么一些高合金锻造时变形速度不宜太快？高合金钢的塑性较差而当变形速度低于临界值C时苏辙变形速度的提高其塑形会降低而当高于临界值C时随着变形速度增大塑形提高而对于普通的机床变形速度不可能大于临界值C为了不使塑性较差的高合金钢的塑形变的更差在锻压时产生的锻裂应使变形速度不宜过快3拉拔成型的产品通常中间要进行再结晶的退火目的是什么目的为了消除晶格畸变和加工硬化现象使金属的硬度和强度降低塑形韧性提高消除内应力恢复良好的塑形和变形前金属耐蚀性导电性等4车刀前角大小的选择应考虑以下方面1工件材料2刀具材料3加工性质4切削条件5车削加工的工艺特点1易于保证工件各加工表面之间的位置精度2切削过程平稳3适于有色金属零件的精加工4刀具简单6镗削的应用范围：主要用于大型或形状较复杂共计爱你的孔和孔隙的加工可以加工较大直径的内孔内成形面孔内环槽等在镗床上还可以车平面铣平面钻孔车螺纹等7镗孔的工艺特点镗床是加工机架箱体等大型和复杂零件的主要加工设备2加工范围广灵活性大3单刃镗刀钢性差生产效率低且不易于保证稳定的加工精度多项选择1设置浇铸位置时铸件的ABCD应朝下A主要加工面B主要工作面C宽大平面D薄而大的平面E截面较厚的部分F尺寸相差大的部分2铸造分型面的选择时应尽量减少ABA分型面的数量B型芯和活块数量C型状型芯D加工余量E拔模斜度3压力铸造的特点ABCA能得到致密的细晶粒B强度比砂型铸造提高25%C可得到形状复杂薄壁零件D可减少变形开裂E可防止产生白口组织F易产生冷隔和浇不足4镗床可加工ABEA内圆B平面C键槽D外圆E内沟槽5易产生比重偏折的铸造方法AA离心铸造6精度及表面质量要求高的形状结构复杂的铸件应选用CA金属型铸造B砂型铸造C熔模铸造7模锻件上所有的交角必须做成圆角目的是ABA使金属充满模镗B提高模具寿命C易脱模D减少变形8&0.05mm的1Gr18Ni9Ti钢丝要求焊接接头光滑平整应选用D焊接方法A气焊B真空电子束焊C埋弧焊D激光焊E电渣焊9下述材料部署和电阻焊的材料是CA里及铝金属B低合金钢C铜及钢金属10机床功率不足时最快最有效的调整EA切削速度B进给量C刀具角度D切削液E背吃刀量。