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。

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。