材料成形技术基础（问答题答案整理）

材料成形技术基础（问答题答案整理）

第二章铸造成形

问答题：

合金的流动性（充型能力）取决于哪些因素？提高液态金属充型能力一般采用哪些方法？答：因素及提高的方法：

（1）金属的流动性：尽量采用共晶成分的合金或结晶温度范围较小的合金，提高金属液的品质；

（2）铸型性质：较小铸型与金属液的温差；

（3）浇注条件：合理确定浇注温度、浇注速度和充型压头，合理设置浇注系统；

（4）铸件结构：改进不合理的浇注结构。

影响合金收缩的因素有哪些？

答：金属自身的化学成分，结晶温度，金属相变，外界阻力（铸型表面的摩擦阻力、热阻力、机械阻力）

分别说出铸造应力有哪几类？

答：（1）热应力（由于壁厚不均、冷却速度不同、收缩量不同）（2）相变应力（固态相变、比容变化）

（3）机械阻碍应力

铸件成分偏析分为几类？产生的原因是什么？

答：铸件成分偏析的分类：（1）微观偏析

晶内偏析：产生于具有结晶温度范围能形成固溶体的合金内。（因为不平衡结晶）

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

铸件气孔有哪几种？

答：侵入气孔、析出气孔、反应气孔

如何区分铸件裂纹的性质（热裂纹和冷裂纹）？

答：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？答：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 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）浇注位置和分型面选择的基本原则有哪些？

答：浇注位置选择：（1）逐渐的重要表面朝下或处于侧面；（原因：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；（原因：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。（原因：便于补缩）容易形成缩孔的铸件，厚大部分朝上。（原因：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；（原因：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；（原因：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。（原因：便于造型，合型，下芯，检验铸件壁厚）铸件的拔模斜度的设计原则有哪些？

答：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。

浇注系统的作用、基本组元构成、基本类型？

答：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）

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；

铸件结构设计的一般原则？

答：（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

金属塑性变形遵循的基本规律。

答：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）；

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。

金属的可锻性？影响金属可锻性的主要因素有哪些？

答：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）。

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？

答：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。自由锻件结构设计时应满足那些要求？

答：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；