金属工艺学作业

绪论及金属材料的基本知识

1．P11第5题指出下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么。

2．金属材料工艺性能按工艺方法的不同分为哪几类，各自衡量指标是什么？

答：铸造性；可锻性；焊接性和切削加工性

3．金属材料的成形方法有哪几种?

答：铸造成型，锻造成型，焊接成型和切削加工成型

第二篇铸造

1.简述铸造的特点。

答：1，可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件；2，适应性强，合金种类不受限制，生产批量不受限制，铸件大小几乎不受限制；3，成本低，材料来源广，废品可重熔，铸件加工余量小，设备投资抵。

2.什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有什么关系？不同成分的合金为何流

动性不同？

答：液态合金充满铸型型腔获得形状准确轮廓清晰铸件的能力。

合金的流动性越好其充型能力越强。

共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，由于已结晶的固体层内表面比较光滑，对金属液的流动阻力下，故流动性好；除金属外，其他成分合金是在一定的温度范围内逐步凝固的，此时，结晶在一定宽度的凝固区内同时进行，由于初生的树枝状晶体使固体层内表面粗糙，所以合金的流动性差，合金的成分越远离共晶点，结晶温度范围越宽，流动性越差。（P48(2)）

3.影响液态合金的充型能力的因素有哪些？

答：1，合金的流动性，流动性越好充型能力越强；2，浇注条件，浇注温度越高充型能力越强，充型压力增大，充型能力增强；3，铸型填充条件（铸型材料，铸型温度，铸型中的气体，铸型结构）。

4.影响液体合金流动性的因素有哪些？

答：温度，压力和合金成分

5.铸件的凝固方式有哪几种？合金收缩分为哪几个阶段？影响收缩的因素有哪些？

答：1，逐层凝固，糊状凝固，中间凝固；2，液态收缩，凝固收缩，固态收缩；3，铸件的化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。

6.什么是缩松和缩孔，两者有何不同，为何缩孔比缩松较容易防止？

答：缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔；缩孔：集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞；液态合金填满铸型型腔后，当缩松和缩孔的容积相同时，缩松的分布面积比缩孔大得多。

7.影响缩松和缩孔的因素有哪些？

答：液态合金的凝固方式；液态合金的成分；

8.什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？各自适用场

合有何不同？

答：顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺，使铸件远里冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身凝固。同时凝固就是铸件内厚壁和薄壁处同时凝固。

9.名词解释：

冒口：储存补缩用金属夜的空腔；

热节：是指铁水在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域。也可以说是最后冷却凝固的地方。

冷铁：

冷隔：

浇不足：

热裂：

冷裂：

内应力：

铸造应力：

临时应力：

机械应力：

残余应力：

10.简述铸造内应力产生的原因、危害及分类，减小铸造应力的方法。

答：固态收缩受阻：力学性能，耐蚀性能和使用寿命下降；热应力、机械应力和相变应力；采用同时凝固原则、铸件结构合理设计和时效处理。

11.铸造变形产生的原因有哪些？如何防止铸造变形？

答：具有残余应力的使铸件不稳定；1，使铸件壁厚尽可能均匀，形状对称；2采用同时凝固原则；3，采用反变形法；4，时效处理；5，机械矫正法。

12.铸造裂纹产生的原因是什么？影响热裂及冷裂的因素各有哪些，如何防止？

答：铸造内应力超过金属的强度极限。1，合金性质，合金的结晶温度范围越宽，液、固两相的绝对收缩量越大，合金的热裂倾向也越大；2，铸型阻力，铸型的退让性越好，机械应力越小，热裂倾向越小。使壁厚均匀，采用同时凝固，控制P和S 的含量。

13.铸件中的气孔分为哪几类？

答：析出性气孔；浸入性气孔；反应性气孔。

14.P49第（8）题。

第三篇焊接

1.P166第(2)、(3)、(5)、(6)题；

2.何为焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区分为哪些区段？各区段对焊接接头性能有何影响？减小热影响区的办法有哪些？

答：焊接热影响区是指焊缝梁两侧金属因焊接热作用而发生金相组织和力学性能变化的区域。

热影响区可分为：熔合区、过热区、正火区和部分相变区。

1、熔合区：熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗金，强度、塑性和韧性都下降，引起应力集中，很大程度上决定了焊接接头的性能。

2、过热区：奥氏体晶粒粗大，形成过热组织，塑性和韧性下降，对于易淬火硬化钢材，脆性更大。

3、正火区：金属发生重结晶，转化为细小的奥氏体晶粒。冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。

4、部分相变区：珠光体和部分铁素体发生重结晶，转化为细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均匀因而力学性能比正火区差。

2.何谓焊接？根据焊接过程的本质不同可以分为哪三大类？

答：焊接：通过加热或加压（或两者并用）使工件产生原子间结合的一种连接方法。熔化焊，压力焊，钎焊。

3.焊条由哪几部分组成，各有何作用？

答：焊芯：组成焊缝金属的主要材料；焊条药皮：提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对焊化

金属的有害作用；

4.P177第(6)题；

5.钎焊分为哪几类？

答：硬钎焊和软钎焊

6.常见的焊接方法有哪几种？

答：焊条电弧焊；埋弧焊；气体保护焊；等离子焊；电阻焊；摩擦焊；钎焊；真空电子束焊；激光焊；高频焊

7.电阻焊有哪三种形式？

答：点焊，缝焊和对焊

8.何谓金属材料的焊接性，包括哪些方面？

答：金属材料的焊接性是指在限定的工作条件下，焊接成按规定设计要求的结构，并满足预订服役要求的能力。一是工艺焊接性，主要是指焊接接头产生工艺却显得倾向，二是使用焊接性，主要是指焊接接头在使用中的可靠性。

9.衡量焊接性的方法有哪些？

答：碳当量估算法和小型抗裂实验法

10.常见的焊接接头形式有哪几种？

答：对接接头；角接接头；T形接头及搭接接头。

11.坡口有哪几类？

答：I形坡口；Y形坡口；双Y形坡口；U形坡口

12.简述焊缝布置基本原则。

答：焊缝分布应尽量分散；焊缝的位置应尽可能对称分布；焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置；焊缝应尽量避开机械加工面；焊缝位置应便于焊接操作。

13.焊接结构如何选材？

答：强度等级低的低合金钢，焊接性与低碳钢基本相同，钢材价格也不贵，而强度却能明显提高，条件允许时也优先选用；镇静钢脱氧完全，组织致密，质量较高，重要的焊接结构应选用之；异种金属的焊接，必须特别注意它们的焊接性及其差异；此外，设计焊接结构时，应多采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以降低结构重量，减少焊接数量，简化焊接工艺，增加结构件的强度和刚性。

第四篇切削加工

1.P30-31 复习题（1）（2）（4）（6）（10）（14）（15）思考与练习题（1）（5）中的第1）题（8）（10）

2.何谓切削加工，分为哪两大类

答：切削加工是使用切削工具在工具和工件的相对运动中，把工件上多余的材料层切除，使工件获得规定的几何参数和表面质量的加工方法。机械加工和钳工。

3.切削运动的组成。

答：切削运动主要包括主运动和进给运动。主运动刀具和工件之间发生相对运动，促使刀具前刀面接近工件而实现切削；进给运动使刀具与工件之间发生附加的相对运动，与主运动配合获得具有所需几何特性的已加工平面。

4.切削力的构成？

答：切削力Fc；进给力Ff；背向力Fp。

5.如何改善材料的切削加工性？

6.金属切削机床有哪几本部分构成？

答：主传动部件；进给传动部件；工件安装装置；刀具安装装置；支承件；动力源。