(完整word版)复习资料：第2章_材料成形热过程(1)
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复习资料：第二章材料成形热过程1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？答（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高（2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短（3）热源的运动性，加热I乂域不断变化，传热过程不稳定。
2、响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。
3、何谓焊接热循环？答：焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程，即焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到最高值后，又山高而低随时间的变化。
焊接热循环具有加热速度快、峰值温度高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点4、焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个：（1）加热速度"H焊接热源的集中程度较高，引起焊接时的加热速度增加，较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分，从而影响接头的组织和力学性能°（2）最高加热温度T nvdX也称为峰值温度。
距焊缝远近不同的点，加热的最高温度不同。
焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶，从而改变母材的组织与性能。
（3）相变温度以上的停留时间/H在相变温度T H以上停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程，增加奥氏体的稳定性，但同时易使晶粒长大，引起接头脆化现象，从而降低接头的质量。
（4）冷却速度此（或冷却时间们5）冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。
对低合金钢来说，熔合线附近冷却到540C左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。
也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢,如800-500°C的冷却时间加5, 800〜300C的冷却时间如，以及从峰值温度冷至100°C的冷却时间，心。
5、焊接热循环中冷却时间r8/s> r8/3> r I00的含义是什么？6、影响焊接热循环的因索有哪些？试分别予以说明。
7、对于低碳钢薄板，采用钙极氮弧焊较容易实现单面焊双血成形（背血均匀焊透）。
材料成型原理复习题答案
《材料成形原理》复习题(铸)第二章液态金属的结构和性质1．粘度。
影响粘度大小的因素？粘度对材料成形过程的影响？1)粘度：是液体在层流情况下，各液层间的摩擦阻力。
其实质是原子间的结合力。
2)粘度大小由液态金属结构决定与温度、压力、杂质有关：(1)粘度与原子离位激活能U成正比，与相邻原子平衡位置的平均距离的三次方成反比。
(2)温度：温度不高时，粘度与温度成反比；当温度很高时，粘度与温度成正比。
(3)化学成分：杂质的数量、形状和分布影响粘度；合金元素不同，粘度也不同，接近共晶成分，粘度降低。
(4)材料成形过程中的液态金属一般要进行各种冶金处理，如孕育、变质、净化处理等对粘度有显著影响。
3)粘度对材料成形过程的影响(1)对液态金属净化(气体、杂质排出)的影响。
(2)对液态合金流动阻力与充型的影响，粘度大，流动阻力也大。
(3)对凝固过程中液态合金对流的影响，粘度越大，对流强度G越小。
2．表面张力。
影响表面张力的因素？表面张力对材料成形过程及部件质量的影响？1)表面张力：是金属液表面质点因受周围质点对其作用力不平衡，在表面液膜单位长度上所受的紧绷力或单位表面积上的能量。
其实质是质点间的作用力。
2)影响表面张力的因素(1)熔点：熔沸点高，表面张力往往越大。
(2)温度：温度上升，表面张力下降，如Al、Mg、Zn等，但Cu、Fe相反。
(3)溶质元素(杂质)：正吸附的表面活性物质表面张力下降(金属液表面)；负吸附的表面非活性物质表面张力上升(金属液内部)。
(4)流体性质：不同的流体，表面张力不同。
3)表面张力影响液态成形整个过程，晶体成核及长大、机械粘砂、缩松、热裂、夹杂及气泡等铸造缺陷都与表面张力关系密切。
3．液态金属的流动性。
影响液态金属的流动性的因素？液态金属的流动性对铸件质量的影响？1)液态金属的流动性是指液态金属本身的流动能力。
2)影响液态金属的流动性的因素有：液态金属的成分、温度、杂质含量及物理性质有关，与外界因素无关。
第02讲材料成型热过程
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材料成型(热加工基础)复习资料详解
知识点：1.按阻碍收缩的原因可将铸造应力分为：热应力，机械应力2.防止铸造热裂的措施：设计合理的铸件结构，改善型砂和芯砂的退让性，严格限制钢和铸铁的硫含量3.冷变形强化：同加工硬化4.焊接性由好到坏的顺序T12、20钢、60钢、45钢是： 20< 45< 60<T12 。
5.焊接电弧分区组成：阳极区，阴极区，弧柱6．机械零件毛坯选择的原则：使用性，工艺性，经济型7．铸件的凝固方式有：逐层凝固，糊状凝固，中间凝固8．合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩，凝固收缩，固态收缩9.自由锻：利用冲击力或压力是在上下砧块之间金属材料发生塑性变形得到所需锻件的一种锻造加工方法10．锻件图；锻件图是以零件图为基础绘制的，绘制时应考虑锻件余量和锻件公差。
11.碱性焊条与酸性焊条：熔渣以碱性氧化物为主的焊条称为碱性焊条，12.埋弧焊、氩弧焊：电弧在焊接剂层下燃烧进行的焊接方法，氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊。
13．铸件中气孔分类：侵入气孔、卷入气孔、反应气孔、析出气孔17．熔焊的焊接：利用外热源将焊件局部加热至熔化状态一般还熔入填充金属，然后冷却结晶成一体的焊接方法。
18、机械零件的制造一般包括毛坯成型和切削加工两个阶段，少数零件直接用圆钢、钢管、钢板或其它型材经切削加工制成。
19、机械零件的毛坯按其制造方法分类。
20、铸铁焊接时易出现白口组织，难以加工。
铸铁焊补工艺有热焊和冷焊两种。
21．铸铁中的碳主要以石墨形式存在，在不同的生产条件下石墨又呈不同的形态：22．孕育处理：通常是采用冲入第二次铁水时加入孕育剂进行处理的办法。
23．主要的铸造工艺参数有：加工余量、收缩余量、起摸斜度、最小铸出孔径、铸造圆角、芯头、芯座24．自由锻造的基本工序;镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、错移、扭转25．在焊接过程中，焊接的热影响区有：过热区，正火区，部分相变区26．铸件裂纹铸铁牌号含义：27．适用于铸造成形的合金称为铸造合金，共有三大类：铸钢、铸铁及铸造有色合金。
《材料成形技术基础》复习要点 (2)
复习思考题《材料成形技术基础》复习要点第一章绪论1.材料成形的方法有、、、等。
第二章材料凝固理论1.概念：凝固。
2.凝固是将固体材料加热到态，然后使其按预定的尺寸、形状及组织形态，再次冷却至态的过程。
3.是将固体材料加热到液态，然后使其按预定的尺寸、形状及组织形态，再次冷却至固态的过程。
4.函数与过程经历的历程无关，只与研究体系所处的状态有关。
5.状态函数与过程经历的历程无关，只与研究体系所处的有关。
6.内能U是状态函数。
7.焓H是状态函数。
8.熵S是状态函数。
9.吉布斯自由能G是状态函数。
10.亥姆霍兹自由能A是状态函数。
11.功W是状态函数。
12.自发过程是指系统从态自发移向态的过程。
13.在没有外界影响下，自发过程不可逆转。
14.在没有外界影响下，自发过程可以逆转。
15.即使有外界影响，自发过程也不可逆转。
16. 有外界影响时，自发过程可以逆转。
17. 自发过程两个判据是 和 。
18. 自由能最低原理指 条件下，体系的自由能永不增大，自发过程的方向力图 体系的自由能，平衡的标志是体系的自由能 。
19. 吉布斯自由能判据（自由焓判据）指 条件下，一个只做体积功的体系，其自由焓永不 ，自发过程的方向是使体系自由焓 ，当自由焓减到 时，体系达到平衡。
20. 概念：自发过程；自由能最低原理。
21. 如图示，a ）-d)分别处于什么润湿状态？22. 根据杨氏方程LGLS SG σσσθ-=cos ，说明当LG LS SG σσσ、、满足什么条件时，接触界面表现为润湿（不润湿）。
23. 由于自发形核是自行发生的形核，因此比非自发形核容易。
24. 非自发形核依靠外来质点形核，比自发形核容易。
25. 由于非自发形核依靠外来质点形核，因此没有自发形核容易进行。
26. 形核剂应具备的基本条件是 、 、 、 。
27. 凝固时，形核剂应具备的基本条件是什么？28. 粗糙界面的晶体生长要比光滑界面容易。
29. 光滑界面的晶体生长要比粗糙界面容易。
复习资料：第2章_材料成形热过程(1)
复习资料：第二章 材料成形热过程1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高（2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短 （3）热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。
2、响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。
3、何谓焊接热循环？答：焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程，即焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到最高值后，又由高而低随时间的变化。
焊接热循环具有加热速度快、峰值温度高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点4、焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个：（1）加热速度ωH 焊接热源的集中程度较高，引起焊接时的加热速度增加，较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分，从而影响接头的组织和力学性能。
（2）最高加热温度Ｔmax 也称为峰值温度。
距焊缝远近不同的点，加热的最高温度不同。
焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶，从而改变母材的组织与性能。
（3）相变温度以上的停留时间t H 在相变温度T H 以上停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程，增加奥氏体的稳定性，但同时易使晶粒长大，引起接头脆化现象，从而降低接头的质量。
（4）冷却速度ωC (或冷却时间t 8 / 5) 冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。
对低合金钢来说，熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。
也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢，如800～500℃的冷却时间t 8 / 5，800～300℃的冷却时间t 8/3，以及从峰值温度冷至100℃的冷却时间t 100。
5、焊接热循环中冷却时间5/8t 、3/8t 、100t 的含义是什么？6、影响焊接热循环的因素有哪些？试分别予以说明。
7、对于低碳钢薄板，采用钨极氩弧焊较容易实现单面焊双面成形（背面均匀焊透）。
材料成型原理章节复习资料
材料成型原理章节复习资料第一章结构起伏：原子团与空穴的变化现象；三种起伏现象：温度起伏、结构起伏、成分起伏；这三种起伏现象影响液态金属的凝固的过程，从而对产品的质量产生重要的影响。
粘度：液态金属由于原子间作用力大为削弱，且其中存在大量的空穴，其活动性比固态金属要大得多，呈液体的性质。
表面张力：使单独出现在大气中的一小部分液体趋向球状的力。
表面张力的实质：液体或固体同空气或真空接触的界面叫表面。
表面具有特殊的性质，由此产生一些表面特有的现象-----表面现象。
流变铸造：金属或合金在凝固温度区间给以强烈的搅拌，使晶体的生长形态发生变化，有本来是静止状态的树枝晶转变梅花状或接近于球形的晶粒。
第二章流动性：液态金属本身的流动能力；影响：流动性对于排除液体金属中的气体和杂质，凝固过程的补缩、防止开裂，获得优质的液态成形产品有着重要的影响。
液态金属凝固过程中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流。
自然对流：由密度差和凝固收缩引起的流动。
强迫对流：由液体受到各种方式的驱动力而产生的流动。
传热的三种基本方式：传导传热、对流换热、辐射换热。
第三章液态金属凝固的驱动力：液态金属凝固的驱动力是由过冷度提供的，过冷度越大，凝固驱动力也就越大。
过冷度为零时，驱动力则无。
所以金属不能在无过冷度的情况下凝固。
热力学能障：由被迫处于高自由能过度状态下的界面原子所产生。
动力学能障：由金属原子穿越界面过程所引起。
均质形核：在没有任何外来界面的均匀熔体中的形核过程。
异质形核：在不均匀的熔体中依靠外来杂质提供的衬底进行形核的过程。
异质核心基底形态与核心容积的关系：按晶核原子数：凸面上形成的晶核原子数最多，平面上次之，凹面上最少。
按促进异质形核能力：凹界面基底的形核能力最强，平界面基底次之，凸界面基底最弱。
影响异质形核速率的因素：过冷度、界面、液态金属的过热及持续时间的影响。
晶体宏观长大方式：当温度梯度为正时，晶体平面方式长大；当温度梯度为负时，晶体以树枝晶方式生长。
材料成型 第二章重难点复习题解答
第二章凝固温度场第一节传热基本原理一、填空1. 温度梯度指温度随距离的变化率，对于一定温度场，沿等温面或等温线法线方向的温度梯度最大，图形上沿着该方向的等温面（或等温线）最密集。
2. 根据传热学的基本理论，热量传递的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。
在连续介质内部或相互接触的物体之间不发生相对位移而仅依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传输称为热传导。
3. 铸造过程中液态金属在充型时与铸型间的热量交换以热对流为主，铸件在铸型中的凝固、冷却过程以热传导为主。
4. 不仅在空间上变化并且也随时间变化的温度场称为不稳定温度场。
熔焊时焊件各部位的温度随热源的施加及移动而变，属于不稳定温度场，又称之为焊接热循环。
5. 傅里叶定律是热传导过程的数学模型，求解该偏微分方程的主要方法有解析方法与数值方法，后者是用计算机程序来求解数学模型的近似解，最常用的数值解法是差分法和有限元法。
6. 在求解热传导过程中的温度场时需要根据具体问题给出导热体的边界条件，一般将边界条件分为三类，其中以换热边界条件最为常见。
对于不稳定温度场的求解，除了边界条件之外，还要提供导热体的初始条件。
二、单选题：1. 熔焊过程中热源与焊件间的热量传递方式属于：（4）（1）热传导（2）热对流（3）热辐射（4）以上全部2. 熔焊过程中熔池内部的热量传递以（ 2 ）方式为主。
（1）热传导（2）热对流（3）热辐射（4）以上全部3. 熔焊过程中焊件内部的热量传递以（ 1 ）方式为主。
（1）热传导（2）热对流（3）热辐射（4）以上全部4. 熔焊过程中焊件表面与周围空气介质之间的热量传递方式属于：（4）（1）热传导（2）热对流（3）热辐射（4）以上全部三、简答1. 右图为某平板熔焊过程中焊件表面的温度分布状况，标出其最大温度梯度方向，并指出当前热源位置与移动方向。
答： 最大温度梯度方向： AB 方向； 当前热源位置：A 点上方；热源移动方向：AB 方向。
2020年整理材料成形加工复习提纲.pdf
按照用途，高分子材料分为塑料、化学纤维、橡胶、胶黏剂和涂料五类。
高分子材料的成形有黏流态成形、塑性成形和玻璃态成形三种形式。
高分子材料的可成形性包括可挤出性、可纺性、可模塑性和可延性。
可纺性是作为成纤聚合物的必要条件。
胀大型是正常的纺丝细流类型，液滴型、漫流型和破裂型是纺丝过程必须避免出现的挤出细流情形。
实际纺丝生产中通常采用最大稳定纺丝速度或断头次数来判定聚合物的可纺性。
可延性取决于聚合物自身性质和塑性形变条件。
线型聚合物是典型黏弹性材料，总形变由普弹形变、高弹形变和粘性形变三部分所组成。
成形形式和条件不同，可逆形变和不可逆形变两种成分相对比例不同。
粘流态（或熔融态）成形易于获得较大的形状改变，成形制品的使用因次稳定性好，但是应充分重视高弹形变的危害。
高弹态成形时，可以采用较大的外力和/或较长的作用时间获得成形所需要的不可逆形变。
高分子成形的固化方式有冷却固化、传质固化和反应固化三种。
不稳定温度场和不稳定传热是冷却固化过程的重要特征。
高分子成形的取向。
根据驱动力情况，高分子成形的取向通常有剪切流动取向和拉伸流动取向两种类型。
按取向的方式，取向可分为单轴取向和双轴取向（或称平面取向）两种。
高分子和填料在剪切流动过程均可以发生取向。
拉伸流动取向有粘流拉伸和塑性拉伸两种，塑性拉伸流动时发生的取向包括链段取向、分子链取向和晶粒取向，塑性拉伸流动获得的取向结构稳定和取向程度高。
温差诱导取向是拉伸流动取向的特殊情况。
按降解过程化学反应的特征，高分子的降解有自由基链式降解和逐步降解两种机理。
高分子结构、成形温度、成形应力、氧、水分等因素影响高分子成形的降解难易和降解程度。
热固性高分子成形必然涉及交联，而有时热塑性高分子成形时会有意引入适当的交联。
逐步交联反应有加成聚合交联反应和缩合聚合交联反应两种类型。
第五章挤出成形挤出成形生产线的核心设备是挤出机。
挤出机主要有螺杆挤出机和柱塞式挤出机两大类，挤出成形普遍使用的挤出机是螺杆挤出机。
材料成型 原理课件 第2章 液态成形过程的传热
导热系数在数值上等于温度梯度为1 它表明导热系数在数值上等于温度梯度为 它表明导热系数在数值上等于温度梯度为1时 的热流密度。数值越大，物体的导热能力越强。 的热流密度。数值越大，物体的导热能力越强。 其值大小与材料的几何形状无关， 其值大小与材料的几何形状无关，主要取决于组 成材料的成分、内部结构、温度、压力。 成材料的成分、内部结构、温度、压力。
4.非金属铸件在金属型中凝固 4.非金属铸件在金属型中凝固
常见于金属快速凝固过程， 常见于金属快速凝固过程，或非金属铸件在金 金属快速凝固过程 属型中冷却。 属型中冷却。这时热阻主要 存在于凝固层中， 存在于凝固层中，界面热阻 与金属型的热阻可以忽略不 计，传热过程主要取决于铸 件本身的热物理性能， 件本身的热物理性能，温度 降主要发生在铸件一侧。 降主要发生在铸件一侧。
erf ( β ) = −1
erf (− β ) = −erf ( β )
(1)对于铸件，导热微分方程的通解为： 对于铸件，导热微分方程的通解为： 铸件
T1 = C1 + D1erf ( x 2 α 1t )
利用边界条件 初始条件可求出 边界条件和 可求出： 利用边界条件和初始条件可求出：
T1 = Ti + (T10 − Ti )erf ( x 2 α 1t )
1.铸件在绝热铸型中凝固 1.铸件在绝热铸型中凝固
铸型材料的λ ＜＜凝固金属的 凝固金属的λ 铸型材料的λ2＜＜凝固金属的λ1 砂型、石膏型、陶瓷型、 如砂型、石膏型、陶瓷型、 熔模铸造型壳等可认为 等可认为绝热 熔模铸造型壳等可认为绝热 铸型， 铸型，热阻主要存在于铸型 界面热阻可以忽略不计， 中，界面热阻可以忽略不计， 铸件的凝固、 铸件的凝固、散热速度主要 取决于铸型的热物理性能。 取决于铸型的热物理性能。
材料成形原理第二版复习.doc
第一章液态金属的结构与性质1、熔化潜热：在熔点温度的固态变为同温度的液态时，金属要吸收人量的热量，称为熔化潜热。
2、纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子和空穴组成。
3、态金属的结构特征：“近程有序”、“远程无序”、“结构起伏”、“能量起伏”、“成分起伏”。
4、影响液态金属粘度的主要因素是化学成分、温度和夹朵物。
第二章液态成形中的流动与传热1、液态金属的充型能力：液态金属充满型腔并凝固后获得符合要求毛坯或零件的能力。
2、态金属的流动性：液态金属本身的流动能力称为“流动性”，是由液态金属的成分、温度、朵质含量等决是的，而与外界因素无关。
3、态金属的停止流动机理1）、纯金属和结品温度范围很窄的合金停止流动机理示意图P 24o在金属的过热量未散失尽以前为液态流动（图lc第I区）。
金属液继续流动, 冷的前端在型壁上凝固结壳（图lb）,而后面的金属液是在被加热了的沟道中流动，冷却强度下降。
由于液流通过I区终点时，尚具有一定的过热度，将已凝固的壳重新熔化，为第II区。
所以，该区是先形成凝固壳，乂被完全熔化。
第III 区是未被完全熔化而保留下来的一部分固相区，在该区的终点金属液耗尽了过热热量。
在第IV区里，液相和固相具有相同的温度——结品温度。
由于在该区的起点处结品开始较早，断面上结品完毕也较早，往往在它附近发生堵寒（图lc）o2）、结品温度范围很宽的合金的停止流动机理示意图P24。
在过热热量未散失尽以前，以纯液态流动。
温度下降到液相线以下时，液流中析出品体，顺流前进，并不断长人（图2a）。
液流前端不断与冷的型壁接触，冷却最快，品粒数量最多，使金属液的粘度增加，流速减慢（图2b）。
当品粒达到某一临界数量时，便结成一个连续的网络，液流的圧力不能克服此网络的阻力时，发生堵塞而停止流动（图2c）。
4、影响充型能力的因素:1）金属性质2）铸型性质3）浇注条件4）铸件结构第三章液态金属的凝固形核及生长方式1、液态金属凝固的驱动力是由过冷提供的。
(完整word版)材料成型技术基础复习提纲整理
第一章绪论1、现代制造过程的分类（质量增添、质量不变、质量减少）。
2、那几种机械制造过程属于质量增添（不变、减少）过程。
（1) 质量不变的基本过程主要包含加热、融化、凝结、锻造、锻压（弹性变形、塑性变形、塑性流动）、灌溉、运输等。
（2）质量减少过程资料的 4 种基本去除方法：切削过程；磨料切割、喷液切割、热力切割与激光切割、化学腐化等；超声波加工、电火花加工和电解加工；落料、冲孔、剪切等金属成形过程。
（3）资料经过渗碳、渗氮、氰化办理、气相堆积、喷涂、电镀、刷镀等表面办理及快速原型制造方法属于质量增添过程。
第二章液态金属资料锻造成形技术过程1、液态金属冲型能力和流动性的定义及其权衡方法液态金属充满铸型型腔，获取形状完好、轮廓清楚的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力，简称液态金属的充型能力。
液态金属的充型能力往常用铸件的最小壁厚来表示。
液态金属自己的流动能力称为“流动性”。
液态金属流动性用浇注流动性试样的方法来权衡。
在生产和科学研究中应用最多的是螺旋形试样。
2、影响液态金属冲型能力的要素（金属性质、铸型性质、浇注条件、铸件构造）（1）金属的流动性：流动性好的液态金属，充型能力强，易于充满薄而复杂的型腔，有益于金属液中气体、杂质的上调并清除，有益于对铸件凝结时的缩短进行补缩。
流动性不好的液态金属，充型能力衰，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺点。
（2）铸型性质：铸型的蓄热系数 b( 表示铸型从此中的金属液汲取并储藏在自己中热量的能力)愈大，铸型的激冷能力就愈强，金属液于此中保持液态的时间就愈短，充型能力降落。
（3）浇注条件：浇注温度对液态金属的充型能力有决定性的影响。
浇注温度越高，充型能力越好。
在必定温度范围内，充型能力随浇注温度的提升而直线上涨，超出某界线后，因为吸气，氧化严重，充型能力的提升幅度减小。
液态金属在流动方向上所受压力( 充型压头 ) 越大，充型能力就越好。
但金属液的静压头过大或充型速度过高时，不单发生发射和飞溅现象，使金属氧化和产生”铁豆”缺点，并且型腔中气体来不及排出，反压力增添，造成“浇不足”或“冷隔”缺点。
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复习资料：第二章 材料成形热过程1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高（2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短 （3）热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。
2、响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。
3、何谓焊接热循环？答：焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程，即焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到最高值后，又由高而低随时间的变化。
焊接热循环具有加热速度快、峰值温度高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点4、焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个：（1）加热速度ωH 焊接热源的集中程度较高，引起焊接时的加热速度增加，较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分，从而影响接头的组织和力学性能。
（2）最高加热温度Ｔmax 也称为峰值温度。
距焊缝远近不同的点，加热的最高温度不同。
焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶，从而改变母材的组织与性能。
（3）相变温度以上的停留时间t H 在相变温度T H 以上停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程，增加奥氏体的稳定性，但同时易使晶粒长大，引起接头脆化现象，从而降低接头的质量。
（4）冷却速度ωC (或冷却时间t 8 / 5) 冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。
对低合金钢来说，熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。
也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢，如800～500℃的冷却时间t 8 / 5，800～300℃的冷却时间t 8/3，以及从峰值温度冷至100℃的冷却时间t 100。
5、焊接热循环中冷却时间5/8t 、3/8t 、100t 的含义是什么？6、影响焊接热循环的因素有哪些？试分别予以说明。
7、对于低碳钢薄板，采用钨极氩弧焊较容易实现单面焊双面成形（背面均匀焊透）。
采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板或铝板会出现什么后果？为什么？解：采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板可能会出现烧穿，这是因为不锈钢材料的导热性能比低碳钢差，电弧热无法及时散开的缘故；相反，采用同样焊接规范去焊同样厚度的铝板可能会出现焊不透，这是因为铝材的导热能力优于低碳钢的缘故。
8、对于板状对接单面焊焊缝，当焊接规范一定时，经常在起弧部位附近存在一定长度的未焊透，分析其产生原因并提出相应工艺解决方案。
解：（1）产生原因：在焊接起始端，准稳态的温度场尚未形成，周围焊件的温度较低，电弧热不足以将焊件熔透，因此会出现一定长度的未焊透。
（2）解决办法：焊接起始段时焊接速度慢一些，对焊件进行充分预热，或焊接电流加大一些，待焊件熔透后再恢复到正常焊接规范。
生产中还常在焊件起始端固定一个引弧板，在引弧板上引燃电弧并进行过渡段焊接，之后再转移到焊件上正常焊接。
9、焊接热循环对母材金属近缝区的组织、性能有何影响？答：（1）焊接热循环对母材金属近缝区的组织的影响：A 不易淬火钢的热影响区组织：在一般的熔焊条件下，不易淬火钢按照热影响区中不同部位加热的最高温度及组织特征，可分为以下四个区1) 熔合区: 焊缝与母材之间的过渡区域。
范围很窄，常常只有几个晶粒,具有明显的化学成分不均匀性。
2) 过热区(粗晶区):加热温度在固相线以下到晶粒开始急剧长大温度(约为1100℃左右)范围内的区域叫过热区。
由于金属处于过热的状态，奥氏体晶粒发生严重的粗化，冷却后得到粗大的组织，并极易出现脆性的魏氏组织。
3) 相变重结晶区(正火区或细晶区):该区的母材金属被加热到A C3至1100℃左右温度范围，其中铁素体和珠光体将发生重结晶，全部转变为奥氏体。
形成的奥氏体晶粒尺寸小于原铁素体和珠光体，然后在空气中冷却就会得到均匀而细小的珠光体和铁素体，相当于热处理时的正火组织，故亦称正火区。
4) 不完全重结晶区:焊接时处于A C1～A C3之间范围内的热影响区属于不完全重结晶区。
因为处于A C1～A C3范围内只有一部分组织发生了相变重结晶过程，成为晶粒细小的铁素体和珠光体，而另一部分是始终未能溶入奥氏体的剩余铁素体，由于未经重结晶仍保留粗大晶粒。
B 易淬火钢的热影响区组织:母材焊前是正火状态或退火状态，则焊后热影响区可分为：1) 完全淬火区：焊接时热影响区处于A C3以上的区域。
在紧靠焊缝相当于低碳钢过热区的部位，由于晶粒严重粗化，得到粗大的马氏体；相当于正火区的部位得到细小的马氏体。
2) 不完全淬火区：母材被加热到A C1～A C3温度之间的热影响区。
快速加热和冷却过程得到马氏体和铁素体的混合组织；含碳量和合金元素含量不高或冷却速度较小时，其组织可能为索氏体或珠光体。
母材焊前是调质状态，则焊接热影响区的组织分布除上述两个外，还有一个回火软化区。
在回火区内组织和性能发生变化的程度决定于焊前调质的回火温度：若焊前调质时回火温度为Tt，低于此温度的部位，组织性能不发生变化，高于此温度的部位，组织性能将发生变化，出现软化。
若焊前为淬火态，紧靠Ac1的部位得到回火索氏体，离焊缝较远的区域得到回火马氏体。
(2) 焊接热循环对母材金属近缝区性能的影响使HAZ发生硬化、脆化(粗晶脆化、析出脆化、组织转变脆化、热应变时效脆化、氢脆以及石墨脆化等)、韧化、软化等。
10、分述低碳钢焊接热影响区各区域的温度区间、组织及性能特点。
答：低碳钢属不易淬火钢，其焊接热影响区可分为熔合区，过热区，相变重结晶区和不完全重结晶区。
1) 熔合区：温度在固液相线之间，具有明显的化学成分不均匀性，导致组织、性能不均匀，影响焊接接头的强度、韧性，是焊热影响区性能最差的区域。
2) 过热区：温度为从固相线到晶粒急剧生长温度（约1100℃）之间。
因为存在很大的过热，该区奥氏体严重粗化，冷却后得到粗大组织，并且出现脆性的魏氏组织。
因此，塑、韧性很差。
3) 相变重结晶区：温度：从晶粒急剧生长温度（1100℃）到AC3。
加热过程中，铁素体和珠光体全部发生重结晶转变为细小奥氏体。
冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体。
组织，成分均匀，塑、韧性极好。
类似于正火组织，亦称“正火区”。
是热影响区中组织性能最佳的区域。
4) 不完全重结晶区：温度：AC1～AC3，在此温度范围内，只有一部分铁素体和珠光体发生了相变重结晶，冷却形成了细小的铁素体和珠光体；而另一部分为未转变的原始铁素体，因此，晶粒大小不一，形成的组织不均匀，导致力学性能不均匀。
11、怎样利用热循环和其他工艺措施改善HAZ的组织性能？改善HAZ组织性能的措施1）母材焊后选择合理的热处理方法（调质、淬火等）。
2）选择合适的板厚、接头形式及焊接方法等。
3）控制焊接线能量、冷却速度和加热速度。
12、焊接热影响区的脆化类型有几种？如何防止？答：焊接热影响区的脆化类型及防止措施：（1）粗晶脆化：对于某些低合金高强钢，由于希望出现下贝氏体或低碳马氏体，可以适当降低焊接线能量和提高冷却速度，从而起到改善粗晶区韧性的作用，提高抗脆能力。
高碳低合金高强钢与此相反，提高冷却速度会促使生成孪晶马氏体，使脆性增大。
所以，应采用适当提高焊接线能量和降低冷却速度的工艺措施。
（2）析出脆化：控制加热速度和冷却速度，加入一些合金元素阻止碳化物，氮化物等的析出。
（3）组织脆化：控制冷却速度，中等的冷速才能形成M-A组元，冷速太快和太慢都不能产生M-A组元氏体(孪晶马氏体)；控制合金元素的含量，合金化程度较高时，奥氏体的稳定性较大，因而不易分解而形成M-A组元；控制母材的含碳量，选用合适含碳量的材料。
（4）HAZ 的热应变时效脆化(HSE):焊接接头的HSE往往是静态应变时效和动态应变时效的综合作用的结果。
尽量使焊接接头无缺口，从而减轻动态应变时效脆化程度；采用合适的冷作工序，静态应变时效脆化的程度取决于钢材在焊前所受到的预应变量以及轧制、弯曲、冲孔、剪切、校直、滚圆等冷作工序。
焊接工艺上控制加热速度和最高加热温度以及焊接线能量。
13、如何提高热影响区的韧性？答：提高热影响区的韧性的措施1)控制组织：对低合金钢，应控制含碳量，使合金元素的体系为低碳，微量多种合金元素的强化体系,应尽量控制晶界偏析。
2)韧化处理: 对于一些重要的结构，常采用焊后热处理来改善接头的性能。
合理制定焊接工艺,正确地选择焊接线能量和预热、后热温度是提高焊接韧性的有效措施。
3)改善母材性能：如细晶粒钢(利用微量元素弥散强化、固熔强化、控制析出相的尺寸及形态等)采用控轧工艺，进一步细化铁素体的晶粒，也会提高材质的韧性；采用炉内精炼，炉外提纯等一系列措施，从而得到高纯净钢，使钢中的杂质(S 、P 、O 、N 等)含量极低，使钢材的韧性大为提高，也提高了焊接HAZ 的韧性。
14、焊接条件下组织转变与热处理条件下组织转变有何不同？答： 焊接条件下热影响区的组织转变与热处理条件下的组织转变相比，其基本原理是相同的。
但由于焊接过程的特殊性，使焊接条件下的组织转变又具有与热处理不同的特点。
焊接热过程概括起来有以下六个特点：（1）一般热处理时加热温度最高在A C3以上l00～200℃，而焊接时加热温度远超过A C3，在熔合线附近可达l350～l400℃。
（2）焊接时由于采用的热源强烈集中，故加热速度比热处理时要快得多，往往超过几十倍甚至几百倍。
（3）焊接时由于热循环的特点，在A C3以上保温的时间很短(一般手工电弧焊约为4～20s ，埋弧焊时30～l00s)，而在热处理时可以根据需要任意控制保温时间。
（4）在热处理时可以根据需要来控制冷却速度或在冷却过程中不同阶段进行保温。
然而在焊接时，一般都是在自然条件下连续冷却，个别情况下才进行焊后保温或焊后热处理。
（5）焊接加热的局部性和移动性将产生不均匀相变及应变；而热处理过程一般不会出现。
（6）焊接过程中，在应力状态下进行组织转变；而热处理过程不是很明显。
所以焊接条件下热影响区的组织转变必然有它本身的特殊性。
此外，焊接过程的快速加热，首先将使各种金属的相变温度比起等温转变时大有提高。
加热速度越快，不仅被焊金属的相变点A C1和A C3提高幅度增大，而且A C1和A C3之间的间隔也越大。
加热速度还影响奥氏体的形成过程，特别是对奥氏体的均质化过程有着重要的影响。
由于奥氏体的均质化过程属于扩散过程，因此加热速度快，相变点以上停留时间短，不利于扩散过程的进行，从而均质化的程度很差。
这一过程必然影响冷却过程的组织转变。
焊接过程属于非平衡热力学过程，在这种情况下，随着冷却速度增大，平衡状态图上各相变点和温度线均发生偏移。
在焊接连续冷却条件下，过冷奥氏体转变并不按平衡条件进行，如珠光体的成分，由w (C)0.8％而变成一个成分范围，形成伪共析组织。