材料成型期末复习内容.docx

《材料成形技术基础》考试题型考试题型分成4部分:一、判定题二、选择题三、填空题四、综合题（包括问答题和计算题等举例如下:判断题1.缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。

2.铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较人的热应力所至。

3.影响铸件凝固方式的主要因索是合金的化学成分和铸件的冷却速度。

4.铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。

铸件壁厚差越大，铸造应力也越大。

5.熔化焊、压力焊、钎焊过程中，一般均需对接头进行加热，并且均需对被焊接头提供有效地保护，以防空气的有害作川。

二、选择题1.压力加工的操作工序中，工序名称比较多，局于自由锻工序的是（），属于板料冲压工序的是（）。

A.徹粗、拔长、冲孔、弯曲；B.拉深、弯曲、冲孔、翻边；C.徹粗、拔长、冲孔、轧制；D.拔长、徹粗、挤压、翻边。

2.焊接过程中，热量传递分成三种方式，母材和焊条以（）热传导为主。

A.传导；B.对流；C.辐射。

3.如图4所示应力框铸件，在室温下，各杆的应力状态为（）o若川钢锯沿A -A 线将①30杆锯断，此时 断口间隙将（ ）oA 、 ①30杆受压、①10受拉；B 、 ①30杆受拉、①10杆受压。

C 、 増大;D 、减小；E 、缩短；F 、不变；G 、消失；H 、伸长；三、填空题1. 计算图中1、2、3、4、5的新增表而能?第一章：材料成形技术皋础绘材料加工工程、材料学和材料物理与化学相关的一门科学，乂有个性 特色的综合学科。

它包括铸造、焊接和塑性变形及表面工程等书的综合体。

一•机器制造的一般过程（齿轮为例）一）按材料成形类型分四种加工方法：I. 成形加工：凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制、塑料成形； 2. 切除加工：车、铳、刨、钻、磨、电火花、电解、超声加工、激光加工等； 3. 表面成形加工：表面形变、淬火强化、化学强化、表面镀层、气相沉积镀膜； 4. 热处理加工：退、正、淬、冋火；什么是凝固成形、塑性成形、焊接成形?1. 影响合金充型能力的主要因索有（2. 顺序凝固通过安放冒口和冷铁来实现。

（）o3. 焊接方法按其特点可分为（4. 手工电弧时，焊条钢芯起到的作川是（四、综合题）和（ ）、（ ）。

冒口的作用是（）,冷铁的作用是）类。

）和（ ）。

知道什么是材料基本加工要素及流程三个基本要素：材料、能量、信息三大流程：1•材料流程每一种类型的材料流程中，川來产牛形状和性能变化的的过程，叫基本过程。

材料加工过程一•般包含三个阶段：第一阶段：材料形状、尺寸或性能的变化，指加热、熔化和下料等；第二阶段：生产所需形状和尺寸的过程；第三阶段：最后过程，如装配等完成上述过程通常需要，机械过程、热过程和化学过程。

2•能蚩流程包括机械过程的能量流程（通过介质向材料或工件提供能量）和热过程的能量流程（通常由电能、化学能或机械能转化而得）。

包括①传递介质与加工材料之间的相对运动；②作用在加工材料上的压力差；③直接产生加工材料中的质量力。

包括①电能转化为热能；②化学能通过燃烧产生热能；③以机械能为基础的热源（摩擦焊）3•信息流程形状信息：通过刀具或模具将加工的信息和形状施加到材料上；性能信息：加工过程后最终的结果，如材料性能变化。

1.凝固成形的基本问题和发展概况基本问题：充填、凝固两个基本过程是液态金属质量不变过程，在重力作用下的充填铸形和冷却凝固两个基本过程。

充填是一种机械过程，而凝固是热过程。

热量传递的方式有传导、对流和辐射三种方法。

结果是从微观上看，组织结构的变化，宏观上看，从液态到固态的变化。

凝固时要考虑的问题：凝固组织的形成和控制；（晶粒大小、方向和形态）；控制组织的方法有：孕育、半固态、定向固态、快速凝固等。

铸造缺陷的防止和控制；（缩孔、缩松）铸件尺寸精度与表面粗糙度控制等；2.塑性成形的基本问题基本问题：材料的塑性是塑性成形的前提条件；塑性成形需要能量；加工材料受外力作用发生塑性流动时、位移和应力变化；形状信息的准确输入等；3焊接成形的基本问题基本问题：焊接成形时利川各种形式的能量使被连接的表面产生原子（分子）间的结合而成为一体的成形工艺。

包含热过程、物理化学冶金过程、应力变形过程。

三人类焊接方法：熔焊（表而熔化）、固相焊（被焊表而不熔化）、钎焊（被焊表而之间填加低熔点材料）。

能量的输入；清除表面污染；组织性能不均匀；残余应力及残余变形；焊缺陷及检测；焊接结构的制造问题等；4•表面成形基本问题：不改变基体组织结构和成分、不降低棊体的各种性能，通过表面涂层和表面改性技术或两种复合设计零件表面。

表面涂层：材料表明与基体材料不同，涂层与基体的结合、涂层的材料及结构等；表面改性：材料表明与皋体材料有一定联系，针对材料的服役条件及损伤机理并结合基体材料，设计合理的表面。

组织结构；针对希槊的表面组织及结构，研究活动这一表面材料的方法；WfflB凝固是材料成形过程中的组织的一种化学物理现象；它涉及到多学科的知识，并处于当代材料的研究的前沿，各种复合材料、激光熔覆等材料;金属的熔化、浇注和凝固贯穿于加工、铸造和焊接过程中。

凝固常发生的5种变化时什么，有什么特点？什么是凝固潜热？液态为固态结构相似，液态金屈由许多近程有序的“原子集团”组成，有大的能量起伏，激烈热运动和空穴，原子集团处于变化状态；固体则相反：称“远程有序”，不确定因索减少。

研究晶体结构可能。

体积缩小，凝固时产生缩孔、缩松等，凝固应力也引起变形和裂纹。

口发过程的两个判据：判据一：Helmholtz （亥姆霍兹）自由能最低原理，判据二Gibbs（吉布斯）自由能判据：爛是表示一个体系的紊乱程度，爛值越大，体系越紊乱。

当材料发生液一固转变时，爛值将减小，说明固体比液体的结构更“整齐”。

熔（H）：体系等压过程中热量的变化一爛（S）：热量和温度的比值，反映体系紊乱程度形核剂应具备的条件:计算I、2、3、4、5的界面自由能?晶体的生长方式:掌握金属凝固时的溶质分配规律，是控制凝固偏析的基础， 单相合金：只析出一种固相 多相合金：析岀多种固相合金的凝固是在两相共的温度区间内完成的，随温度下降，固相成分沿固相变化，液相成分 沿液相变化，因此凝固过程必须有传质过程发生，由于各组元中不同的化学位不同，固液界 面两侧都将不断发牛再分配现彖。

金屈或合金在铸型中凝固时，可以分为液相区、固液两相区和固相区。

铸件在冷却过程中体积缩小的现象叫收缩。

收缩可分成三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。

液态收缩：从浇注温度降低到凝周开始的温度时，发生的体积收缩; 凝固收缩：合金再凝固阶段的体积收缩；彳贝II 冋U纟隹mrr固态收缩：固态合金因温度降低发牛的体积收缩。

液态收缩、凝固收缩是引起缩孔、缩松的主要原因，而固态收缩是产生铸造应力、变形和裂纹的主要原因。

工程陶瓷中的玻璃相为什么大多以非晶态的形式出现？硅酸盐熔体不容易形成晶体，而多以非晶态形式出现。

由于熔体屮存在各种聚合硅氧四面体，进一步连接成更大型的结构，因硅氧结合键能大，打开结合键需很高的能量，使硅酸盐熔体的结构重建比金属熔体困难，即形核需越过的势垒高（比金属）形成晶体需要一定的条件，即需要创造非均匀形核的条件。

另一个原因是：硅酸盐熔体有巨人的溶解能力，几乎把所有外来的形核质点都溶解在本体中，故非自发形核非常困难，因此硅酸盐熔体易形成非晶态。

焊接熔池特征：•体积小，冷却速度快（30cm3,100g,4-100°C/s）•过热温度高（熔池1770±100 °C,熔滴2300±200 °C）•动态下凝固（形成焊缝）•对流强烈（第三章材料成形热过程焊接热过程对工件的质量的影响：影响焊接的物理化学冶金反应影响焊接接头的固体相变影响焊接接头的残余应力和变形影响焊接接头的质量、凝固成形过程和基本特点加热熔化和冷却凝固两个过程。

即将金属材料加热熔化到液态，然后浇注到相应的铸形空腔中，冷却、凝固成毛坯或零件。

铸铁加工方法：冲天炉或三节炉加热熔化。

铸钢或非铁合金：电弧炉或感应电炉加热熔化。

三、塑性成形热过程的基本特点1 •钢在加热时热扩散性能的变化，热扩散是指金属材料在加热过程中温度在金属内部的传播能力。

材料的热扩散性好, 即表明加热时温度在金属内部传播的速度快，因而亦材料断面上的温差就小，由此产生的温度应力就小；同时，由于加热时，温度均匀化的速度快，因而可以采川快速加热的方法提咼生产率。

电弧热消耗分三部分：1、被金属吸收,加热熔化母材;2、焊接材料吸收，加热熔化焊接材料；3、被母材以热传导形式形成热彩响区。

温度场：加热或冷却过程中某一瞬时的温度分布。

可通过实测或数值模拟得到。

对于热塑性加工（热锻、热轧、热挤压等）成形之前加热是必须的过程。

加热过程的变化过程：1、组织结构的变化：2、力学性能变化：3、物理性能变化：4、化学性能变化：固体金属材料的加热过程，主要是热源通过对流和辐射的形式对金属加热，在金属内部主要通过热传导的形式传递热量，使金属材料的温度逐步均匀化。

电弧热消耗分三部分：1、被金属吸收，加热熔化母材；2、焊接材料吸收，加热熔化焊接材料;3、被母材以热传导形式形成热影响区锻造前的加热：加热方法：1、火焰加热2、电加热：包括1.感应电加热;2、接触电加热；3、电阻炉加热；4、盐浴炉加热；什么事温度场：加热或冷却过程中某一瞬时的温度分布。

可通过实测或数值模拟得到。

第四章燃性成形：（也称塑性加工或压力加工）是利用金屈的塑性，在外力作用下，使金属发牛塑性变形，从而获得所需形状和性能的工件的一种加工方法。

塑性成形按受力和变形分类（2类）：体积成形：锻造、轧制、挤压和拉拔等;板料成形：冲裁、弯曲、拉伸和成形;塑性成形按加工温度分类（2类）：热成形:冷成形：冷塑性变形机理：包括晶粒内部变形（晶内变形）和晶界变形（晶间变形）两种机理。

（一）晶内变形：晶内变形的主要方式是滑移（为主）和李牛（次要）；滑移所需临界切应力小于挛牛所需临界切应力，故多晶体犁性变形的主耍方式是滑移变形。

对于密排六方金属，李牛变形起着重要作用。

滑移：在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（滑移而）和晶向（滑移方向）相对于晶体的另一部分发生相对移动。

产生宏观塑性变形。

李生：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶血（挛生血）和晶向（李生方向）发牛均匀切变。

产生宏观塑性变形。

李生:李生是指在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面（李生面）和一定的晶向（李生方向）发生的均匀切变。

李生是塑性变形的另一种重要形式，它常作为滑移不易进行时的补充。

这样的切变并未使晶体的点阵类型发生变化，但它却使均匀切变区中的晶体取向发生变更，变为与未切变区晶体呈镜面对称的取向。