材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案

材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案

1. 金属材料的机械性能通常用哪几个指标衡量？

答：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳极限等。

2. 何谓同素异晶转变，纯铁不同温度下的晶格变化如何？

答：同素异晶转变：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。

纯铁在1538。C结晶为σ-Fe ,体心立方结构;

温度降到1394。C时，σ-Fe转变为γ-Fe,面心立方结构；

降到912。C时，γ-Fe转变为α-Fe,为体心立方结构

3. 从状态图看含碳0.4%、0.9%的碳钢在室温下由哪些组织构成？

答：0.4%由铁素体（F）+珠光体（P）

0.9%由二次渗碳体（Fe3CⅡ）+珠光体（P）

4. 淬火的目的是什么？

答：淬火的主要目的是使奥氏体化后的工年获得尽量多的马氏体（或下贝氏体组织），然后配以不同的温度回火获得各种需要的性能。例如：提高钢件的机械性能,诸如硬度、耐磨性、弹性极限、疲劳强

度等，改善某些特殊钢的物理或者化学性能，如增强磁钢的铁磁性，提高不锈钢的耐蚀性等。

5.某弹簧由优质碳素钢制造，应选用什么牌号的钢？应选用怎样的热处理工艺？

答：含碳量在0.6%-0.9%之间，65、70、85、65Mn.

65Mn

淬火+中温回火

6.从下列钢号中，估计出其主要元素大致含量

20 45 T10 16Mn 40Cr

答：0.2%C 、0.45%C、1.0%C,Mn≤0.4%,Si≤0.35、

0.16%C,Mn1.2%-1.6% 、0.4%C，0.8-1.1%Cr

7.简述铸造成型的实质及优缺点。

答：铸造成型的实质是：利用金属的流动性，逐步冷却凝固成型的工艺过程。

优点：1.工艺灵活生大，2.成本较低，3.可以铸出外形复杂的毛坯

缺点：1.组织性能差，2机械性能较低，3.难以精确控制，铸件质量不够稳定4.劳动条件太差，劳动强度太大。

8.合金流动性取决于哪些因素？合金流动性不好对铸件品质有

何影响？

答：合金流动性取决于 1.合金的化学成分 2.浇注温度 3.浇注压力 4.铸型的导热能力5.铸型的阻力

合金流动性不好：产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。

9.何谓合金的收缩，影响合金收缩的因素有哪些？

答：合金的收缩：合金在浇注、凝固直至冷却到室温的过程中体积或缩减的现象

影响因素：1.化学成分 2 浇注温度 3.铸件的结构与铸型条件

10.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对图1所示阶梯型试块铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。

答：同时凝固原则：铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚至是同时完成凝固过程，无先后的差异及明显的方向性，称作同时凝固。

定向凝固原则：就是在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。

冒口在左端，冷铁在左侧两边

11.怎样区别铸件裂纹的性质？用什么措施防止裂纹？

答：裂纹可以分为热裂纹和冷裂纹。

热裂纹的特征是：裂纹短、缝隙宽，形状曲折，裂纹内呈氧化色。

防止方法：选择凝固温度范围小，热裂纹倾向小的合金和改善铸件结构，提高型砂的退让。

冷裂纹的特征是：裂纹细小，呈现连续直线状，裂缝内有金属光泽或轻微氧化色。

防止方法:减少铸件内应力和降低合金脆性，设置防裂肋

12.影响铸铁中石墨化进程的主要因素是什么？相同化学成分的铸件的力学性能是否相同？

答：1.主要是化学成分和冷却速度。

2.不同

13.灰铸铁最适合铸造什么样的铸件？举出十种你所知道的铸铁名称及它们为什么不用别的材料的原因。

答：发动机缸体，缸盖，刹车盘，机床支架，阀门，法兰，飞轮，机床，机座，主轴箱

原因是灰铸铁的性能：

[组织]：可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；铁素体一珠光体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。 [力学性能]：灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。 [其他性能]：良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性

14.可锻铸铁是如何获得的？为什么它只适宜制作薄壁小铸件？

答：制造可锻铸铁必须采用碳、硅含量很低的铁液，以获得完全的白口组织。

可锻铸铁件的壁厚不得太厚，否则铸件冷却速度缓慢，不能得到完全的白口组织。

15.为什么普通灰铸铁热处理的效果不如球墨铸铁好？普通灰铸铁常用的热处理方法有哪些？其目的是什么？

答：1.灰铸铁组织中粗大石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进。而后者的基体为珠光体加铁素体的混合组织，可以通过改善其金属基体，以获得所需的组织和性能。

16. 进行时效处理，以消除内应力，防止加工后变形；进行软经退火，以消除白口，降低硬度，改善切削加工性能。

16. 为什么制造腊模时采用糊状腊料加压成形，而较少采用腊液浇注成型？为什么脱蜡时水温不应到沸点？

答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的配料中，石蜡和硬脂酸各占50%，其熔点50~60摄氏度，高熔点蜡料中也可加入可熔性塑性。制模时，先将蜡料熔为糊状，然后以0.2~0.4Mpa的压力将蜡料压入型内，待凝固成形后取出，修去毛刺。。。

蜡在回收处理时，为了除去杂质和水份，必须加热到蜡的熔点以上，但不能达到水的沸点。