材料成型基础复习题 (1)

复习题一、填空题1．材料力学性能的主要指标有硬度、塑性、冲击韧度、断裂韧性、疲劳强度等2．在静载荷作用下，设计在工作中不允许产生明显塑性变形的零件时，应使其承受的最大应力小于屈服强度，若使零件在工作中不产生断裂，应使其承受的最大应力小于抗拉强度。

3．ReL（σs）表示下屈服强度，Rr0.2（σr0.2）表示规定残余伸长强度，其数值越大，材料抵抗塑性性别能力越强。

4．材料常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率两种。

其中用断后伸长率表示塑性更接近材料的真实变形。

5．当材料中存在裂纹时，在外力的作用下，裂纹尖端附近会形成一个应力场，用应力强度因子KI来表述该应力场的强度。

构件脆断时所对应的应力强度因子称为断裂韧性，当K I >K I c6密排六方晶格三种。

7．亚共析钢的室温组织是铁素体+珠光体（F+P），随着碳的质量分数的增加，珠光体的比例越来越大，强度和硬度越来越高，塑性和韧性越来越差。

8．金属要完成自发结晶的必要条件是过冷，冷却速度越大，过冷度越大，晶粒越细，综合力学性能越好。

9．合金相图表示的是合金的_成分___ 、组成、温度和性能之间的关系。

10. 根据铁碳合金状态图，填写下表。

11．影响再结晶后晶粒大小的因素有加热温度和保温时间、杂质和合金元素、第二项点、变形程度。

12．热加工的特点是无加工硬化现象；冷加工的特点是有加工硬化现象。

13．马氏体是碳全部被迫固溶于奥氏体的饱和的固溶体，其转变温度范围（共析刚）为+230~-50 。

14．退火的冷却方式是缓慢冷却，常用的退火方法有完全退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、等温退火和再结晶退火。

15．正火的冷却方式是空冷，正火的主要目的是细化金属组织晶粒、改善钢的机械性能、消除在锻轧后的组织缺陷。

16．调质处理是指淬火加高温回火的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的综合机械性能。

17．W18Cr4V钢是高速工具钢，其平均碳含量（Wc）为：1％。

最终热处理工艺是高温淬火加多次高温回，三次高温回火的目的是获得较理想的热硬型。

18．ZL102是硅铝铸造合金，其基本元素为Al11%-13%、主加元素为Si。

19．滑动轴承合金的组织特征是在软基体上均匀分布着硬质点或者在应基体上均匀分布着软质点。

20．对于热处理可强化的铝合金，其热处理方法为淬火加时效。

21．铸造可分为砂型铸造和特种铸造两大类；铸造具有适应性广生产准备简单和成本低廉等优点，但铸件的组织疏松，晶粒粗大，缩孔，缩松，气孔，力学性能不高；因此，铸造常用于制造形状复杂或在低应力下工作的零件或毛坯。

22．金属液的流动性越好，收缩率越小，则铸造性能好；若金属的流动性差，铸件易出现浇不足，冷隔，气孔，夹渣，缩孔等的铸造缺陷；若收缩率大，则易出现缩孔，缩松，变形的铸造缺陷。

23.常用铸造合金中，灰铸铁的铸造性能好，而铸钢的铸造性能差。

24．铸型的型腔用于形成铸件的外形，而型芯主要形成铸件的内腔和孔。

25．一般铸件浇注时，其上部质量较差，而下部的质量较好，因此在确定浇注位置时，应尽量将铸件的重要加工，太平面，薄壁面朝下、不重要的结构朝上。

26．冒口的主要作用是金属回填补缩，一般冒口厘设置在铸件的最后结晶部位。

27．设计铸件时，铸件的壁厚应尽量均匀，并且壁厚不宜太厚或太薄；若壁厚太小，则铸件易出现浇不足，冷隔的缺陷；若壁厚太大，则铸件的缩孔和缩松，晶粒粗大。

28．衡量金属可锻性的两个主要指标是塑性与变形抗力、塑性愈高，变形抗力愈小，金属的可锻性就愈好。

29．随着金属冷变形程度的增加，材料的强度和硬度升高，塑性和韧性下降，使金属的可锻性变差。

30．自由锻零件应尽量避免加强筋、凸台、工字型等结构。

31．弯曲件的弯曲半径应大于最小弯曲半径，以免弯裂。

32．冲压材料应具有良好的塑性。

33．细晶粒组织的可锻性好于粗晶粒组织。

34．非合金钢中碳的质量分数愈低，可锻性就愈好。

35．焊接方法按焊接过程的特点分熔化焊、压力焊、钎焊三大类。

36．影响焊接电流的主要因素是焊条直径和焊缝位置。

焊接时，应在保证焊接质量的前提下，尽量选用较大的电流，以提高生产率。

37．电焊机分为直流电焊机和交流电焊机两大类。

38．焊缝的空间位置有平焊、立焊、仰焊、横焊。

39．焊接接头的基本形式有对接、搭接、角接、卷边接。

40．气体保护焊根据保护气体的不同，分为惰性气体焊和活性气体焊等。

41．点焊的主要焊接参数是电极压力、焊接电流和通电时间。

压力过大、电流过小，焊点强度下降；压力过小、电流过大，易飞溅、烧穿。

二、判断题(× )1．机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形。

(× )2．硬度值相同的在同一环境中工作的同一种材料制作的轴，工作寿命是相同的。

(× )3．所有的金属材料均有明显的屈服现象。

(× )4．选择冲击吸收功高的材料制作零构件可保证工作中不发生脆断。

(×)5．共晶转变与共析转变都是在一个温度范围内完成的。

(√ )6．在缓冷至室温的条件下，碳的质量分数为0.8%的钢比碳的质量分数为1.2%的钢硬度低。

(×)7．过共析钢由液态缓冷至室温时析出的二次渗碳体，在组织形态与晶体结构方面均与一次渗碳体不同。

(× )14．低碳钢或高碳钢为便于进行机械加工，可预先进行球化退火。

(× )15．钢的实际晶粒度主要取决于钢在加热后的冷却速度。

(× )16．过冷奥氏体的冷却速度越快，钢冷却后的硬度越高。

(×)17．同一钢材在相同的加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。

(√ )19．要提高奥氏体不锈钢的强度，只能采用冷塑性变形予以强化。

(× )20．调质钢的合金化主要是考虑提高其热硬性。

(× )21．渗碳钢只要渗碳就能提高表面的硬度。

(× )22．灰铸铁通过热处理可将片状石墨变成球状石墨或团絮状石墨，从而改善铸铁的力学性能。

(× )23．可锻铸铁塑性好，故容易锻造成形。

(× )24．铸铁抗拉强度差，不能承受重载荷。

(√ )25．灰铸铁中，碳、硅含量越高，铸铁的抗拉强度和硬度越低。

(×)26．铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高其力学性能。

(√ )27．球墨铸铁可通过调质处理和等温淬火工艺提高其力学性能。

(√ )28．灰铸铁的减振性能比钢好。

(×)29．熔炼铸铁常用的熔炼炉为高炉、转炉和冲天炉。

(×)30．实型铸造的模样不必取出，可简化造型工艺，但不能生产形状很复杂的铸件。

(√)31．压力铸造的生产率高，主要用于生产大批量、低熔点的非铁金属薄壁铸件。

(×)32．可用增加铸件壁厚的方法来提高铸件的承载能力。

(×)33．因锻造之前进行了加热，所以任何材料均可进行锻造。

(√)34．弯曲模角度应比弯曲件弯曲角度小一个回弹角α0。

(√ )35．落料和冲孔的工序方法相同，只是工序目的不同。

(×)36．正接法常用于焊接薄件。

(√ )37．焊接后的焊件常采用退火来消除焊接内应力。

(√ )38．焊条的直径是指焊芯的直径。

(×)39．在焊接的四种空间位置中，仰焊是最容易操作的。

(×)41．钎焊时的温度都在4 5 0℃以下。

三、计算题1．标准规定，1 5钢的力学性能指标不应低于下列数值：Rm（σb）≥372 MPa,ReL（σs）≥225 MPa，A（δ5）≥2 7%。

Z（Ψ）92≥55%。

现将购进的1 5钢制成d0=10 mm的圆形截面短试样，经拉伸试验后测得Fm（Fb）=34 500 N，FeL（Fs）=21 100 N，L1=65 mm， d1=6 mm。

试问：这批1 5钢的力学性能是否合格？四、简答题1．下列情况应采用什么方法测定硬度？写出硬度值符号（HB、HRA、HRB、HRC、HV）。

(1)锉刀；(2)黄铜铜套；(3)硬质合金刀片；(4)供应状态的各种非合金钢钢材；(5)耐磨工件的表面硬化层。

2．根据铁碳合金相图，说明下列现象产生的原因。

(1) 在进行热轧和锻造时，通常将钢材加热到1 000—1 250℃；(2) 钢铆钉一般用低碳钢制作；(3) 在1 1 0 0℃时， Wc =0.4%的钢能进行锻造，而Wc =4.2%的铸铁不能锻造；(4) 室温下Wc =0.9%的碳钢比Wc = 1.2%的碳钢强度高；(5) 钳工锯削T7 0钢、T10钢、T12钢比锯2 0钢、3 0钢费力，锯条易磨钝；(6) 绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时却用钢丝绳（60钢、65钢、7 0钢等制成）。

3．拟用T10钢制成形状简单的车刀，其工艺路线为锻造一热处理一机加工一热处理一磨削加工。

试问：两次热处理具体工艺名称和作用是什么？并指出各自获得的显微组织。

4．确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的。

(1) 经冷轧后的1 5钢钢板，要求降低硬度；(2) ZG270-500的铸造齿轮；(3) 锻造过热的6 0钢锻坯；(4) 具有片状渗碳体的T12钢坯。

5．两块碳的质量分数均为Wc = 0.77%的非合金钢（碳钢）片加热至760℃以上，分别以不同方式冷却，钢片的冷却曲线及该种钢材的奥氏体等温转变曲线如图所示。

试问图中①、②、③、④点各是什么组织？比较②、④点组织的硬度大小。

奥氏体等温转变曲线图6．车床主轴要求轴颈部位的硬度为5 6～58HRC，其余处为20～24 HRC，其加工工艺路线为：锻造一正火一机加工一轴颈表面淬火十低温回火一磨加工，请指出：(1) 主轴应选用何种材料；(2) 正火、表面淬火及低温回火的目的；7、确定下列工件的回火方法，并指出回火目的。

（1）滚动轴承；（2）重要齿轮；（3）汽车减振板簧；（4）W18Cr4V刀具；（5）HT200铸件的表面硬化层（白口组织）。

8、请为下列钢号选择合适的用途。

（1）20CrMnTi；（2）Q345；（3）HT200；（4）T12A；（5）20。

（6）65Mn；（7）GCr15；（8）W18Cr4V（9）QT600-3。

供选用的实例：机床床身、小型弹簧、滚动轴承、柴油机曲轴、成型铣刀、机车齿轮、桥梁、锉刀和冷冲压件。

9．现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高的硬度和耐磨性，试问：应各进行何种热处理？10．解释下列现象：(1) 高速工具钢在热轧（或热锻）后，经空冷获得马氏体组织；(2) 高锰耐磨钢在高压、大冲击条件下具有优良的耐磨性和良好的韧性。

11．下列做法是否可以？为什么？(1) 用Q235钢代替4 5钢制成齿轮；(2) 用3 0钢代替T13钢制成锉刀，用盐液淬火后低温回火；(3) 用2 0钢代替6 5钢制成弹簧，淬火后中温回火；(4) 用40Cr钢代替20CrMnTi钢制造载货汽车变速箱传动齿轮，调质处理后高频表面淬火、低温回火。