材料成型第一章重难点复习题答案
材料成形原理习题集及解答
6.3 Mg、S、O 等元素如何影响铸铁中石墨的生长。 7.1 界面作用对人工复合材料的凝固有何影响/ 7.2 任意一种共晶合金能制取自生复合材料吗？为什么？ 8.1 铸件典型宏观凝固组织是由哪几部分构成的，它们的形成机理如何？ 8.2 常用生核剂有哪些种类，其作用条件和机理如何？ 8.3 试分析影响铸件宏观凝固组织的因素，列举获得细等轴晶的常用方法。 8.4 何谓“孕育衰退”，如何防止？ 9.1 说明焊接定义，焊接的物理本质是什么？采取哪些工艺措施可以实现焊 接？ 9.2 传统上焊接方法分为哪三大类？说明熔焊的定义。 9.3 如何控制焊缝金属的组织和性能？ 9.4 给出 HAZ 的概念。焊接接头由哪三部分组成？ 10.1 何为快速凝固，其基本原理是什么？ 10.2 定向凝固技术有哪些应用？
=有一高为 H 的圆柱体，先均匀拉伸到 2H，再均匀压缩回 H，设在
变形过程中体积保持不变，试分别求出这两个阶段的对数应变、等效
对数应变及最终的对数应变、等效对数应变？
3、设薄球壳的半径为 R，厚度为 t（ t ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
材料成型复习题及答案
2-1 判断题（正确的画O，错误的画×）1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。
提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。
因此，浇注温度越高越好。
（×）2．合金收缩经历三个阶段。
其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。
（O）3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。
铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。
（O）4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。
（O）5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。
所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。
（×）6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。
因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。
（×）7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。
气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。
（O）8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。
（O）2-2 选择题1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（D）。
A．减弱铸型的冷却能力；B．增加铸型的直浇口高度；C．提高合金的浇注温度；D．A、B和C；E．A和C。
2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。
为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（D），而同时凝固适合于（B）。
A．吸气倾向大的铸造合金；B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金；C．流动性差的铸造合金；D．产生缩孔倾向大的铸造合金。
材料成形复习试题及答案解析
材料成形部分复习题一、液态成形部分（一）填空1、形状复杂、体积也较大的毛坯常用砂型铸造方法。
2、铸造时由于充型能力不足，易产生的铸造缺陷是浇不足和冷隔。
3、液态合金的本身流动能力，称为流动性。
4、合金的流动性越好，则充型能力好。
5、铸造合金的流动性与成分有关，共晶成分合金的流动性好。
6.合金的结晶范围愈小，其流动性愈好7、同种合金，结晶温度范围宽的金属，其流动性差。
8、为防止由于铸造合金充型能力不良而造成冷隔或浇不足等缺陷，生产中采用最方便而有效的方法是提高浇注温度。
9、金属的浇注温度越高，流动性越好，收缩越大。
10、合金的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。
11、合金的液态、凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。
13、同种合金，凝固温度范围越大，铸件产生缩松的倾向大。
14、同种合金，凝固温度范围越大，铸件产生缩孔的倾向小。
15、顺序凝固、冒口补缩，增大了铸件应力的倾向。
16、为防止铸件产生缩孔，便于按放冒口，铸件应采用顺序凝固原则。
17、控制铸件凝固的原则有二个，即顺序原则和同时原则。
18、按铸造应力产生的原因不同，应力可分为热应力和机械应力。
19、铸件厚壁处产生热应力是拉应力。
铸件薄壁处产生热应力是压应力。
20、铸件内部的压应力易使铸件产生伸长变形。
21、铸件内部的拉应力易使铸件产生缩短变形。
23、为防止铸件产生热应力，铸件应采用同时凝固原则。
24、防止铸件变形的措施除设计时使壁厚均匀外，工艺上应采取反变形法。
25、为防止铸件热裂，应控铸钢、铸铁中含 S 量。
26、为防止铸件冷裂，应控铸钢、铸铁中含 P 量。
27、灰铸铁的石墨形态是片状。
28、常见的铸造合金中，普通灰铸铁的收缩较小。
29、可锻铸铁的石墨形态是团絮状。
30、球墨铸铁的石墨形态是球形。
31、常见的铸造合金中，铸钢的收缩较大。
32、手工砂型铸造适用于小批量铸件的生产。
33、形状复杂、体积也较大的毛坯常用砂型铸造方法。
（二）选择1、形状复杂，尤其是内腔特别复杂的毛坯最适合的生产方式是（ B ）。
《材料成形原理》重点及答案
、名词解释1表面张力一表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。
表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。
2粘度-表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。
或作用于液体表面的应力T 大小与垂直于该平面方向上的速度梯度dvx/dvy的比例系数。
3表面自由能(表面能)—为产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。
4液态金属的充型能力-液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力。
5液态金属的流动性-是液态金属的工艺性能之一，与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。
6铸型的蓄热系数-表示铸型从液态金属吸取并储存在本身中热量的能力。
7不稳定温度场-温度场不仅在空间上变化，并且也随时间变化的温度场稳定温度场-不随时间而变的温度场(即温度只是坐标的函数)：8温度梯度一是指温度随距离的变化率。
或沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。
9溶质平衡分配系数K0 —特定温度T*下固相合金成分浓度CS*与液相合金成分CL*达到平衡时的比值。
10均质形核和异质形核—均质形核(Homogeneous nucleation):形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，亦称自发形核”。
非均质形核(Hetergeneous nucleation)：依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程，亦称异质形核”。
11、粗糙界面和光滑界面 -从原子尺度上来看，固-液界面固相一侧的点阵位置只有50%左右被固相原子所占据，从而形成一个坑坑洼洼凹凸不平的界面层。
粗糙界面在有些文献中也称为非小晶面光滑界面一从原子尺度上来看，固-液界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子占满，只留下少数空位或台阶，从而形成整体上平整光滑的界面结构。
也称为小晶面”或小平面”。
12成分过冷”与热过冷”-液态合金在凝固过程中溶质再分配引起固-液界面前沿的溶质富集，导致界面前沿熔体液相线的改变而可能产生所谓的成分过冷”。
(完整版)材料成型复习思考题(含完整答案版)
《材料成形技术基础》复习思考题第一篇铸造1.何谓液态合金的充型能力？充型能力不足，铸件易产生的主要缺陷有哪些？充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、尺寸精确、轮廓清晰铸件的能力。
充型能力不足，会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
提高充型能力的方法：1）选择凝固温度范围小的合金；2）适当提高浇注温度、充型压力；3）合理设计浇注系统结构；4）铸型预热，合理的铸型蓄热系数和铸型发气量；5）合理设计铸件结构。
2•影响液态合金充型能力的主要因素有哪些？影响液态合金充型能力的主要因素有：流动性、铸型条件、浇注条件和铸件结构等。
3•浇注温度过高或过低，对铸件质量有何影响？浇注温度过低，会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
浇注温度过高, 液态合金的收缩增大，吸气量增加，氧化严重，容易导致产生缩孔、缩松、气孔、粘砂、粗晶等缺陷。
可见，浇注温度过高或过低，都会产生气孔。
4•如何实现同时凝固？目的是什么？该原则适用于何种形状特征的铸件？铸件薄璧部位设置在浇、冒口附近，而厚璧部位用冷铁加快冷却，使各部位的冷却速度趋于一致，从而实现同时凝固。
目的：防止热应力和变形。
该原则适用于壁厚均匀的铸件。
注意：壁厚均匀，并非要求壁厚完全相同，而是铸件各部位的冷却速度相近。
5•试述产生缩孔、缩松的机理。
凝固温度范围大的合金，其缩孔倾向大还是缩松倾向大？与铸铁相比较，铸钢的缩孔、缩松倾向如何？产生缩孔、缩松的机理：物理机制是因为液态收缩量+凝固收缩量> 固态收缩量（或写为：体收缩量〉线收缩量）；工艺原因则是由于补缩不足。
凝固温度范围大的合金，其缩松倾向大。
与铸铁相比较，铸钢的缩孔、缩松倾向大。
6•试述冒口与冷铁的作用。
冒口：补缩、排气。
冷铁：调整冷却速度。
冒口：补缩、排气。
冷铁：调整冷却速度。
7•—批铸钢棒料（①200X L mm）,落砂清理后，立即分别进行如下的切削第1页共13页加工:(1) 沿其轴线，在心部钻①80mm 通孔, 加工后棒料长度为L 1; (2) 将其车为①80mm 的轴，车削后的长 度为L2。
材料成型工艺基础总复习及答案.doc
1铸件的凝固方式及其影响因素（1）逐层凝固方式2）糊状凝固方式3）中间凝固方式影响因素（1）合金的结晶温度范围：结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向丁•逐层凝固。
低碳钢近共品成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳钢、远共品成分铸铁倾向于糊状凝固。
（2）逐渐的温度梯度：在合金的结品温度范围已定时，若铸件的温度梯度山小到大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝固。
2铸造性能含义及其包括内容，充型能力含义，影响合金流动性因素（合金种类、成分、浇注条件、铸型条件）：铸造性能是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力，合金的铸造性能主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等。
充型能力：液态合金充满铸熨型腔，获得形状完整轮廓淸晰的铸件的能力影响合金流动性因索1）合金的种类。
灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铝合金次之，铸钢最差。
2）合金的成分。
同种合金，成分不同，其结晶特点不同，流动性也不同。
3）浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好;温度越高，合金粘度越低，阻力越小, 充型能力越强。
在保证充型能力的前提下温度应尽量低。
生产中薄琏件常采用较高温度, 厚舉•件采用较低浇注温度。
4） 1•铸型的蒂热能力越强，充型能力越差2.铸型温度越高，充型能力越好3.铸型中的气体阻碍充型3合金的收缩三阶段，缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段1.收缩。
合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。
合金的收缩过程可分为三阶段1）液态收缩2）凝固收缩3）固态收缩1）缩孔的形成形成条件，金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。
缩孔产牛的基本原因是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，口得不到补偿。
缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域，次区域也称热节。
2）缩松的形成铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域鮫宽，液、固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。
一般出现在铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部和内浇口附近，也常分布在集屮缩孔的下方。
最新材料成型复习题(答案)
材料成型复习题(答案)一、1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。
落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边是废料；冲孔则相反。
2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的结合和扩散作用牢固的连接起来，形成永久性接头的过程。
3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺4．缩孔、缩松液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。
5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。
直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。
6 自由锻造：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。
模型锻造：它包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成型过程。
7.钎焊：利用熔点比钎焊金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件连接起来的一种方法。
8.金属焊接性：金属在一定条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性。
9，粉末冶金：是用金属粉末做原料，经压制后烧结而制造各种零件和产品的方法。
二、1、铸件中可能存在的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔三种。
2、金属粉末的基本性能包括成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。
3、砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。
材料成形基础复习题答案
材料成形基础复习题答案一、选择题1. 材料成形过程中，下列哪个因素不是影响材料成形质量的主要因素？A. 材料的化学成分B. 成形温度C. 成形速度D. 操作者的技术水平答案：D2. 金属材料在成形过程中，以下哪个现象不属于金属塑性变形的范畴？A. 冷轧B. 热处理C. 拉伸D. 压缩答案：B二、填空题1. 材料成形的方法主要有_______、_______、_______等。
答案：铸造、锻造、挤压2. 材料成形过程中，温度对材料的塑性变形能力有显著影响，一般来说，温度升高，材料的_______增加。
答案：塑性三、简答题1. 简述材料成形过程中常见的几种缺陷及其产生的原因。
答案：材料成形过程中常见的缺陷包括裂纹、气泡、夹杂等。
裂纹产生的原因可能是材料内部应力过大或成形温度不适宜；气泡产生的原因可能是材料内部气体过多或成形过程中气体排出不充分；夹杂产生的原因可能是原材料中含有杂质或成形过程中材料表面污染。
2. 材料成形过程中，如何控制成形件的尺寸精度？答案：控制成形件的尺寸精度可以通过以下方法：首先，选择合适的成形工艺和参数，如成形速度、温度等；其次，采用高精度的模具和设备；再次，进行成形过程中的在线监测和调整；最后，进行成形后的尺寸检验和修正。
四、计算题1. 已知一块钢板的厚度为10mm，宽度为1000mm，长度为2000mm，若通过冷轧工艺将其厚度减小到8mm，求冷轧后的钢板长度。
答案：首先，根据体积守恒原理，冷轧前后钢板的体积不变。
设冷轧后钢板的长度为L'，则有：\[ 10mm \times 1000mm \times 2000mm = 8mm \times 1000mm\times L' \]\[ L' = \frac{10mm \times 2000mm}{8mm} = 2500mm \]五、论述题1. 论述材料成形技术在现代制造业中的应用及其重要性。
答案：材料成形技术是现代制造业的基础，广泛应用于汽车、航空航天、建筑、电子等多个领域。
材料成型设备复习题参考答案
材料成型设备复习题参考答案第二章2-1、曲柄压力机由那几部分组成？各部分的功能如何？答：曲柄压力机由以下几部分组成：1、工作机构。
由曲柄、连杆、滑块组成，将旋转运动转换成往复直线运动。
2、传动系统。
由带传动和齿轮传动组成，将电动机的能量传输至工作机构。
3、操作机构。
主要由离合器、制动器和相应电器系统组成，控制工作机构的运行状态，使其能够间歇或连续工作。
4、能源部分。
由电动机和飞轮组成，电动机提供能源，飞轮储存和释放能量。
5、支撑部分。
由机身、工作台和紧固件等组成。
它把压力机所有零部件连成一个整体。
6、辅助系统。
包括气路系统、润滑系统、过载保护装置、气垫、快换模、打料装置、监控装置等。
提高压力机的安全性和操作方便性。
2-5装模高度的调节方式有哪些？各有何特点？P19三种调节方法有：1、调节连杆长度。
该方法结构紧凑，可降低压力机的高度，但连杆与滑块的铰接处为球头，且球头和支撑座加工比较困难，需专用设备。
螺杆的抗弯性能亦不强。
2、调节滑块高度。
柱销式连杆采用此种结构，与球头式连杆相比，柱销式连杆的抗弯强度提高了，铰接柱销的加工也更为方便，较大型压力机采用柱面连接结构以改善圆柱销的受力。
3、调节工作台高度。
多用于小型压力机。
2-6、比较压塌块过载保护装置和液压式过载保护装置。
P20-21压塌式过载保护装置结构简单，制造方便，价格低廉，但在设计时无法考虑它的疲劳极限，可能引起提前的剪切破坏，或者使压力只能工作在小于标称压力的情况下，降低设备使用效率。
压塌块破坏后还需要更换，降低了生产效率。
同时压塌式过载保护装置只能用于单点压力机，用于多点压力机时会因偏载引起某个压塌块先行剪切断裂。
液压式过载保护装置多运用于多点和大型压力机，其特点是过载临界点可以准确地设定，且过载后设备恢复容易。
2-7、开式机身和闭式机身各有何特点？应用于何种场合？P23-24 开式机身：操作空间三面敞开，工作台面不受导轨间距的限制，安装、调整模具具有较大的操作空间，与自动送料机构的连接也很方便。
材料成型试题及答案
材料成型试题及答案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】材料成型复习题（样卷）一、名词解释1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。
落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边是废料；冲孔则相反。
2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的结合和扩散作用牢固的连接起来，形成永久性接头的过程。
3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺。
4．缩孔、缩松：液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。
5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。
6 自由锻造：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。
7模型锻造：它包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成型过程。
8.金属焊接性：金属在一定条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性。
9，粉末冶金：是用金属粉末做原料，经压制后烧结而制造各种零件和产品的方法。
10钎焊：利用熔点比钎焊金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件连接起来的一种方法。
11直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。
二、判断题（全是正确的说法）1、铸件中可能存在的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔三种。
工程材料与成型技术基础概念题连解答
第1章工程材料一.判断题1．冲击韧性就是试样断口处单位面积所消耗的功。
（√）2.HRC是洛氏硬度的硬度代号。
（√）3. 碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。
（×）4.通常，对于组织均匀的材料，其硬度越高，耐磨性越好。
（√）5.HBW是洛氏硬度的硬度代号。
（×）6.金属材料的使用性能包括力学性能.铸造性能。
（×）7.硬度试验中，布氏硬度测量压痕的深度。
（×）8.布氏硬度适用于测量毛坯和组织不均匀材料，洛氏硬度适用于测量成品件的硬度。
（√）9.生产中常用于测量退火钢、铸铁及有色金属的硬度方法是布氏硬度法。
（√）10.硬度试验中，洛氏硬度测量试样表面压痕直径大小。
（×）11.材料的硬度越高，其强度也越高，这是所有材料都具有的特性。
（×）12.断后伸长率和断面收缩率越大，表示材料的塑性越好。
（√）13.布氏硬度用于测量淬火后零件的硬度。
（×）14.洛氏硬度用于测量退火后零件的硬度。
（×）15.材料抵抗小能量多次冲击的能力主要取决于材料的强度。
（√）15.材料冲击韧主要度主要取决于材料的塑性。
（√）16.只要零件的工作应力低于材料的屈服强度，材料不会发生塑性变形更不会断裂。
（√）17.晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
（√）18.理想晶体的内部都或多或少地存在有各种晶体缺陷。
（×）19.室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。
（×）20.纯金属结晶时形核率随过冷度的增大而不断增加。
（×）21.金属型浇注比砂型浇注得到的铸件晶粒粗大。
（×）22.铸成薄壁件与铸成厚壁件晶粒粗大。
（×）23.厚大铸件的表面部分与中心部分晶粒粗大。
（×）24.一个合金的室温组织为α+β11+（α+β），则它由三相组成。
（×）25.α-Fe属于面心立方晶格晶格类型。
材料成型工艺基础总复习及答案
材料成型工艺基础总复习及答案1铸件的凝固方式及其影响因素(1)逐层凝固方式2)糊状凝固方式3)中间凝固方式影响因素 (1)合金的结晶温度范围: 结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。
低碳钢近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固。
(2)逐渐的温度梯度: 在合金的结晶温度范围已定时，若铸件的温度梯度由小到大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝固。
2铸造性能含义及其包括内容，充型能力含义，影响合金流动性因素(合金种类、成分、浇注条件、铸型条件) :铸造性能是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力，合金的铸造性能主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等。
充型能力:液态合金充满铸型型腔，获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力影响合金流动性因素1) 合金的种类。
灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铝合金次之，铸钢最差。
2) 合金的成分。
同种合金，成分不同，其结晶特点不同，流动性也不同。
3) 浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好;温度越高，合金粘度越低，阻力越小，充型能力越强。
在保证充型能力的前提下温度应尽量低。
生产中薄壁件常采用较高温度，厚壁件采用较低浇注温度。
4) 1.铸型的蓄热能力越强，充型能力越差2. 铸型温度越高，充型能力越好3.铸型中的气体阻碍充型3合金的收缩三阶段，缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段1. 收缩。
合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。
合金的收缩过程可分为三阶段 1)液态收缩 2)凝固收缩3)固态收缩1) 缩孔的形成形成条件，金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。
缩孔产生的基本原因是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。
缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域，次区域也称热节。
2) 缩松的形成铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。
材料成型 第一章重难点复习题答案
课后作业答案第一章练习一一、填空题1、液体的表观特征有：（1）类似于液体，液体最显著的性质是具有流动性，即不能够象固体那样承受剪切应力；（2）类似于液体，液体可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状；（3）类似于固体，液体具有自由表面；（4）类似于固体，液体可压缩性很。
2、按液体结构和内部作用力分类，液体可分为原子液体、分子液体及离子液体三类。
其中，液态金属属于原子液体，简单及复杂的熔盐通常属于离子液体。
3、偶分布函数g(r)的物理意义是距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率，换言之，表示离开参考原子（处于坐标原点r=0）距离为r位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差。
4、考察下面右图中表达物质不同状态的偶分布函数g(r)的图(a)、(b)、(c)的特征，然后用连线将分别与左图中对应的结构示意图进行配对。
固体结构（a）的偶分布函数气体结构（b）的偶分布函数液体结构（c）的偶分布函数5、能量起伏：描述液态结构的“综合模型”指出，液态金属中处于热运动的不同原子的能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低。
这种现象称为能量起伏。
6、结构起伏：液态金属是由大量不停“游动”着的原子团簇组成，团簇内为某种有序结构，团簇周围是一些散乱无序的原子。
由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又会有另一些原子组合到该团簇中，此起彼伏，不断发生着这样的涨落过程，似乎原子团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发生着改变，这种现象称为结构起伏。
7、在特定的温度下，虽然“能量起伏”和“结构起伏”的存在，但对于某一特定的液体，其团簇的统计平均尺寸是一定的。
然而，原子团簇平均尺寸随温度变化而变化，温度越高原子团簇平均尺寸越小。
8、浓度起伏：工业中常用的合金存在着异类组员；即使是“纯”金属，也存在着大量杂质原子。
因此，对于实际金属及合金的液态结构，还需考虑不同原子的分布情况。
材料成型所有答案
第一套题答案一、名词解释1、液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现大而集中的孔洞，称缩孔；细小而分散的孔洞称为缩松。
2、自由锻造又称自由锻，是利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。
模型锻造包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成形过程。
3、利用热源局部加热的方法，将两工件接合处加热到熔化状态，形成共同的熔池，凝固冷却后，使分离的工件牢固结合起来的焊接称为熔化焊。
钎焊是利用熔点比焊件金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件粘接起来的一种焊接方法。
4、塑料的注射成形：将粒状原料在注射机的料筒内加热熔融塑化，在柱塞或螺杆加压下，压缩熔融物料并向前移动，然后通过料筒前端的喷嘴以很高的速度注入温度较低的闭合模具内，冷却定形后，开模就得制品。
塑料的挤出成形：料筒的塑料，经外部加热和料筒内螺杆机械作用而成粘流态，并借助螺杆的旋转推力使熔料通过机头里的口模，挤成与口模形状相仿的连续体，此后经过定型、冷却、牵引、卷绕和切割等辅助装置，获得需要的制品。
二、判断题（×）1．（×）2．（×）3．（√）4．（√）5．三、填空题1．浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道2．强迫充填；容纳多余的金属；减轻上模对下模的打击，起缓冲作用。
3．碳当量法；冷裂纹敏感系数法。
4．体积不变定理、最小阻力定律5．手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、埋弧焊6．工作部分、定位部分、导向部分、推件卸料部分、支承连接部分7．氢、氮、氧8．玻璃态、高弹态、粘流态9．磨损、断裂、塑性变形10．热裂、冷裂四、简答题1、（1）注意选择材料与成形过程的关系，选择材料与成形加工过程是互为依赖，相互影响的。
（2）选择材料与成形过程的经济性与现实可能性，要全面权衡利弊，选择最佳的经济方案。
材料成型基础复习试题(含答案)
试卷1一、思考题1．什么是机械性能？（材料受力作用时反映出来的性能）它包含哪些指标？（弹性、强度、塑性、韧性、硬度等）各指标的含意是什么？如何测得?2．硬度和强度有没有一定的关系?为什么? （有，强度越高，硬度越高）为什么？（都反映材料抵抗变形及断裂的能力）3．名词解释：过冷度，晶格，晶胞，晶粒与晶界，同素异晶转变，固溶体，金属化合物，机械混合物。
4．过冷度与冷却速度有什么关系?对晶粒大小有什么影响? （冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。
）5.晶粒大小对金属机械性能有何影响?常见的细化晶粒的方法有哪些? （晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。
孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、热处理等）6．说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。
7．默绘出简化的铁碳合金状态图，并填人各区域内的结晶组织。
8．含碳量对钢的机械性能有何影响?二、填表说明下列符号所代表的机械性能指标三、填空1. 碳溶解在体心立方的α-Fe中形成的固溶体称铁素体，其符号为F ，晶格类型是体心立方，性能特点是强度低，塑性好。
2. 碳溶解在面心立方的γ-Fe中形成的固溶体称奥氏体，其符号为 A ，晶格类型是面心立方，性能特点是强度低，塑性高。
3. 渗碳体是铁与碳的金属化合物，含碳量为6.69％，性能特点是硬度高，脆性大。
4. ECF称共晶线线，所发生的反应称共晶反应，其反应式是得到的组织为 L（4.3%1148℃）=A（2.11%）+Fe3C 。
5. PSK称共析线线，所发生的反应称共析反应，其反应式是A(0.77%727 ℃)=F(0.0218%)+ Fe3C 得到的组织为珠光体。
6. E是碳在γ-Fe中的最大溶解度点，P是碳在α-Fe中的最大溶解度点， A l线即 PSK ，A3线即 GS ， A cm线即 ES 。
7. 45钢在退火状态下，其组织中珠光体的含碳量是 0.77% 。
8．钢和生铁在成分上的主要区别是钢的含碳量小于2.11%，生铁2.11-6.69% 在组织上的主要区别是生铁中有莱氏体，钢中没有，在性能上的主要区别是钢的机械性能好，生铁硬而脆。
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课后作业答案第一章练习一一、填空题1、液体的表观特征有：（1）类似于液体，液体最显著的性质是具有流动性，即不能够象固体那样承受剪切应力；（2）类似于液体，液体可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状；（3）类似于固体，液体具有自由表面；（4）类似于固体，液体可压缩性很。
2、按液体结构和内部作用力分类，液体可分为原子液体、分子液体及离子液体三类。
其中，液态金属属于原子液体，简单及复杂的熔盐通常属于离子液体。
3、偶分布函数g(r)的物理意义是距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率，换言之，表示离开参考原子（处于坐标原点r=0）距离为r位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差。
4、考察下面右图中表达物质不同状态的偶分布函数g(r)的图(a)、(b)、(c)的特征，然后用连线将分别与左图中对应的结构示意图进行配对。
固体结构（a）的偶分布函数气体结构（b）的偶分布函数液体结构（c）的偶分布函数5、能量起伏：描述液态结构的“综合模型”指出，液态金属中处于热运动的不同原子的能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低。
这种现象称为能量起伏。
6、结构起伏：液态金属是由大量不停“游动”着的原子团簇组成，团簇内为某种有序结构，团簇周围是一些散乱无序的原子。
由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又会有另一些原子组合到该团簇中，此起彼伏，不断发生着这样的涨落过程，似乎原子团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发生着改变，这种现象称为结构起伏。
7、在特定的温度下，虽然“能量起伏”和“结构起伏”的存在，但对于某一特定的液体，其团簇的统计平均尺寸是一定的。
然而，原子团簇平均尺寸随温度变化而变化，温度越高原子团簇平均尺寸越小。
8、浓度起伏：工业中常用的合金存在着异类组员；即使是“纯”金属，也存在着大量杂质原子。
因此，对于实际金属及合金的液态结构，还需考虑不同原子的分布情况。
由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异。
这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化，这一现象称为浓度起伏。
9、对于液态合金，若同种元素的原子间结合力大于不同元素的原子间结合力，即F(A-A、B-B) ＞F(A-B)，则形成富A及富B的原子团簇，具有这样的原子团簇的液体仅有“拓扑短程序”；若熔体的异类组元具有负的混合热，往往F(A -B)＞F(A-A、B-B)，则在液体中形成具有A-B化学键的原子团簇，具有这样的原子团簇的液体同时还有“化学短程序”。
具有“化学短程序”的原子团簇，在热运动的作用下，出现时而化合，时而分解的分子，也可称为不稳定化合物，甚至可以形成比较强而稳定化合物，在液体中就出现新的固相。
10、金属熔化潜热∆H m比其气化潜热∆H b小得多（表1-2），为1/15~1/30，表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。
二、判断题（括号中添“√”或“×”）1、（√）2、（×），因为Ga, Bi, Sb, Ce, Si, Ge等熔化时体积增大。
3、（×），理想纯金属液体中既有“能量起伏”，也有“结构起伏”。
4、（√）5、（×），近年，人们发现液态Ga、Cs、Se、I、、Bi 、Te等元素以及石墨熔体的某些物理性质随压力出现异常非连续变化，Katayama等利用对液态磷进行高压X-衍射实验，证实了液态磷中发生压力诱导型非连续液-液结构转变；我国及国外的学者也以多种手段揭示，一些合金熔体的性质与结构随温度发生非连续变化。
练习二一、填空题1、 作用于液体表面切应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度的比例系数，称为动力学粘度，通常以η表示。
要产生相同的dV X /dy ，液体的 内摩擦 阻力越大，则η越大，所需外加剪切应力也越大。
2、 液体粘度的常用单位为Pa·S 或mPa·S 。
3、 液体的原子间结合力（或原子间结合能U ）越大，则内摩擦阻力越大，粘度也就越高。
液体粘度η随原子间结合能U 按指数关系增加，即：)/exp(0T k U B ηη=。
4、 此外，粘度随原子间距δ增大而降低，随温度T 升高而下降，合金元素的加入若产生负的混合热H m 则会使合金液的粘度上升，通常，表面活性元素使液体粘度降低。
5、 通常，物质内部原子间结合力越大，其熔点和沸点越高，其固体和液体的表面能和表面张力也越大，其液体的粘度越大。
6、 虽然表面张力与表面自由能是不同的物理概念，但都以γ（或σ）表示，其大小完全相同，单位也可以互换，通常表面张力的单位为力/距离，以N/m 或dyn/cm 表示，表面能的单位为能量/面积，以J/m 2或erg/cm 2表示。
7、 两相质点间结合力越大，界面能越小，界面张力就越小。
两相间的界面张力越大，则润湿角越大，表示两相间润湿性越差。
8、 通常，自由电子多的溶质元素，由于造成合金表面双电层的电荷密度大，从而造成对表面压力大，而使整个系统的表面张力增加。
二、选择题1、C 正确A 错，因为降低原子间距、加入产生负的混合热的合金元素均会使液体粘度上升。
B 错，因为加入表面活性元素才会使液体粘度降低。
D 错，因为降低液体温度会使液体粘度上升。
2、B 正确A 错，因为向系统中加入削弱原子间结合力的组元可以降低表面张力。
C 错，因为加入表面活性元素才会使液体表面张力降低。
D 错，因为加入自由电子数目多的溶质元素会使液体表面张力上升。
3、D 错，因为根据公式（1-22）H g D C ⋅⋅=ρσ4 ，可清楚地看出其规律。
4、C 正确。
A 错。
通常，熔点高的物质其表面张力比熔点低的物质高，但也存在反例。
如Mg 与Zn 同样都是二价金属，Mg 的熔点为650℃，Zn 的熔点为420℃，但Mg 的表面张力为559mN/m( dyn/cm)；Zn 的表面张力却为782mN/m 。
B 错。
原子体积小于及大于溶剂原子体积的元素，均有降低液体表面张力的例证。
如S 的原子半径（1.04Å）小于Fe 的半径（1.27 Å），S 大为降低铁液的表面张力，而Pb 原子半径（1.75 Å）大于Al 的半径（1.43 Å），Pb 也大为降低铝液的表面张力。
根据表面吸附热力学，不论溶质原子体积小于还是大于溶剂原子，只要为表面活性元素均降低表面张力。
D 错。
奥氏体钢熔体的表面张力，随Ni 含量的变化在不同的范围呈不同的趋势，并受Cr 含量的影响。
三、简答题：1、答：斯托克斯公式：ηρρυ2)(92r g B m -⋅= 金属液粘度η越低、产生的夹杂或气泡半径r 越大、夹杂或气泡密度ρB 越小，则精炼效果越好。
2、答：表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均所造成。
由于液体或固体的表面原子受内部的作用力较大，而朝着气体的方向受力较小，这种受力不均引起表面原子的势能比内部原子的势能高。
因此，物体倾向于减小其表面积而产生表面张力。
因此，物质内部原子间结合力越大，则表面张力及表面能越高。
3、答：各张力（符号）如图所示，润饰角与张力之间的平衡关系式为： GL LS GS γγγθ-=cos 假设γGL 保持不变：γLS <γGS ，则θ<90o ，即润饰角为锐角，液相对固相润饰。
γLS 越小，则润饰角θ越小，表明液相对固相的润饰性越好；γLS >γGS ，则θ>90o ，即润饰角为钝角角，液相对固相不润饰。
γLS 越大，则润饰角θ越大，表明液相对固相的润饰性越差；γLS =γGS ，则θ=90o ，液相对固相处于润饰和不润饰关系的临界点。
4、答：液膜的拉断临界应力f max 大小为：Tr p f σσσ22T/max ===∆=** 因此，σ= f max T/2=0.825N/m液膜拉断时若无外界液体补充，那么晶粒间或枝晶间便形成了凝固热裂纹。
S 在钢铁液体中严重降低表面张力，可见，液膜的表面张力越大（[S]越低），液膜越薄，则液膜的拉断临界应力f max 越大，裂纹越难形成。
5、答： 根据流体力学的斯托克斯公式：ηρρυ2)(92r g B m -⋅=，式中：υ为夹杂物和气泡的上浮速度，r 为气泡或夹杂的半径，ρm 为液体合金密度，ρB 为夹杂或气泡密度，g 为重力加速度。
41034.1)(29-⨯=-⋅=B m g r ρρυηm纯金属、共晶成分合金及结晶 温度很窄的合金停止流动机理示意图练习三一、填空题1、充型能力是设计浇注系统的重要依据之一，充型能力弱，则可能产生浇不足、冷隔、砂眼、铁豆、抬箱，以及卷入性气孔、夹砂等缺陷。
2、液态金属本身的流动能力称为“ 流动性 ”，是液态金属的工艺性能之一，它取决于液态金属的密度、比热、合金的结晶潜热及结晶温度范围等3、液态金属的“充型能力”取决于金属既取决于金属本身的流动性，也取决于铸型性质、浇注条件、铸件结构等外界因素的影响，是各种因素的综合反映。
4、铸件的浇注系统静压头H 越高，液态金属密度1ρ及比热1C 、合金的结晶潜热H ∆越大，浇注温度浇T 、铸型温度T 型越高，充型能力越强。
5、铸型的C 2、ρ2、λ2越大即蓄热系数b 2（2222ρλC b =）越大，铸型的激冷能力就越强，金属液于其中保持液态的时间就越短，充型能力下降。
二、选择题1、A 正确。
最小壁厚从小到大的正确排列顺序为：熔模铸造、砂型、金属型，原因在于铸型的传热及蓄热性质的高低。
具体大小见教材表1-4。
2、B 、错。
通常，在共晶成分处的合金有最好的流动性。
但也有例外的情况，对于Al-Si 合金，由于潜热的影响，最好流动性并不在共晶成分处（Si12.6%），而是在含Si 量为18-20%左右，这是因为Si 晶体结晶潜热为180.7×104J/kg ，为α-Al(38.9×104J/kg)的4倍以上，而且，过共晶成分Al-Si 合金的初生块状Si 强度较低，不容易形成坚固的枝晶网络，结晶潜热的作用得以发挥。
与之相似，灰口铸铁由于石墨高的结晶潜热（383×104J/kg ，约为Fe 的14倍），最佳流动性也在过共晶成分。
3、D 错。
牌号确定的铸件，因组织及性能的要求，其成分往往不可以随意改变。
应该从工艺上采取措施。
4、A 错。
根据Fe-C 相图，成分范围C2.0%-4.3%的Fe-C 合金，结晶温度范围随含C 量的增加而减小，因此流动性变好。
三、问答及计算题：1、答：对于纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围很窄的合金，其停止流动机理如右图所示。
在金属的过热量未散失尽以前为纯液态流动(图中a),为第Ⅰ区。