华中科技大学2012年材料成型原理试题

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材料成型试题(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。

华中科技大学考研810材料成形原理历年真题分析及经验分享

华中科技⼤学考研810材料成形原理历年真题分析及经验分享《材料成形原理》历年（04--15）真题分析⼀、论述题（⼀）焊接1、裂纹（1）凝固裂纹（详细题⽬不记得了，根据氧化⾊及含⼤量S判断为凝固裂纹）（2015）（2）0.65%的U71Mn钢⽤E43013焊条焊接，数⼩时后出现多条裂纹，说明该裂纹的种类，形成机理及防治措施。

（2014）（3）1Cr-0.5Mo耐热钢，焊接中未产⽣裂纹，消除残余应⼒热处理中，热影响区产⽣裂纹，晶内有Cr的碳化物。

判断种类，简述机理及防治措施。

（2013）（4）焊接过程中产⽣，长105mm，含⼤量S，表⾯有氧化⾊，判断是哪种裂纹及形成机理。

（2012）（5）⽤16Mn钢制压⼒容器，裂纹在中⼼位置，呈纵向分布，晶间开裂，有液膜，断⼝有氧化⾊，判断类型，论述产⽣机理及防治措施。

（2011）（6）18MnMoV合⾦钢制压⼒容器，钢板的合⾦成分含量（重量百分⽐）为C：0.18% Mn：1.2% Mo：0.80% V：0.35% ，板厚25mm，焊接时采⽤埋弧⾃动焊，制造完毕3天后，在焊接热影响区产⽣了⼀条长102mm裂纹，表⾯有明显的⾦属光泽。

试确定该裂纹的种类，分析产⽣机理。

（2009）（7）分析热裂的原因，以奥⽒体钢为例说明防治措施（2007）（8）氢致裂纹的特点，产⽣机理及防治措施（2006）2、变形（1）两块长1500mm，厚为12mm，宽度分别为150mm，300mm的Q235钢进⾏开V型坡⼝对接焊接，在焊接过程中可能会产⽣哪些变形，防⽌这些变形的主要措施。

（2013）（2）厚度为15mm，横截⾯积不同的两块Q235A钢板进⾏对接焊，横截⾯积如图所⽰（不对称），焊后可能出现哪⼏种焊接变形，如何防⽌这些变形的产⽣。

（2011）（3）简述长度为5m的T型梁焊接时（主要为沿长度⽅向腹板与翼板的⾓焊缝），可能产⽣哪⼏种焊接变形，并指出防⽌其焊接变形的⼯艺措施。

（2008）（4）两长⽅形薄钢板沿长度⽅向板边对接（⼿⼯电弧焊）可能产⽣哪⼏种变形。

专升本《材料成型原理》_试卷_答案

专升本《材料成型原理》一、（共75题,共150分）1. 液态金属本身的流动能力称为（）。

（2分）A.流动性B.充型能力C.粘性D.自然对流.标准答案：A2. 当润湿角为（）时，称为绝对润湿。

（2分）A.大于90°B.小于90°C.等于0°D.等于180°.标准答案：C3. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（）。

（2分）A.越高B.越低C.越接近理论结晶温度D.不一定.标准答案：B4. 结晶温度范围大的液态金属其凝固方式一般为（）。

（2分）A.逐层凝固B.中间凝固C.流动凝固D.糊状凝固.标准答案：D5. 除纯金属外，单相合金的凝固过程一般是在（）的温度区间内完成的。

（2分）A.固相B.液相C.固液两相D.固液气三相.标准答案：C6. 非共生生长的共晶结晶方式称为（）。

（2分）A.共晶生长B.共生生长C.离异生长D.伪共晶生长.标准答案：C7. 液态金属在冷却凝固过程中，因气体溶解度下降，析出的气体来不及逸出而产生的气体称为( )。

（2分）A.析出性气孔B.侵入性气孔C.反应性气孔D.都不对.标准答案：A8. 在焊接中的HAZ代表（）。

（2分）A.热影响区B.熔池C.熔合线D.焊缝.标准答案：A9. 酸性焊条采用的脱氧剂主要是（）。

（2分）A.锰B.硫C.磷D.碳.标准答案：A 10. 试验表明焊接熔池的凝固过程是从边界开始的，是一种（）。

（2分）A.两者都有B.均质形核C.非均质形核D.以上都不对.标准答案：C11. 既可减少焊接应力又可减少焊接变形的工艺措施之一是（）。

（2分）A.刚性夹持法B.焊前预热C.焊后消除应力退火D.反变形法.标准答案：B12. 在焊接接头中，应力的存在也是促使氧进行扩散的推动力之一，并且总是向拉应力大的方向扩散，被称为（）。

（2分）A.浓度扩散B.相变诱导扩散C.应力扩散D.氢脆阶段.标准答案：C13. 常见的焊接裂纹包括纵向裂纹、（）、星形裂纹。

华科材料成型原理第一部分液态金属凝固学答案

华科材料成型原理第一部分液态金属凝固学答案华科材料成型原理第一部分液态金属凝固学答案第一部分：液态金属的凝固2.1答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。

原子集团的空穴或裂纹中有不规则排列的自由原子。

这种结构处于快速变化状态，液体中存在能量波动。

（2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在浓度起伏和结构起伏。

2.2答案：液态金属的表面张力是界面张力的特例。

表面张力对应于液气界面张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。

表面张力？与附加压力P的关系如下：（1）P=2/r。

当因表面张力而增长的曲面为球体时，r为球体的半径；（2） p＝0？（1/R1+1/r2），其中R1和r2分别是曲面的曲率半径。

附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。

2.3答案：液态金属的流动性和冲孔能力是影响成形产品质量的因素；区别：流动性是决定因素件下的冲型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。

而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。

提高液态金属冲孔能力的措施：（1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热l要大；③比热、密度、导热系大;④粘高度和表面张力。

（2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。

（3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。

（4）就铸件结构而言：① 在保证质量的前提下，尽可能减少铸件厚度；②降低结构复杂程度。

2.4解决方案：浇筑模型如下：则产生机械粘砂的临界压力p＝2?/r显然，r=1×0.1cm＝0.05cm22*1.5＝6000pa－40.5*10则p＝不产生机械粘砂所允许的压头为h＝p/（ρ液体*g）=2.5解：由stokes公式6000＝0.08米7500*102r2(r1－r)2上浮速度v＝9r为球形杂质半径，γ1为液态金属重度，γ2为杂质重度，η为液态金属粘度γ1＝g*ρ液＝10*7500＝75000γ2＝g2*ρmno＝10*5400＝5400022*（0.1*10-3）*（75000-54000），因此浮动速度v==9.5mm/s9*0.00493.1解决方案：（1）对于立方核，△ g平方=-a△ GV+6A？①令d△g方/da＝0即－3a△gv+12a?＝0，则*2三2临界核尺寸a=4/△ GV，明白吗=a*△gv，代入①4△g方＝－a△gv＋6a**3*2a*1*2△gv＝a△gv42*均质形核时a和△g方关系式为：△g方＝**1*3A.△ 球形核的GV2（2）△ g球=-*4*3*2πr△gv+4πr?3*临界核半径r=2/然后△ GV=球*2*3πr△gv3所以△g球/△g方＝**1*32*3πr△gv/（a）△gv）23*设置R*=2/△gv，a＝4？/△ 将GV代入上述公式以获得△g球/△g方＝π/6<1，即△g球****2*2.25*10－5*（1453＋273）－9解决方案3-7:R平均值=（2？LC/L）*（TM/△ T） =cm=8.59*10m1870*3196.6*△ g=平均值*一万六千三百二十二π?lc*tm/（l*△t）33216(2.25*10－5*104）*（1453＋273）－17＝π*＝6.95*10j 18703(*106)*31926.63.2答：从理论上来说，如果界面与金属液是润湿得，则这样的界面就可以成为异质形核的基底部，否则它不会工作。

单、多选题判断题及答案(材料成型原理)答案

单选题1、影响液态金属的凝固过程的起伏不包括(D )Ａ温度起伏Ｂ结构起伏Ｃ成分起伏Ｄ组织起伏2、影响液态金属粘度的主要因素不包括（B）Ａ化学成分Ｂ熔点Ｃ温度Ｄ夹杂物3、当润湿角θ为（C ）时，称为绝对润湿A大于90°B小于90°C等于0°D等于180°4、不属于影响液态金属表面张力的因素是（B ）A熔点B化学成分C温度D溶质元素5、使液态金属表面张力下降的溶质元素叫做（C）A非表面活性元素B负吸附元素C表面活性元素D以上都不对6、以下说法不正确的是（C ）A粘度越大，对流强度越小B粘度越大，流动阻力越大C在材料成形过程中，金属夜的流动性以分层流方式流动最好D流体的流动分为分层流和紊流7.液态金属本身的流动能力称为（A）A.流动性B.充型能力C.刚直性D.自然对流8. 液态金属本身的流动性与下列（D）无关A.成分B.温度C.杂质含量D.外界因素9.下列不属于液态金属的凝固方式的是（C）A.逐层凝固B.中间凝固C.流动凝固D.糊状凝固10.下列不属于液态金属凝固过程中传热方式的是（C）A.传导传热B.对流换热C.结晶散热D.辐射换热11.液态金属充满铸型的时刻至凝固完毕所需要的时间为铸件的（B）A.充型时间B.凝固时间C.结晶时间D.蓄热时间12.液态金属的流动性好，其充型能力（A）A.强B.弱C.时强时弱D.无关13.液态金属从液态变为固态的过程为（C）A.结晶B.充型C.凝固D.对流14.纯金属、成分接近共晶成分的液态金属其凝固方式为（A）A.逐层凝固B.中间凝固C.流动凝固D.糊状凝固15.结晶温度范围大的液态金属其凝固方式为（D）A.逐层凝固B.中间凝固C.流动凝固D.糊状凝固16.液态金属在流动方向上所受的压力越大，其充型能力（A）A.越强B.越弱C.时强时弱D.无关17、有关液态金属的凝固过程的描述错误的是（C ）A降低系统自由能B是一种相变C增加系统自由能D自发过程18、晶体从缺陷处生长的种类不包括（D ）A螺旋位错生长B旋转孪晶生长C反射孪晶生长D平行位错生长19、晶体宏观长大方式包括（B ）A螺旋位错生长B平面方式生长C反射孪晶生长D旋转孪晶生长20、晶体宏观长大方式包括（A ）A树枝晶方式生长B旋转孪晶生长C反射孪晶生长D螺旋位错生长21、异质形核速率与下列哪种方式无关（D ）A过冷度B界面C液态金属的过热D操作22、根据构成能障的界面情况的不同，形核方式包括（D）A螺旋位错生长B旋转孪晶生长C反射孪晶生长D均质形核23.除纯金属外，单相合金的凝固过程一般是在一个（C）的温度区间内完成的A.固相B液相C固液两相D固液气三相24.平衡凝固是，溶质的再分配取决于（B）A凝固时间t B热力学参数k C扩散系数Ds D动力学条件25.最终凝固结束时，固相成分为（B）A.平衡固相溶质浓度B液态合金原始成分 C.平衡液相溶质浓度 D.Cs和Cl26.达到稳态时需要的距离X取决于（B）A.R/D l B R/D l和k C.k D.D l27在稳态阶段，由固相中排出的溶质量（B）界面处液相中扩散的量A大于B等于C小于 D.不确定28.（C）是介于液相中完全混合和液相中只有扩散之间的情况A固相无扩散，液相均匀混合的溶质再分配B固相无扩散，液相无对流而只有有限扩散的溶质再分配C.固相无扩散，液相有对流的溶质再分配D.非平衡凝固29.搅拌对流越强时，凝固析出的固相的稳态成分（B）A。

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%Cr7.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。

材料成型技术练习题库(附参考答案)

材料成型技术练习题库（附参考答案）一、单选题（共37题，每题1分，共37分）1.可锻铸铁的制取方法是，先浇注成A、球墨组织B、麻口组织C、灰口组织D、白口组织正确答案：D2.焊条药皮的作用之一是A、防止焊芯生锈B、稳定电弧燃烧C、增加焊接电流D、降低焊接温度正确答案：B3.某圆形坯料直径50，经多次拉深后变为直径11的圆筒形件，若各道次拉深系数均为0.6，试确定其拉深次数A、5B、2C、4D、3正确答案：D4.炒菜用的铸铁锅适合用下列哪种成形方法＿＿＿A、挤压铸造B、锻造C、砂型铸造D、冲压正确答案：A5.下列哪一项不是热裂纹的特征A、缝隙较宽B、形状曲折C、金属光泽D、尺寸较短正确答案：C6.钢的杂质元素中哪一种会增加其热脆性＿＿＿＿A、PC、TiD、S正确答案：D7.闪光对焊属于哪种焊接类别A、钎焊B、熔焊C、压焊D、激光焊正确答案：C8.冷裂纹的特点不包括A、金属光泽B、缝隙较宽C、形状细小D、内表光滑正确答案：B9.模锻件上必须有模锻斜度,这是为了A、节约能量B、便于取出锻件C、减少工序D、便于充填模膛正确答案：B10.下列属于变形工序的是A、拉深B、修整C、落料D、冲裁正确答案：A11.铸件定向凝固的主要目的是A、消除缩孔B、防止夹砂C、消除缩松D、减少应力正确答案：A12.为简化锻件形状而增加的那部分金属称为A、余量C、敷料D、坯料正确答案：C13.电渣焊主要用于A、平焊位置B、中,薄板焊件C、立焊位置D、铝及其合金焊件正确答案：C14.锻造前加热时应避免金属过热和过烧，但一旦出现，A、过热可采取热处理消除，过烧则报废。

B、可采取热处理予以消除。

C、无法消除。

正确答案：A15.曲轴毛坯锻造时的工序安排正确的是A、先镦粗，后拔长B、先拔长，后弯曲C、先镦粗，后弯曲D、先弯曲，后拔长正确答案：B16.零件工作时的切应力方向与纤维方向应该A、相交B、无关C、平行D、垂直正确答案：D17.CO2气体保护焊适于哪类材料的焊接A、高合金钢B、非铁合金C、高碳钢D、低合金结构钢正确答案：D18.预锻模膛与终锻模膛相比,它的A、圆角和斜度应大些B、圆角应大些,斜度应小些C、应有冲孔连皮D、带有飞边槽正确答案：A19.生产中为提高合金的流动性,常采用的方法是A、提高浇注温度B、加大出气口C、降低出铁温度D、延长浇注时间正确答案：A20.将模型沿最大截面处分开，造出的铸型型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱的造型方法称A、分模造型B、刮板造型C、整模造型D、挖砂造型正确答案：A21.焊接热影响区中，晶粒得到细化、机械性能也得到改善的区域是A、部分相变区B、熔合区C、正火区D、过热区正确答案：C22.自由锻件坯料质量的计算公式是A、G坯料=G锻件+G飞边B、G坯料=G锻件+C烧损C、G坯料=G锻件+G飞边+C烧损D、G坯料=G锻件+G烧损+G料头正确答案：D23.冲孔连皮应A、薄些好B、按孔径决定C、按锻件最大厚度决定D、厚些好正确答案：B24.手弧焊时，操作最方便，焊缝质量最易保证，生产率又高的焊缝空间位置是A、平焊B、仰焊C、立焊D、横焊正确答案：A25.下列合金线收缩率最大的A、铸铁B、铸铝C、铸造黄铜D、铸钢正确答案：C26.铸件的壁厚小于某一临界值时，其容易产生的缺陷是A、裂纹B、浇不足C、夹渣D、缩孔正确答案：B27.木制模样的尺寸应比零件大一个A、铸件材料的收缩量B、铸件材料的收缩量加机械加工余量C、模样材料的收缩量加铸件材料的收缩量D、机械加工余量正确答案：B28.常用机械零件的毛坯成型方法不包括＿＿＿A、拉拔B、铸造C、冲压D、锻造正确答案：A29.对于由几个零件组合成的复杂部件，可以一次铸出的铸造方法是A、挤压铸造B、熔模铸造C、压力铸造D、离心铸造正确答案：B30.使坯料的一部分相对于另一部分错开，但两部分的轴线仍然保持平行的工序是A、错移B、拔长C、弯曲D、扭转正确答案：A31.手工电弧焊焊接薄板时,为防止烧穿常采用的工艺措施之一是A、氩气保护B、CO2保护C、直流正接D、直流反接正确答案：D32.灰口铸铁适合制造床身,机架,底座,导轨等结构,除了铸造性和切削性优良外,还因为A、冲击韧性高B、抗弯强度好C、抗拉强度好D、耐压消震正确答案：D33.不属于埋弧自动焊的特点是A、生产率高B、焊接质量好C、适应性广D、节省材料正确答案：C34.合金化学成份对流动性的影响主要取决于A、过热温度B、结晶温度区间C、熔点D、凝固点正确答案：B35.零件工作时的正应力方向与纤维方向应该A、相交B、垂直C、无关正确答案：D36.下列哪个尺寸的齿轮可用圆钢棒为毛坯＿＿＿A、1500mmB、350mmC、15mmD、90mm正确答案：D37.具有较好的脱氧、除硫、去氢和去磷作用以及机械性能较高的焊条是A、不锈钢焊条B、碱性焊条C、结构钢焊条D、酸性焊条正确答案：B二、判断题（共63题，每题1分，共63分）1.轴类零件大多采用锻钢件为毛坯。

材料成型原理资料华科

3)残余应力的消除
(1)热处理：常用的方法。加热温度和保温时间需要根据材料的性质，工作的结构以及冷却条件而定。将工件加热到塑性状态的温度，并保持一段时间，利用蠕变产生新的塑性变形，使应力消除，再缓慢冷却，使厚薄部位的温度均匀，而不重新出现应力。(2)自然时效法：将有残余应力的铸件放置在露天场地，数月乃至半年时间以上，应力自然消失。(3)共振法：将铸件在共振条件下振动10-15min，以达到消除铸件中残余应力的目的，该法与热处理相比，设备费用低，花费时间少，易于操作，而不氧化。
5. 塑性变形之前不产生弹性变形（或者忽略弹性变形）的材料叫做 B 。
Ａ、理想弹性材料；Ｂ、理想刚塑性材料；Ｃ、塑性材料；
6、硫元素的存在使得碳钢易于产生 A 。
Ａ、热脆性；Ｂ、冷脆性；Ｃ、兰脆性；
7、应力状态中的 B 应力，能充分发挥材料的塑性。
3．影响变形的因素及防止方法。
1)影响因素：
(1)金属材料的热物理性能：材料的线胀系数越大，则产生的塑性变形越大，冷却后纵向和横向的收缩也越大；导热性好的金属，如铝及其合金，因其线胀系数大，且在高温时的屈服强度较低，变形也大。(2)工艺因素：铸造中用来制作木模的木料未干燥，或重新吸收水分，以致木模产生变形，从而导致砂型和铸件变形，模型的刚度不足或强度不够，模型放置位置不平的底板上，上下砂型加紧不良均能导致铸件变形。
2)防治措施：
(1)化学成分的控制
1〉在不影响铸件使用性能的前提下，适当调整合金化学成分，减小合金的凝固温度范围；2〉对碳钢和合金钢进行微合金化和变质处理，以细化晶粒，减少非金属夹杂，及改变夹杂物的形态和分布；3〉改进铸钢的脱氧工艺，提高脱氧效果，以减少晶界的氧化物夹杂；4〉用合金渣处理钢液，降低钢中的硫含量。

华科2012_材料成形数值模拟参考答案

2
Pe,也不能唯一确定单
ue，因为这种条件下，单元还可以有任意的刚体运动。因此， Ke 不存在逆矩
刘玉杰主编，冉锐杰、苑云辉、窦宇、刘全君参编
4）整体刚度矩阵 K 是一个稀疏矩阵，如果遵守一定的节点编号规则，可使非零元素都集中于主对角线附近而呈带状。 5）与单元刚度矩阵类似，整体刚度矩阵 K 也是一个奇异矩阵。在引入位移边界条件排除刚体位移后，它是正定矩阵。
因此，要想实现区域提纯，需要进行多次区域熔化操作，区域熔化操作越多，提纯精度越高。 3、含 10ppm Ga 的液态 Ge-Ga 合金以 R=8*10-3 cm/s 的固/液界面移动速度，从左到右凝固成一个 Ge-Ga 合金棒，已知溶质分配系数 k=0.1，且在凝固过程中，假设溶质 Ga 在固态中无扩散，在液态中进行有限扩散（扩散系数 DL=5*10-5 cm2/s/），且忽略对流的影响。（1）合金棒完全凝固后，画出合金棒的成分沿长度方向变化的关系曲线；（2）计算该曲线中初始过渡段（initial transient）的长度。解：本题属于固相无扩散，液相非充分扩散无对流凝固。（1）
FTCS 格式的截断误差为 Rin O(t , (x) 2 ) ，对 x 有二阶精度，较 FTFS 和 FTBS 精确。
7
刘玉杰主编，冉锐杰、苑云辉、窦宇、刘全君参编
8
解得： 1 = 0， 2 = 1， 3 = 0， 4 = -2
2 2 2 2
则 N2 = L2 - 2L1L2 3) 求节点 3 单元形函数
N3
0 0 1 0
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华中科技大学-材料成型原理考试重点详解

第一篇第一章液态金属的结构和性质1.凝固不过只是一种相变过程，即物质从液态转变成固态的过程称为凝固。

2.相变不只是发生在固相、液相、气相三相之间，在固相中间也是会有相变，即同素异构转变。

3.对金属晶体加热以后，晶体受热膨胀，若对晶体进一步加热，则达到激活能数值的原子数量也进一步增加。

原子离开点阵后，即留下自由点阵—空穴。

空穴的产生，造成局部地区的势垒的减少，使得邻近的原子进入空穴位置，这样就是造成空穴的位移。

在熔点附近，空穴数目可以达到原子总数的1%。

这样在实际晶体中，除按一定点阵排列外，尚有离位原子与空穴。

当这些原子的数量达到某一数量值时，首先在晶界处的原子跨越势垒而处于激活状态，以致能脱离晶粒的表面而向邻近的晶粒跳跃，导致原有晶粒失去固定形状与尺寸，晶粒间可出现相对流动，称为晶界粘性流动。

液态金属中的原子排列，在几个原子间距的小范围内与固态原子基本一致，而远离原子后就完全不同于固态，这个就称为“近程有序”、“远程无序”。

固态的原子为远程有序。

4.在熔点温度的固态变为同温度的液态时，金属要吸收大量的热量，称为熔化潜热。

5.固态金属的加热熔化符合热力学规律：Eq=d(U+pV)=dU+pdV=dHdS=Eq/T,其大小描述了金属由固态变成液态时原子由规则排列变成非规则排列的紊乱程度。

6.熵值变化是系统结构紊乱性变化的量度。

7.液态金属的结构：纯金属结构是由原子集团、游离原子和空穴组成；液态金属的结构是不稳定的，而是处于瞬息万变的状态，这种原子集团与空穴的变化现象称为“结构起伏”，同时还存在大量的能量起伏。

实际液态金属极其复杂，其中包括各种化学成分的原子集团、游离原子、空穴、夹杂物及气泡，是一种“浑浊”的液体。

存在温度起伏、结构起伏和成分起伏。

8.液态金属的性质：⑴粘度：实质上就是原子间作用力，影响因素①化学成分一般的难熔化合物的物体粘度高，而熔点低的共晶成分合金的粘度低；②温度液态金属的粘度随温度的升高而降低；③非金属夹杂物液态金属中固态的非金属夹杂物使液态金属的粘度增加，主要是因为夹杂物的存在使液态金属成为不均匀的多相体系，液相流动时的内摩擦力增加所致。

材料成型原理复习题

材料成型原理复习题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、影响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。

•热源的性质•焊接工艺参数•被焊金属的热物理性质•焊件的板厚和形状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3、焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？•加热速度•峰值温度•高温停留时间•冷却速度或冷却时间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）峰值温度Ｔmax 。

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？焊接热循环中的冷却时间5/8t 表示从800︒C 冷却到500︒C 的冷却时间。

材料成型技术试题+答案

材料成型技术试题+答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料不属于金属材料？A. 铁B. 铜C. 塑料D. 铝答案：C2. 下列哪种加工方式不属于材料成型技术？A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 热处理答案：D3. 下列哪种材料成型方法主要用于生产大型铸件？A. 锻造B. 冲压C. 铸造D. 粉末冶金答案：C4. 下列哪种方法不属于塑性成型加工？A. 拉伸B. 弯曲C. 剪切D. 热处理答案：D5. 下列哪种材料成型方法主要用于生产叶片类零件？A. 铸造B. 锻造C. 冲压D. 粉末冶金答案：C6. 下列哪种材料不属于金属基复合材料？A. 碳纤维B. 玻璃纤维C. 金属D. 陶瓷答案：A7. 下列哪种方法不属于金属的热成型加工？A. 热轧B. 热挤压C. 热锻造D. 冷拔答案：D8. 下列哪种材料成型方法主要用于生产型腔类零件？A. 铸造B. 锻造C. 冲压D. 粉末冶金答案：A9. 下列哪种材料不属于金属材料？A. 铁B. 铜C. 塑料D. 铝答案：C10. 下列哪种加工方式不属于材料成型技术？A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 热处理答案：D二、多项选择题（每题3分，共30分）11. 下列哪些属于金属材料的分类？A. 黑色金属B. 有色金属C. 金属基复合材料D. 陶瓷答案：ABC12. 下列哪些属于塑性成型加工的方法？A. 拉伸B. 弯曲C. 剪切D. 热处理答案：ABC13. 下列哪些属于金属的热成型加工方法？A. 热轧B. 热挤压C. 热锻造D. 冷拔答案：ABC14. 下列哪些属于材料成型技术的应用领域？A. 航空航天B. 汽车制造C. 机械制造D. 建筑材料答案：ABCD15. 下列哪些属于金属基复合材料的分类？A. 碳纤维B. 玻璃纤维C. 金属D. 陶瓷答案：BC三、判断题（每题3分，共30分）16. 金属的冷成型加工是在室温下进行的，因此加工过程中不会产生塑性变形。

华科材料成型原理作业

材料成型原理作业1.焊接熔池的凝固与一般铸锭的凝固有何不同的特点焊接熔池的结晶过程与钢锭一样都经历形核和晶核长大的过程。

然而，由于焊接熔池的凝固属于非平衡凝固，使焊接熔池的凝固组织具有其独特的形态，其凝固过程具有以下特点：（1）联生结晶（或称交互结晶、外延结晶）（2）择优成长（3）凝固线速度2.分析粒状贝氏体和M-A组元形成的原因及其对焊缝性能的影响。

在奥氏体以中等速度连续冷却时，稍高于上贝氏体形成温度下还可能出现粒状贝氏体，以Bn表示。

它是在块状铁素体形成后，待转变的富碳奥氏体呈岛状分布其上，Wc约为1%，在一定的合金成分和冷却速度下可转变为富碳马氏体和残留奥氏体，有时也有碳化物，称为M-A组元。

当块状铁素体上M-A组元以粒状分布时，即称粒状贝氏体。

如以条状分布时，称为条状贝氏体粒状贝氏体不仅在奥氏体晶界形成，也可在奥氏体晶内形成。

粒状贝氏体中M-A组元也称为岛状马氏体。

因硬度高，在载荷下可能开裂，或在相邻铁素体薄层中引发裂纹而使焊缝韧性下降。

3.分析有效功率q，焊缝速度v，和导热系数对成长平均线速度的方向和数值的影响。

热源的有效热功率q一定时，增大焊接速度v，某一温度的等温线所包围的范围显著缩小，温度场的形态变得细长。

当v 一定时，随着q的增大，一定温度的等温线所包围的范围显著增大，尤其在长度方向。

当q/v保持一定，即热输入E为常数时，同时增大q与v，此时等温线在热源移动方向上会伸长，而在宽度方向上变化较小。

当热输入相同时，λ很小的奥氏体不锈钢600℃以上高温区所包围的范围显然比低碳钢大得多。

对于λ相当大的铝和钢，较高温度的等温线显著的向热源中心收缩，而温度较低的等温线则向周围散开，这说明热源作用点附近部位的温度不易升高。

4.如何利用所得规律来调整焊缝的结晶组织。

1.焊缝合金化与变质处理焊缝合金化的目的是保证焊缝金属的焊态强度与韧性，可以采取固溶强化、细晶强化、弥散强化、相变强化等措施。

在焊接熔池中加入少量钛、硼、锆、稀土等元素有变质处理作用，可以有效细化焊缝组织，提高韧性。

华科材料成型原理第十六章思考与练习.docx

第十六章思考与练习1・解释下列概念条件应力；真实应力；理想塑性；弹塑性硬化；刚塑性硬化；Tresca 屈服准则；Mises屈服准则；屈服轨迹；龙平面；等向强化。

答:条件应力：室温下在万能材料拉伸机上准静态拉伸（g<2xi（r3/s）标准试样，记录下来的拉伸力p与试样标距的绝对伸长山之间的关系曲线称为拉伸图。

若试样的初始横截面面积为人，标距长为厶，则条件应力久p真实应力试样瞬时横截而A上所作用的应力Y称为真实应力，亦称为流动应力。

A屈服准则是材料质点发生屈服而进入塑性状态的判据，也称为塑性条件。

Tresca屈服准则:1864年法国工程师H. Tresca提出材料的屈服与最大切应力有关，即当材料质点屮最大切应力达到某一•定值时，该质点就发生屈服。

或者说，质点处于塑性状态吋，其最大切应力是不变的定值，该定值取决于材料的性质，而与应力状态无关。

所以Tresca屈服准则乂称为最大切应力不变条件，当时，贝I」七空=c 或5一6=6 密塞斯（Von Mises）屈服准则：即当等效应力达到定值吋，材料质点发生屈服。

材料处于塑性状态时，其等效应力是不变的定值，该定值取决于材料的性质，而与应力状态无关。

表达式如下：<7 = -J= J（CF] _6）+（6 _6）~ +（6 _5）2 = C常数。

根据单向拉伸实验确定为0 S,于是Mises屈服准则可写成：（°一 6 尸 +（6 —6 ）2 +（6 —0尸=2（T s2. 如何用单向拉伸试验绘制材料的真实应力-应变曲线？有哪些常见的简化形式？答：①真实应力试样瞬时横截面A 上所作用的应力Y 称为真实应力，亦称为流动应力。

Y = - (16-2)A由于试样的瞬时截面面积与原始截面面积有如下关系：/A(/o + A/)=心P所以丫=1-(1+刃=为(1+刃A )(16-3)② 真实应变设初始长度为/()的试样在变形过程屮某吋刻的长度为/,定义真实应变为=In — = ln(l +g)③ 真实应力-应变曲线在均匀变形阶段，根据式(16-3)和(16-4)将条件应力-应变曲线直接变换成真实应力-应变曲线，即丫-曲线，如图16-2 所示。

华科材料成形原理2012真题

教材是《材料成形原理》吴树森、柳玉起机械工业出版社 2012真题：
一、名词解释基本上都是课本上面的。

（共9个，每个3分）
宏观偏析、焊接残余变形、刚塑性假设、反应性气孔、体积凝固、加工硬化、屈服轨迹
二、问答题（每道题10分左右）
1、充型能力的含义，影响因素以及提高措施
2、成分过冷判据及平面生长
3、规则共晶及片层间距，而不仅仅是
4、细小等轴晶形成原理及措施
5、HAZ 热影响区组织分布（154页低碳钢）
6、焊接裂纹机理（铁锈增氧）
7、N 的危害
8、含硫热裂纹的形成机理（这题的分比较重）
9、两个屈服准则的表达式、物理意义、相差最大时的应力特点
10、11年最后一题的简化（见下图）
三、计算题（每题12分左右）
1、主应力及方向计算（跟252页的方法一样，只是数字改了。

这道题目的数字出错了，我当时也很无语，真题居然也有错）
2、薄壁圆筒拉伸求应力张量和应变张量（薄壁圆筒也就那几种，总结一下真题）
考完第二天就把题目全部写下来了，写得不够详细。

先只说这么多了。

我的专业课过了140分。

如果想要交流答案以及《材料成形原理》复习方法的学弟学妹加QQ352935717 资料贩子勿扰！！。

华科材料成形原理习题集.docx

材料成形理论基础习题第一部分液态金属凝固学2.1 纯金属和实际合金的液态结构有何不同？举例说明。

2.2 液态金属的表面张力和界面张力有何不同？表面张力和附加压力有何关系？2.3 液态合金的流动性和冲型能力有何异同？如何提高液态金属的冲型能力/ 2.4 钢液对铸型不浸润，θ＝180°，铸型砂粒间的间隙为0.1cm，钢液在1520℃时的表面张力σ=1.5N/m,密度ρ液＝7500kg/m3。

求产生机械粘砂的临界压力；欲使钢液不粘入铸型而产生机械粘砂，所允许的压头H值是多少？2.5 根据Stokes公式计算钢液中非金属夹杂物MnO的上浮速度，已知钢液温度为1500℃，η＝0.0049N.s/m2,ρ液=7500kg/m3,ρMnO=5400kg/m3,MnO呈球行，其半径r＝0.1mm。

3.1 设想液体在凝固时形成的临界核心是边长为a*的立方体形状;(1)求均质形核时的a*和△G*的关系式。

(2)证明在相同过冷度下均质形核时，球形晶核较立方形晶核更易形成。

3.2 设Ni的最大过冷度为319℃，求△G*均和r*均，已知θm＝1453℃。

L＝-1870J/mol，σLC=2.25×10-5J/cm2,摩尔体积为6.6cm3.3.3 什么样的界面才能成为异质结晶核心的基底？3.4 阐述影响晶体生长的因素。

4.1 用Chvorinov公式计算凝固时间时，误差来源于哪几方面？半径相同的圆柱和球体哪个误差大？大铸型和小铸型哪个误差大？金属型和砂型哪个误差大?4.2 立方体、等边圆柱和球形冒口，试证明球形冒口的补缩能力最强。

4.3 焊接熔池有何特征？对凝固过程有何影响？4.4 何谓凝固过程的溶质再分配？它受哪些因素的影响？4.5 设状态图中液相线和固相线为直线，证明平衡常数k0＝Const。

4.6 Al-Cu相图的主要参数为C E＝33%Cu,C=5.65％, Tm＝660℃,T E＝sm548℃。

《材料成形基本原理》考试复习题

《材料成形原理》期末考试复习焊接成形部分一、名词解释：焊接热影响区；长渣；短渣；先期脱氧；沉淀脱氧；熔合比；残余应力；残余变形；裂纹；热裂纹；冷裂纹；扩散氢；熔合区；区域偏析；微观偏析。

二、问答题：1. 简述焊接区气体的来源？2. 简述氢对焊缝组织性能的影响？3. 简述熔渣在焊接过程中的作用？4. 简述焊接时选用脱氧剂的原则及其主要反应方程式？5. 简述凝固裂纹的种类、特征、影响因素、形成机理及防止措施？6. 简述冷裂纹的种类、特征、影响因素、形成机理及防止措施？塑形成形部分1、已知变形体某点的应力状态为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=40000104004070ij σ（MPa ） 1）、求出主应力1σ、2σ、3σ和球应力张量，偏应力张量，并画出应力莫尔圆。

2）、求出主切应力，最大切应力m ax τ和等效应力σ之值各为多少。

解：1）主应力特征方程为：0400010*******=---σσσ按第3行展开得：()01040407040=---σσσ()()()[]0401070402=--⋅--σσσ()()0160070080402=-+--σσσ ()()090080402=---σσσ()()()0109040=+--σσσ解方程得：901=σ，402=σ，103-=σ403=++=zy x m σσσσ球应力张量为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⋅400004000040ij m δσMPa 偏应力张量为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⋅-=0000304004030'ij m ij ij δσσσMPa 应力莫尔圆为：2）主切应力为：2522112±=-±=σστMPa2523223±=-±=σστMPa5023113±=-±=σστMPa50max =τMPa()()()6.8635021213232221≈=-+-+-=σσσσσσσMPa2、一薄壁管，内径φ80mm ，壁厚4mm ，承受内压p ，材料的屈服点为200=s σMPa ，现忽略管壁上的径向应力（即设0=ρσ）。