材料成型专业考研历年真题

03年攻读硕士学位研究生入学考试试题

卷一

一、问答与证明（5×10=50分）

1．何谓金属的塑性及变形抗力？并分析温度和应力状态对两者的影响。

2．塑性加工摩擦的特点及常见摩擦条件？试分析摩擦的利弊。

3．试导出汉基应力方程。该方程有何意义？

4．用拉伸和压缩试验绘制真实应力应变曲线各有何缺陷？如何修正和避免。

5．证明塑性变形时，变形体中正应变分量之和为零。

二、计算与分析（5×20=100分）

1．已知一点的应力状态⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=1000430312ij σ 试求： （1）主应力；（2）最大剪应力及最大剪应力平面上的正应力；（3）等效应力；

（4）应力球张量；（5）应力偏张量。

2．已知两端封闭的薄壁圆筒，半径为r ，厚度为t ，受内压p 及轴向拉应力σ的作用，试写出Mises 和Tresca 屈服条件，并画出屈服条件图。

3．简述塑性应力应变关系特点，写出增量理论和全量理论并讨论两者异同点。

4．粗糙平板间圆柱体镦粗的变形特点及端面上的应力、应变分布规律。常见缺陷及预防工艺措施？

5．无压边圆筒形件拉延时，凸缘部分为平面应力状态。设板厚为t ，且不考虑摩擦力影响。试用主应力法求出凸缘部分的径向应力r σ和切向应力σθ，并分析提高质量的措施？

卷二

一．名词解释（每题3分，共27分）

1．表面张力和界面张力

2．粗糙界面和光滑界面

3．均匀形核与非自发形核

4．联生结晶

5．变质处理

6．扩散脱氧

7．热应力

8．熔合比

9．微观偏析与宏观偏析

二．简要回答以下问题（从以下10题中选做7题，每题9分）

1．简述凝固界面前沿液相中的温度梯度对纯金属长大方式的影响。

2．合金成分及温度梯度对铸件凝固方式（体积凝固或逐层凝固）的影响？

3．图1为平均成分为C 0的长条铸件在几种不同凝固条件下从左向右凝固后成分

分布的情况，指出各成分分布曲线所对应的凝固条件。

4．低碳钢焊接热影响区由哪几部分组成？简述各区的组织与性能特点。

5．简述氢致裂纹的形成机理及延迟开裂特征。

6．为什么酸性焊条一般采用锰铁作为脱氧剂，而碱性焊条采用多种元素联合脱氧？

7．采用焊前预热，为何能有效降低低合金高强钢的焊接冷裂纹倾向？

8．简述析出性气孔的形成机理及分布特征。

9．简述熔渣的主要构成及在材料成形中的作用。

10．简述缩松的形成机制及其影响因素。

三．问答题（选做2题，每题30分）

1．绘图说明：

（1）单相合金凝固时“成分过冷”的形成条件；

（2）当液相中只有扩展而无对流时的“成分过冷”判据；

（3分析G

L 、V、C

三因素对成分过冷的影响。

2．说明正常单相合金铸件的宏观凝固组织特征并分析各晶区的形成机理。3．形成凝固裂纹的主要因素有哪几个方面？如何防止结构钢焊缝中的凝固裂纹？

04年攻读硕士学位研究生入学考试试题

（报考模具方向考生仅作B 卷，其他方向仅作A 卷）

（A 卷）

一．简答题（共50分）

1．液态金属的“表面张力”及其形成原因（6分）

2．“平衡分配系数”及“偏析系数”（6分）

3．均质形核与非均质形核（6分）

4．析出性气孔形成机理（6分）

5．焊接凝固的“联生结晶”与“择优生长” （6分）

6．“长渣”与“短渣” （8分）

7．正偏析与逆偏析（6分）

8．集中缩孔的形成条件及原因（6分）

二．分析及问答题：

1．设合金在“固相无扩散，液相为有限扩散”的条件下从左到右进行凝固，请画出以下两图中的溶质分布情况：（12分）

（1）固、液两相的溶质分布曲线（左图）；

（2）凝固结束后整个固相中的溶质分布曲线（右图）

注意：在左图以算式标出：开始凝固的固相浓度、液固界面上液相浓度

2．公式）（νηκαm m T H ∆=中，α为Jackson 因子，m m

m S T H ∆=∆为熔融熵，η为晶体表面的原子配位数，ν为晶体内部的原子配位数。请回答下面问题：（共20分）

（1）某物质α2≤,液-固界面固相一侧的微观界面结构的类型及其特征如何？该物质微观生长方式及其特征又如何？（8分）

（2）从热力学角度，物质的熔融熵高低与上述界面结构有何关系？（4分）

（3）从晶体学角度，晶面指数（低指数面为密排面）与上述微观界面结构有何关系？（4分）

（4）对α>2的物质，过冷度对晶体的微观生长方式有何影响？为什么？（4分）

3．根据成分过冷判别式（在“固相无扩散，液相为有限扩散”条件下）讨论溶质原始含量C 0、晶体生长速度R 、界面前沿液相中的温度梯度G L 对成分过冷程度

的影响，并以图示及文字描述他们对结晶形貌的影响。

4．从“型壁晶粒脱落”观点分析铸件内部等轴晶的形成机理及影响因素。（12分）

5．在一定温度下，熔渣中（FeO ）与液态钢中[FeO]的平衡浓度符合分配定律：[FeO]

FeO L ）（=。 请回答：（16分）

（1）温度及碱度对熔渣的氧化性影响规律和原因？（6分）

（2）有人认为碱性焊条的焊缝含氧量比酸性焊条高，对否？为什么？（5分）

（3）焊接熔池的扩散脱氧，熔渣的性质对脱氧效果有何影响？为什么？（5分）

6．分析氢致裂纹的特征和机理。为什么焊前预热与立即后热可以有效地防止氢致裂纹倾向？（20分）

（B 卷）

一、问答与证明（50分）

1．何谓金属的塑性与变形抗力？举例分析提高金属塑性和降低变形抗力的工艺措施。

2．画出理想钢塑性、弹塑性曲线硬化的真实应力-应变曲线，并写出其方程？

3．什么叫最小阻力？举例分析最小阻力定律在塑性成形流动控制中的应用。

4．试导出汉基应力方程，该方程有何意义？

5．证明平面变形的应力状态等于纯切叠加球张量。

二、计算与分析（100分）

1．已知 ⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡=104010407ij σMpa 试求 （1）主应力

（2）最大切应力及面上正应力

（3）应力球张量

（4）主应变增量之比

（5）Mises 屈服应力

2画出平面应力状态Tresca 和Mises 屈服准则的屈服轨迹，标出各点应力大小，并分析两准则的误差原因？

3．简述塑性应力应变关系特点，写出增量理论和全量理论，并讨论两者异同点。

4．已知两端封闭的长薄壁管，半径r 、壁厚t ，受内压p 作用而引起塑性变形，材料各向同性，忽略弹性变形，试问周向、轴向和径向应变增量之间的比值。

5．已知一特长矩形板，宽a 、高h 、长L （L>a ），设整个接触面上S 5.0=τ（S 为真实流动应力），求矩形板镦粗时的单位流动压力p ，并画出接触面上的切应力、正应力分布。