材料成型

一、填空题

1、材料成形的方法主要有4种，分别为：、、和。P1

2、自然界的物质可以呈现出三种状态，即、和，这三种状态之间变化时都发生着相变，例如：由气态转变为液态将产生的相转变；由气态转变为固态将产生的相转变；

由液态转变为气态将产生的相转变；由液态转变为固态将产生的相转变；由固态转变为气态将产生的相转变；由固态转变为液态将产生的相转变。P8

3、由金属熔化过程的分析可知，纯金属的液态结构由：、和组成。P11

4、影响液态金属表面张力的因素主要有：、和。P16

5、液态成形是将熔化的金属或合金在的作用下注入，待其后获得与相同的铸件的一种成形方法，主要成形方法有：、、等。P23

6、晶体宏观长大方式取决于的温度分布，即温度梯度。在结晶界面前方存在两种温度梯度，即和，当温度梯度为正时，晶体以方式长大，当温度梯度为负时，晶体以方式长大。P45

7、铸件典型的宏观组织有、和。P87

8、在金属铸造过程中，按气体来源不同，气孔可分为三类，分别是、和；按照气体种类，气孔可分为三类，分别是、和；P95

9、液态金属在凝固过程中发生的化学成分不均匀现象称为，根据出现的范围不同，主要分为和两大类。P114

10、铸件在冷却过程中产生的应力，按产生的原因可分为、和

三类。P118

11、根据焊接工艺特点，一般将焊接方法分为 、 和 三类。P136

12、熔焊的焊接接头一般可分为 、 、 和 四大区域。P138

13、在焊接凝固过程中，凝固组织的形态具有柱状晶及其多种亚结构，通常有 、 、 以及 、 、 等多种形态。P146

13、在普通的焊条电弧焊接过程中，大体可分为三个冶金反应区： 、 、 。P158

14、内应力是在 的条件下，平衡于 的应力，按其产生原因可分为三种，即： 、 、 。P182

15．金属塑性成形基本假设包括：各向同性的 、 、 、变形体在表面力作用下处于 、 、 。P233

16．材料进入塑性状态后，应力与应变之间的关系是 非线性 的，并且不再保持弹性阶段的那种单值关系，而与 加载历史 有关。

17．屈服准则的一般形式为C =)(ij σf 、0),,,,,(zx yz xy z y x =τττσσσf 。

18．材料塑性应力与应变关系称为材料塑性 本构关系 ，其数学表达式称为 本构方程 。材料塑性变形时，应力不仅与应变有关，还与材料 变形历史 、 组织结构 等因素有关

19．塑料在注塑机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔，其过程可以分为 充模 、 压实 、 保压 、 倒流 和 冷却 五个阶段。

20. 粉末粒度越小，其流动性也就越 差 ，狭窄的模腔充填过程就越 困难 。粉末粒度越小，其松装密度就越 低 ，在压模中充填容积就 大 。

二、 简答题

1、材料成形的方法主要有哪几种？分别给出各自的定义并列写出一些常用的加工工

艺：P1

1.除去加工法：通过将块体材料的一部分去除掉，剩余的材料得到一定的形状。常用加工工艺有切削，磨削，电火花，电解，束流，腐蚀等

2.连接加工法：通常将材料附着或连接等方法造出形状来。常用加工工艺有焊接，粘结，熔射，电镀等

3.变形加工法：通过改变材料的形状而造型的方法，使材料变形而赋予形状，一般是通过模具或工具对材料施加压力，材料变形流入型腔而复制出相同形状部件的方法。常用加工工艺金属塑性加工等

4.液态及粉末成型加工法：通过将材料熔化，浇注成型，或粉末材料压制，烧结成型的方法。常用加工工艺有铸造，注射成型和粉末冶金等。

2、根据金属熔化过程的分析，纯金属的液态结构由什么组成？在纯液态金属中，原子的排列规律是什么？“结构起伏”的定义是什么？P11

答：纯金属的液态结构由原子集团，游离原子，和空穴组成

原子的排列规律是近程有序，在更大的范围内，原子排列没有规律性

结构起伏”的定义：原子集团与空穴的变化现象

3、表面张力的定义及其产生原因？影响液态金属表面张力的主要因素及其影响规律是

什么？液态金属的表面张力和界面张力有何不同？P15-18

表面张力：是液体（固体也有）表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力

产生原因：液体内部分子或原子受力不均匀，结果产生指向液体内部的合力，这是表面张力产生的根源。表面张力是质点间作用力不平衡引起的。

主要因素：熔点，温度，溶质元素。

影响规律：熔点：原子间结合力大的物质，其熔点，沸点高，其表面张力往往越大温度：其大多数的合金元素和合金，其表面张力随着温度的升高而降低。

溶质元素：正吸附的溶质元素为表面活性元素，使表面张力降低

负吸附的溶质元素为非表面活性元素，使表面张力提高

表面张力与界面张力的差别在于后者泛指两相之间的交界面，而前者特指液体或固体与气体之间的交界面，但更严格说，应该是指液体或固体与其蒸汽的界面。广义上说，物体（液体或固体）与气相之间的界面能和界面张力为物体的表面能和表面张力。

当两个相共同组成一个界面时，其界面张力的大小与界面两侧（两相）质点间结合力的大小成反比，两相质点间结合力越大，界面能越小，界面张力就越小；两相间结合力小，界面张力就大。相反，同一金属（或合金）液固之间，由于两者容易结合，界面张力就小

4、液态金属的流动性和充型能力的概念分别是什么？两者之间的关系是什么？P23

流动性：液态金属的本身的流动能力

充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力

两者之间的关系：液态合金的充型能力合金的流动性越好，充型能力越强，愈便于浇铸出轮廓清晰的、薄而复杂的铸件，反之，其充型能力越差。

5、测试液态金属流动性的方法主要有哪几种？并简述其停止流动的机理和过程？

P23-24

方法：浇注螺弦形流动性试样和真空流动性试样。

机理及过程：在过热热量为散尽以前，也以纯液态流动。温度下降到液相线以下时，液流中析出晶体，顺流前进，并不断长大。液流前端不断与冷的型壁接触，冷却最快，晶体数量越多，使金属液粘度增加，流速减慢，当晶粒达到某一临界数量时，便结成一个连续的网络，液体的压力不能克服此网络的的阻力时，发生堵塞而停止流动。

6、均质形核和异质形核的定义及特点分别是什么？两者之间的区别是什么？P41