机械制造基础作业汇总 (3)

1.何谓合金的铸造性能？可以用哪些性能来衡量？铸造性能不好会引起哪些缺陷？

①铸造性能是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力；

②充型能力、收缩性等来衡量。

③充型能力不好，铸件易产生浇不到、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺陷；收缩是造成缩孔、缩松、应力、变形和裂纹的基本原因;

2. 简述熔模铸造、压力铸造的工艺过程、特点和适用范围。

熔模铸造：

熔模铸造工艺过程:熔模铸造主要有以下过程：制造压型、制造熔模、制造型壳、脱模、焙烧、浇注、清理。

熔模铸造特点：

1）铸件的精度和表面质量高；尺寸公差IT11∼IT14，Ra12.5∼Ra1.6；

2）可制造形状较复杂的铸件；

3）适用于各种合金铸件，尤其是高熔点和难以加工的高合金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。

4）工艺过程较复杂，生产周期长，使用费和消耗的材料费较贵，多用于小型零件。

熔模铸造适用范围：熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合金及有特殊要求的精密铸件；主要用于汽轮机、燃汽轮机叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件的生产。

压力铸造：

压力铸造的特点

优点：

1）铸件的尺寸精度高，表面粗糙度小，尺寸公差IT11 ∼IT15，Ra3.2∼Ra0.8；

2）可压铸形状复杂的薄壁精密铸件，如可直接铸出螺纹、齿形；

3）压铸件在高压下结晶，组织致密，力学性能好，其强度比砂型铸件提高25%∼40%；

4）生产率很高，生产过程易于机械化和自动化。

缺点：

1）压铸时，高速液流会包住大量空气，凝固后在铸件表皮下形成许多气孔，故不能太多加工和热处理。

2）设备投资大，生产准备周期长，只适于大量生产。

压力铸造的适用范围:

压力铸造主要用于生产铝、锌、镁等有色合金铸件，如发动机缸体、缸盖、箱体、支架等。

3.常用铸造合金有哪些？

（1）铸铁(2) 铸钢（3）铸造铝合金(4)铸造铜合金

4. 什么是铸造结构工艺性？为了满足金属的铸造性能，铸造结构应该考虑哪些要求？(1)概念：指所设计的零件在满足使用要求前提下，铸造成形的可行性和经济性，即铸造成形难易程度。良好的铸件结构应满足金属的铸造性能和铸造工艺性。

(2)铸件结构必须满足金属铸造性能要求，否则可能产生浇不足、冷隔、气孔、缩松、变形和裂纹等缺陷！应有如下考虑：1)铸件壁厚的设计(合理壁厚)2）铸件壁厚应均匀，避免厚大截面，并防止壁厚的突变。铸件壁间连接的设计3）避免铸件收缩受阻的设计4）防止铸件翘曲变形的设计。

5.锻造流线的存在对金属机械性能有何影响，在零件设计中应注意哪些问题？

锻造流线使金属的机械性能呈各向异性，平行于纤维方向塑性和韧性增加，垂直于纤维方向则下降。

锻造流线的稳定性很高，而且用热处理不能消除。故在设计和制造易受冲击载荷的零件时：

必须考虑锻造流线的方向，使最大正应力与流线方向一致，切应力或冲击应力与流线方向垂直；使锻造流线的分布与零件的外形轮廓相符合，而不被切断。

6.试述金属的锻造性能及其影响因素。

(1) 金属的锻造性能是用来衡量金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度，是金属的工艺性能指标之一。常用金属的塑性和变形抗力两个因素来综合衡量，塑性越好，变形抗力越小，则锻造性能越好。

(2) 影响因素：1、金属本质的影响1）金属的化学成分2）金属的组织状态2、金属的变形条件1）变形温度2）变形速度3）变形时的应力状态

7、试述单晶体和多晶体塑性变形的实质。

单晶体的塑性变形: 有两种方式：滑移变形和双晶变形

多晶体塑性变形的实质:晶粒内部发生滑移和孪晶（为主）；

同时晶粒之间发生滑移和转动（少量）。

8.焊接接头包括哪几部分？低碳钢焊接接头各部分的性能如何？

(1)焊缝区、熔合区和热影响区统称为焊接接头。

(2)焊缝区的组织和性能:

焊缝组织是由熔池金属冷却再结晶后得到的铸态组织。熔池金属的结晶一般从液固交界处形核，垂直于熔池侧壁向熔池中心长成为柱状晶粒，低熔点杂质被推向最后结晶部位，形成偏析，组织不致密。由于熔池冷却快，使柱状晶粒有所细化，因此，柱状晶粒并不很大，此外焊条化学成分控制严格，碳、硫、磷杂质含量较低，并含有一定合金元素，能产生合金化作用，相当于小熔池炼钢，使焊缝化学成分优于母材，所以焊缝的性能一般不低于母材。熔合区的组织和性能:

熔合区处于液相线与固相线之间，熔化金属与未熔化金属共存，冷却后，其组织为部分铸态组织，部分过热组织，化学成分和组织极不均匀，因而塑性差，强度低，脆性大。此区域较窄，只有0.1~0.4mm，是焊接接头中力学性能最薄弱部位。

过热区的组织和性能:

最高加热温度在固相线至11000C之间，奥氏体晶粒严重长大，冷却后得到晶粒粗大的过热组织。塑性和韧性差，是热影响区中力学性能最差的部位，过热区宽度约为1~3mm。

9.焊接应力和变形有哪些危害，产生原因?

焊件在焊接过程中受到局部加热和冷却是产生焊接应力和变形的主要原因。

焊接应力：

1）增加结构工作时的应力，降低承载能力；

2）引起焊接裂纹，甚至脆断；

3）促使产生应力腐蚀裂纹；

4）残余应力衰减会产生变形，引起形状、尺寸不稳定。

焊接变形：

1）使工件形状尺寸不合要求；2）影响装配质量；

3）矫正焊接变形很费工时，增加成本，降低接头塑性；

4）使结构形状发生变化，并产生附加应力，降低承载能力。

10、何谓粉末冶金？粉末冶金的主要工序有哪些？

(1)粉末冶金是以金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)为原料，通过成形、烧结或热成形制成金属制品或材料的一种冶金工艺技术。

(2) 主要工序：①粉末制备②粉末混合③成形工序④烧结⑤后序处理⑥清洗包装

11、粉末冶金模具主要有哪几种类型？

1.单向压模

2.双向压模