机械制造基础12-14

第12章

什么是液态合金的流动性？影响合金流动性的因素有哪些？它与液态合金的充型能力有何关系？为什么铸钢的充型能力比铸铁差？液态合金的流动能力成为流动性。化学成分、铸型的结构和性质、浇注条件。液态合金的流动性好，易充满型腔，有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩；流动性差，则充型能力差，铸件易产生浇不到、冷隔、气孔和夹渣等缺陷。钢的含碳量比铁低，铸铁的结晶温度区间比铸钢大，凝固过程中的固液断面固液相区的宽度增加，流动性更好，所以充型能力好。

缩孔和缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？缩孔和缩松使铸件手里的有效面积减小，而且在孔洞处易产生应力集中，可使铸件力学性能大大减低，以致成为废品。缩孔是铸件最后凝固部位容积较大的孔洞，采用顺序凝固加冒口的方法就可以防止，但缩松是分散在铸件没区域内的细小缩孔，分部面积很大，所以不好防止

什么是顺序凝固原则和同时凝固原则？两种凝固原则各应用于哪种场合？所谓顺序凝固是使逐渐远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口凝固同时凝固原则是尽量减少铸件各部位间的温度差，使其均匀的冷却加冒口，安防冷铁。这两种凝固方式适合于收缩率较小的灰铁件铸造。铁水在砂型里面凝固的时候，顺序凝固一般都是薄壁部分先凝固，厚壁的部分后凝固，也就是铸件壁厚凝固冷却速度有差异；而同时凝固指的是铸件所有壁厚凝固冷却速度温差较小，一般会在热节部位采用冷铁激冷的方式，迫使热节部位快速凝固，这种凝固方式适合于薄壁、壁厚较均匀的铸件。同时凝固原则适用铝青铜，铝硅合金和铸钢件。顺序凝固适用灰铸铁，锡青铜等

第13章

影响金属的锻造性能的因素有哪些？提高金属锻造性能的途径是什么？材料性质的影响(化学成分、金属组织)加工条件的影响(变形温度、变形速度、应力状态)在压力加工过程中，要根据具体情况，尽量创造有利变形条件，充分发挥金属塑性，降低其变形抗力，以达到塑性成形加工的目的。什么是纤维组织？纤维组织的存在有何意义？在冷变形过程中，晶粒沿变形方向拉长而形成的组织称为纤维组织。纤维组织的存在使金属在性能上具有了方向性，沿纤维方向塑性和韧性提高；垂直纤维方向塑性和韧性降低。纤维组织的稳定性很高，故在制造零件时，应使纤维沿轮廓方向分布。直径300的低碳钢板能否一次拉伸成直径100的圆筒？为什么？应如何处理？不能；100/300=0.33<0.5~0.8；可采用多次拉伸工艺，在一两次拉伸后，应安排工序间的退火工序。

影响金属锻造性能的主要因素是什么？主要取决于金属的塑性大小

热加工对金属的组织和性能有何影响？（1）热加工能使铸态金属中的气孔、疏松、微裂纹焊合，提高金属的致密度；减轻甚至消除树枝晶偏析和改善夹杂物、第二相的分布等；提高金属的机械性能，特别是韧性和塑性。

（2）热加工能打碎铸态金属中的粗大树枝晶和柱状晶，并通过再结晶获得等轴细晶粒，而使金属的机械性能全面提高。但这与热加工的变形量和加工终了温度关系很大，一般来说变形量应大些，加工终了温度不能太高。

（3）热加工能使金属中残存的枝晶偏析、可变形夹杂物和第二相沿金属流动方向被拉长，形成纤维组织(或称“流线”)，使金属的机械性能特别是塑性和韧性具有明显的方向性，纵向上的性能显著大于横向上的。因此热加工时应力求工件流线分布合理。

重要的轴类锻件在锻造过程中常安排有墩粗工序，为什么？因为锻件存在缩孔宿松等缺陷，合理的镦粗工序能焊合内部缺陷，以满足技术要求。

模锻件为何要有斜度、圆角及冲孔连皮斜度：便于从模膛中取出锻件；圆角：增大锻件强度，使锻造时金属易于充满模膛，避免锻模上的内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，从而提高锻模的使用寿命。

落料模与拉伸模的凸凹模间隙和刃口结构有何不同？为什么？落料模的凸模、凹模的间隙只是要根据所冲压的材料的厚度和材料的性质而定；而拉伸模具的凸模和凹模的间隙则是要加两个所要拉伸材料的厚度。落料的凸凹模的刃口，因为要将材料剪切下来，所以都是尖锐的刀口：而拉伸模的凸模、凹模的刃口，都是圆弧的R，以便于所拉伸材料的流入。拉伸模通常都做成落料拉伸一体的结构形式，将两道工序一次完成。

低碳钢焊缝热影响区包括哪几个部分？简述其组织和性能。热影响区包括半熔化区、过热区、正火区和部分相变区。

1）半熔化区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。加热温度约为1 490～1 530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。

2）过热区紧靠着熔合区，加热温度约为1 100～1 490°C。由于温度大大超过Ac3，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，使塑性大大降低，冲击韧性值下降25%～75%左右。

3）正火区加热温度约为850～1 100°C，属于正常的正火加热温度范围。冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。

4）部分相变区加热温度约为727～850°C。只有部分组织发生转变，冷却后组织不均匀，力学性能较差。

简述酸性焊条、碱性焊条在成分、工艺性能、焊缝性能的主要区别。

1）从焊缝金属力学性能方面考虑，碱性焊条焊缝金属力学性能好，酸性焊条焊缝金属的塑性、韧性较低，抗裂性较差。这是因为碱性焊条的药皮含有较多的合金元素，且有害元素硫、磷、氢、氮、氧比酸性焊条含量少，故焊缝金属力学性能好，尤其是冲击韧度较好，抗裂性好，适于焊接承受交变冲击载荷的重要结构钢件和几何形状复杂、刚度大、易裂钢件；酸性焊条的药皮熔渣氧化性强，合金元素易烧损，焊缝中氢、硫等含量较高，故只适于普通结构钢件焊接。

2）从焊接工艺性考虑，酸性焊条稳弧性好，飞溅小，易脱渣，对油污、水锈的敏感性小，可采用交、直流电流，焊接工艺性好；碱性焊条稳弧性差，飞溅大，对油污、水锈敏感，焊接电源多要求直流，焊接烟雾有毒，要求现场通风和防护，焊接工艺件较差。

填空题：

第十二章

1、铸件的凝固方式有(逐层凝固)，(中间凝固)和(糊状凝固)。其中恒温下结晶的金属或合金以(逐

层凝固)方式凝固，凝固温度范围较宽的合金以(糊状凝固)方式凝固。

2、缩孔产生的基本原因是(液态收缩)和(凝固收缩)大于(固态收缩)，且得不到补偿。防止缩孔的

基本原则是按照(顺序凝固)原则进行凝固。

3、铸造应力是(热应力)，(机械应力)，(相变应力)的总和。防止铸造应力的措施是采用(同时凝固)

原则。

4、在确定浇注位置时，具有大平面的铸件，应将铸件的大平面朝(下)。

5、为有利于铸件各部分冷却速度一致，内壁厚度要比外壁厚度(薄)。

6、铸件上垂直于分型面的不加工表面，应设计出(起模斜度)。

第十三章

1、衡量金属锻造性能的指标是(塑性)，(变形抗力)。

2、锻造中对坯料加热时，加热温度过高，会产生(过热)、(过烧)等加热缺陷。

3、冲孔时，工件尺寸为(凸)模尺寸；落料时，工件尺寸为(凹)模尺寸。

4、画自由锻件图，应考虑(敷料)、(加工余量)及(锻造公差)三因素。

5、板料弯曲时，弯曲部分的拉伸和压缩应力应与纤维组织方向(平行)。

6、拉伸时，容易产生(拉裂)、(起皱)等缺陷。

7、弯曲变形时，弯曲模角度等于工件角度(+/-)(-)回弹角，弯曲圆角半径过小时，工件易产生(弯

裂)。

8、拉伸系数越大工件变形量越(小)，“中间退火”适用于拉伸系数较(小)时。

9、钢在常温下的变形加工是(冷)加工，而铅在常温下的变形加工是(热)加工。

第十四章

1、J422焊条可焊接的母材是(结构钢)，数字表示(焊缝抗拉强度420Mpa,酸性)。

2、焊接熔池的冶金特点是(熔池温度高，熔池凝固快)。

3、直流反接指焊条接(阳)极，工件接(阴)极。

4、按药皮类型可将电焊条分为(酸、碱)两类。