金属工艺学第五版课后答案

金属工艺学第五版课后答案

1、说明σS 、σ0.2 、σb、σ－1 、δ％、αk、45-50HRC、300HBS的名称含义

答案：见教材。45-50HRC表示洛氏硬度为45-50；300HBS表示布氏硬度为300.

2、解释应力与应变的概念

答：应力：物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。应变：物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体，比较变形前后单元体大小和形状的变化。

1、说明晶粒粗细对力学性能的影响。

一般情况下，晶粒越细小，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。

因为晶粒越小，晶界越多。晶界处的晶体排列是非常不规则的，晶面犬牙交错，互相咬合，因而加强了金属间的结合力。工业中常用细化晶粒的方法来提高金属材料的机械性能，称为细晶强化。

晶粒的大小与过冷度和变质处理密切相关：

过冷度：过冷度越大，产生的晶核越多，导致晶粒越细小。通常采用改变浇注温度和冷却条件的办法来细化晶粒。

变质处理：也叫孕育处理。金属液中晶核多，则晶粒细小。通常采用浇注前添加变质剂的办法来促进晶核产生，以拟制晶粒长大。

2、你如何理解相与组织，指出Fe -C状态图中的相与组织。

相与组织

相是指材料中结构相同、化学成分及性能同一的组成部分，相与相之间有界面分开。“相”是合金中具有同一原子聚集状态，既可能是一单相固溶体也可能是一化合物；组织一般系指用肉眼或在显微镜下所观察到的材料内部所具有的某种形态特征或形貌图像，实质上它是一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体的总称。因此，相与组织的区别就是结构与组织的区别，结构描述的是原子尺度，而组织则指的是显微尺度。

合金的组织是由相组成的，可由单相固溶体或化合物组成，也可由一个固溶体和一个化合物或两个固溶体和两个化合物等组成。正是由于这些相的形态、尺寸、相对数量和分布的不同，才形成各式各样的组织，即组织可由单相组成，也可由多相组成。相组成物与组织组成物是人们把在合金相图分析中出现的“相”称为相组成物，出现的“显微组织”称为组织组成物。

组织是材料性能的决定性因素。在相同条件下，不同的组织对应着不同的性能。

Fe -C状态图中的相与组织

1). 铁碳合金基本相

铁素体奥氏体渗碳体

2). 铁碳合金基本组织

三种单相组织；三种双相组织

铁碳合金基本组织

组织定义符号 C溶解度 /% 结构性能特点

单

项铁素体 F 0～0.02 体心立方软、韧

奥氏体 A 0～2.11 面心立方塑性好

渗碳体Fe3C =6.69 斜方硬、脆

双

项珠光体P =0.77 体心立方+斜方综合性能好

高温莱氏体Ld =4.3 面心立方+斜方硬、脆

低温莱氏体L′d =4.3 体心立方+斜方硬、脆

3、说明F、A、 Fe 3C、P的名称、含碳量、晶体类型及力学性能特征。

F：铁素体，含碳量0.006%—0.0218% 体心立方晶格力学性能

特征见教材p16倒一段。

A：奥氏体，含碳量，<2.11% ，727℃时含碳量为0.77%，面心

立方晶格力学性能特征见教材p17第六行。

Fe 3C：渗碳体，含碳量为6.69%，金属化合物，复杂的正交晶格，力学性能特征：硬度很高HBW＝800，塑性、韧性几乎为零，脆

性很大，延伸率接近于零。

P：珠光体，含碳量为0.77％，铁素体和渗碳体组成的机械混合物。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物。力学性

能特征介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750

~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好σ

b=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J

.

4、依Fe -C状态图分析缓慢冷却条件下45钢和T10钢的结晶过程

与室温组织，并划出各自的冷却曲线。

答案：45钢为亚共析钢，其结晶过程与室温组织，冷却曲线参考课

件中亚共析钢部分

T10钢为过共析钢，其结晶过程与室温组织，冷却曲线参考

课件中亚共析钢部分

1、何谓退火和正火？两者的特点和用途有什么不同？

退火是将钢件加热到Ac1或Ac3以上（30~50℃），保温一段时间，然后再缓慢的冷却（一般用炉冷）。

正火是将钢件加热到Ac3或Acm以上（30~50℃），保温一段时间，然后在空气中冷却，冷却速度比退火稍快。

退火与正火的主要区别是：

正火是完全退火的一种变态或特例，二者仅是冷却速度不同，通

常退火是随炉冷而正火是在空气中冷却，正火既适用于亚共析钢也

适用于过共板钢，对于共析钢，正火一般用于消除网状碳化物；对

于亚共析钢，正火的目的与退火基本相同，主要是细化晶粒，消除

组织中的缺陷，但正火组织中珠光体片较退火者细，且亚共析钢中

珠光数量多铁素体数量少，因此，经正火后钢的硬度、强度均较退

火的高，由此可知，在生产实践中，钢中有网状渗碳体的材料需先

经正火消除后方可使用其他工艺，而对热处理后有性能要求的材料，则据要求的不同及钢种不同选择退火工艺，如：要求热处理后有一

定的强度、硬度，可选择正火工艺；要求有一定的塑性，尽量降低

强度、硬度的则应选择退火工艺。

生产上常用的退火操作种类

（1）完全退火（俗称退火）主要用于亚共桥钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材，有的也用做焊接结构件，其目的是细化晶粒，改善

组织，消除残余应力，降低硬度、提高塑性，改善切削加工性能，

完全退火是一种时间很长的退火工艺，为了缩短其退火时间，目前

常采用等温火的工艺来取代完全退火工艺，同完全退火比较，等温

火的目的与完全退火相同，但它大大缩短了退火时间。

（2）球化退火主要用于过共析钢及合金工具钢（如刀具、量具、模具以及轴承等所有钢种）。其目的主要是降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。

（3）去应力退火（又称低温退火）主要用来消除铸件、锻件及焊接件、热轧件等内应力。

（4）再结晶退火用来消除冷加工（冷拉、冷冲、冷轧等）产生的加

工硬化。目的是消除内应力，提高塑性，改善组织。

（5）扩散退火主要用于合金钢，特别是合金钢的铸件和钢锭。目的

是利用高温下原子具有较大的扩散能力来减轻或消除钢中化学成分

不均匀的现象。

2、钢淬火后所获得的马氏体组织与铁素体有何相同和不同之处？钢

中的马氏体组织表现出什么特性？

在钢中马氏体和铁素体具有相同的结构，都是碳在a铁中的固溶体，但马氏体是碳在a铁中的过饱和固溶体，铁素体是碳在a铁中的间

隙固溶体。

马氏体中过饱和溶解有碳元素，所以它可以很硬，实际上低碳马氏

体的硬度并不高。马氏体中还有大量位错和其它亚结构，也是使它

硬度增大的因素，马氏体的三维组织形态通常有片状或者板条状，

但是在金相观察中（二维）通常表现为针状。高的强度和硬度是钢

中马氏体的主要特征之一。

3、钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的加热温度规范、目的

和应用有什么不同？

淬火后的马氏体加残余奥氏体组织，是一种不稳定的组织，如果碰

到适宜的条件，会随时发生转变，引起零件形状和尺寸的变化，这

对机械零件配合的要求(一般情况下，淬火部位大多数是配合面)来

说是不允许的。因为不管什么零件，一旦成形后，我们总希望它尺

寸稳定。零件淬火后有较大的热应力和组织应力存在，如果不及时

消除这些应力，就会进一步扩展；而这种应力又往往分布在尖角、

缺口、孔眼等部位，形成应力集中。应力的集中和扩展，会使零件

变形和开裂，所以应当及时消除应力。有部分零件需要通过热处理

来提高它的机械性能，如强度、韧性等，使它在运转过程中具有一

定的抗力，以保证较长的使用寿命。这样的热处理往往安排在粗加

工之后。要满足零件机械性能的要求，使它有良好的切削加工性能，还必须把淬火后得到的含碳过饱和的马氏体作回火处理，使碳原子

析出形成粒状的渗碳体，从而得到回火索氏体或回火屈氏体等组织。综上所述，为了稳定组织，稳定尺寸，及时消除内应力，避免变形

和裂纹的产生；为了调整组织，使零件具有良好的加工性能和使用

性能，就必须将淬火后的零件及时地进行回火。

回火操作一般可分三类：即高温回火，指温度在A1线以下至500℃

范围内的回火；中温回火，指温度在250一500℃范围内的回火；

低温回火，指温度在250℃以下的回火。高温回火的目的是为了获

得回火索氏体或珠光体为主的组织，以得到良好的综合机械性能(既有较高的硬度、强度，又有较好的塑性、韧性)。所以高温回火常作为调质工序，(即淬火加高温回火)此外也可用于不淬火状态下的零件，以消除应力，预防变形的处理，如焊接结构件消除焊接应力的

处理。高温回火还作为表面淬火返工处理的中间工序，以消除应力，降低硬度，代替退火工序。高温回火用在正火后，则常常是为了降

低硬度、改善切削加工性能。高温回火还可以用来作复杂零件和高

合金钢制造的零件在热处理前(包括渗碳等)的预处理工序。中温回火能保证零件有较高的弹性极限和抗疲劳强度，这时零件的金相组

织是回火屈氏体或回火索氏体。根据这种特性，中温回火常用于弹簧、高强度齿轮、锤扦、模具、高车(俗称天车、行车)车轮及其它

车轮踏面的热处理。低温回火所得到的组织是回火马氏体或回火马氏体加回火屈氏体。一般说来，这种回火不降低或少降低硬度，它

的目的主要是为了消除应力，故对于要求高硬度、高耐磨性的零件

如高速齿轮、铀承等零件都采用这种回火。

调质即淬火和高温回火的综合热处理工艺。调质件大都在比较大的

动载荷作用下工作，它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的

作用，有的表面还具有摩擦，要求有一定的耐磨性等等。总之，零

件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结

构件，如轴类、连杆、螺栓、齿轮等，在机床、汽车和拖拉机等制

造工业中用得很普遍。尤其是对于重型机器制造中的大型部件，调

质处理用得更多．因此，调质处理在热处理中占有很重要的位置。

4、说明锯条、汽车钢板弹簧、车床主轴、变速箱齿轮、发动机曲轴的最终热处理工艺。

锯条：退火后加工成型，再淬火+低温回火>端部发蓝处理（防锈）

汽车钢板弹簧：油淬+中温回火

其余见教材P35表1-8

发动机曲轴：曲轴的热处理关键技术是表面强化处理。球墨铸铁曲

轴一般均采用正火处理，为表面处理做好组织准备，表面强化处理

一般采用感应淬火或氮化工艺+回火。锻钢曲轴则采用轴颈与圆角淬

火工艺+回火。

1、金属液态成形有何最突出的优点？通常有哪些液态成形方法？

金属液态成形具有如下最突出的优点：

（1）可制造出内腔、外形很复杂的毛坯。如各种箱体、机床床身、汽缸体、缸盖等。

（2）工艺灵活性大，适应性广。液态成型件的大小几乎不限，

其重量可由几克到几百吨，其壁厚可由0.5mm到1m左右。工业上凡

能溶化成液态的金属材料均可用于液态成型。对于塑性很差的铸铁，液态成型是生产其毛坯或零件的唯一的方法。

（3）液态成型件成本较低。液态成型可直接利用废机件和切屑，设

备费用较低。同时，液态成型件加工余量小，节约金属。

通常的液态成形方法：

通常分为两大类：砂型铸造成形工艺和特种铸造成形工艺（如：金

属型铸造、熔模铸造、压力铸造、低压铸造、实型铸造、离心铸造等）

2、金属铸造工艺性能主要以何种物理特性来表征？其影响因素如何？请分别予以分析？

金属铸造工艺性能主要以液态金属的充型能力来表征。

影响液态金属充型能力的因素有：合金的流动性，铸型性质，浇注

条件，铸件结构等。

合金的流动性是指金属液的流动能力。流动性越好的金属液，充

型能力越强。

铸型性质的影响：

（1）铸型材料铸型的蓄热系数大，充型能力越差。

（2）铸型温度铸型温度越高，充型能力越强。

（3）铸型中的气体

浇注条件的影响

（1）浇注温度：一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。

（2）充型压力：压力越大，充型能力越强。

（3）浇注系统结构结构复杂，流动阻力大，充型能力差。

铸件结构的影响：

（1）铸件壁厚厚度大，热量散失慢，充型能力就好。

（2）铸件复杂程度结构复杂，流动阻力大，充型困难。

3、铸造凝固方式，根据合金凝固特性分成哪几类？它们对铸件质量将分别产生什么影响？

铸造凝固方式，根据合金凝固特性分成逐层凝固、糊状凝固、中间

凝固。合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固；凝固区域愈宽，愈倾向于糊状凝固；对于一定成分的合金，结

晶温度范围已定，凝固方式取决于铸件截面的温度梯度，温度梯度

越大，对应的凝固区域越窄，越趋向于逐层凝固。

对铸件质量影响较大的主要是液相和固相并存的凝固区域的宽窄，

铸件的凝固与铸造缺陷的关系：一般说来，逐层凝固有利于合金的

充型及补缩，便于防止缩孔和缩松；糊状凝固时，难以获得组织致

密的铸件，如果凝固和收缩得不到合理的控制，铸件内部就会出现

缩孔、缩松、铸造应力、变形、裂纹等缺陷。

4、金属液态成形中，其收缩过程分为哪几个相互联系的阶段，对铸件质量将产生什么影响？如何防止缩孔和缩松的产生？

金属从液态冷却到室温，要经历三个相互联系的收缩阶段：

液态收缩——从浇注温度冷却至凝固开始温度之间的收缩。

凝固收缩——从凝固开始温度冷却到凝固结束温度之间的收缩。

固态收缩——从凝固完毕时的温度冷却到室温之间的收缩。

收缩导致的铸件缺陷：(1)缩孔和缩松缩松的形成是由于铸件最后

凝固区域的收缩未能得到补足；或者因合金呈糊状凝固，被树枝状

晶体分隔开的液体小区得不到补缩所致。缩松分为宏观缩松和显微

缩松两种。【宏观缩松是用肉眼或放大镜可以看见的小孔

洞，多分布在铸件中心轴线处或缩孔下方。显微缩松是分布在晶粒

之间的微小孔洞，要用显微镜才能看见。这种

缩松分布更为广泛，有时遍及整个截面。显微缩松

难以完全避免，对于一般铸件多不作为缺陷对待；但对气密性、力

学性能、物理性能或化学性能要求很高的铸件，则必须设法减少。】不同的铸造合金形成缩孔和缩松的倾向不同。

逐层凝固合金(纯金属、共晶合金或窄结晶温度范围合金)的缩孔倾

向大，缩松倾向小；糊状凝固的合金缩孔倾向虽小，但极易产生缩松。由于采用一些工艺措施可以控制铸件的凝固方式，因此，缩孔

和缩松可在一定范围内互相转化。

缩孔和缩松的防止：实现“顺序凝固”使铸件从远离冒口的部分到

冒口之间建立一个递增的温度梯度，凝固从远离冒口的部分开始，

逐渐向冒口方向顺序进行，最后是冒口本身凝固。这样就能实现良

好的补缩，使缩孔移至冒口，从而获得致密的铸件。

(2)铸造应力、变形和裂纹（见下一题）

5、何谓铸件热应力和机械应力？它们对铸件质量将产生什么影响？

如何防止铸件变形？

铸件的固态收缩受到阻碍而引起的应力，称为铸造应力。

热应力：由于铸件各部分冷却速度不同，以致在同一时期内收缩不

一致，而且各部分之间存在约束作用，从而产

生的内应力，称为热应力。铸件冷却至室温后，这种热

应力依然存在，故又称为残余应力。

机械应力：是由于铸件的收缩受到机械阻碍而产生的，是暂时性的，只要机械阻碍一消除，应力也随之消失。

铸造应力的存在会带来一系列不良影响，诸如使铸件产生变形、裂纹，降低承载能力，影响加工精度等。

防止铸件变形的途径

①工艺方面

a.使铸件按“同时凝固”原则进行凝固。为此，应将内浇道开设在

薄壁处，在厚壁部位安放冷铁，使铸件各部分温差很小，同时进行

凝固，由此热应力可减小到最低限度。应该注意的是，此时铸件中

心区域往往出现缩松，组织不够致密。

b.提高铸型和型芯的退让性，及早落砂、打箱以消除机械阻碍，将

铸件放入保温坑中缓冷，都可减小铸造应力。

②结构设计方面

应尽量做到结构简单，壁厚均匀，薄、厚壁之间逐渐过渡，以减小

各部分的温差，并使各部分能比较自由地进行收缩。

③铸件产生热应力后，可用自然时效、人工时效等方法消除。

1、灰口铸铁和白口铸铁在组织和性能上有何区别？

（1）组织区别：白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在，断口呈亮白色。灰口铸铁碳大部或全部以自由状态片状石墨存在，

断口呈灰色。

（2）性能区别：白口铸铁由于有大量硬而脆的Fe3c，故其硬度高、脆性大、韧性差，很难加工。灰口铸铁因石墨存在，具有良好铸造

性能、切削加工性好，减震性、减磨性好。

灰铸铁最适宜制造什么类型和用途的零件毛坯？

根据牌号的不同可分别制造：（1）低负荷和不重要的零件，如防护罩、小手柄、盖板和重锤等；（2）承受中等负荷的零件，如机座、

支架、箱体、带轮、轴承座、法兰、泵体、阀体、管路、飞轮和电

动机座等；（3）承受较大负荷的重要零件，如机座、床身、齿轮、

汽缸、飞轮、齿轮箱、中等压力阀体、汽缸体和汽缸套等；（4）承

受高负荷、要求耐磨和高气密性的重要零件，如重型机床床身、压

力机床身、高压液压件、活塞环、齿轮和凸轮等。

2、孕育铸铁将如何生产？孕育铸铁有何组织和性能特点？

孕育铸铁生产：在浇注前向铁液中加入少量孕育剂（如硅铁和硅钙合金），形成大量的、高度弥散的难熔质点，成为石墨的结晶核心，促进石墨的形核，得到细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨。这种方法称为孕育处理，孕育处理后得到的铸铁叫做孕育铸铁。

孕育铸铁组织和性能特点：组织是细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨；性能特点：强度和韧性都优于普通灰铸铁，而且孕育

处理使得不同壁厚铸件的组织比较均匀，性能基本一致。故孕育铸

铁常用来制造力学性能要求较高而截面尺寸变化较大的大型铸件。

3、铸铁石墨化的意义是什么？影响铸铁石墨化的因素有哪些？

（1）铸铁石墨化的意义：石墨化可将高硬度、性脆的白口铸铁转化为具有较高强度及其他性能的灰铸铁、球铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁。

（2）影响铸铁石墨化的因素：

铸铁的组织取决于石墨化进行的程度，为了获得所需要的组织，关键在于控制石墨化进行的程度。实践证明，铸铁化学成分、铸铁

结晶的冷却速度及铁水的过热和静置等诸多因素都影响石墨化和铸

铁的显微组织。

4、（1）球墨铸铁是如何获得的？

通过在浇注之前，往铁液中加入少量球化剂（通常为镁、稀土镁合

金或含铈的稀土合金）和孕育剂（通常为硅铁），使铁水凝固后形

成球状石墨而获得的。

（2）球墨铸铁有何组织和性能特点？

组织：珠光体+球状石墨或铁素体+球状石墨；即P + F少+G球或F + P少+G球

性能：具有优良机械性能，球铁的强度和韧性比其他铸铁高。

（3）说明球墨铸铁在汽车制造中的应用

东风汽车公司采用铸态珠光体球铁制造曲轴，东风汽车公司与南京

汽车厂分别用铸态铁素体球铁大量制造汽车底盘零件。

5、对比分析铸钢和球墨铸铁在力学性能、铸造性能、生产成本以及应用上的区别。

铸钢的综合机械性能好于球铁，尤其是抗拉强度和抗冲击性能。但

球墨铸铁具有更高的屈服强度和较好的疲劳强度，其屈服强度最低

为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱振动能

力方面，球墨铸铁优于铸钢；球墨铸铁铸造性能好于铸钢；球墨铸

铁比铸钢生产成本低。

球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢，在

机械制造工业中得到广泛应用，甚至能代替锻钢做成曲轴,齿轮等重要零件，抗蚀性能也优于普通铸钢，通常做阀门、减压阀。但在重

型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等，建议使用铸钢。

6、简述铸造非铁合金的种类、性能和应用上的区别。

（1）铸造铜合金

用于生产铸件的铜合金。例如铸造铍青铜和铸造锡青铜，这类合金

塑性极差，不能进行压力加工，有较高的力学性能和耐蚀性,耐磨性较好，可切削性能良好。铸造铍青铜主要用作防爆工具、模具、海

底电缆中继器的结构件、焊接电极等。铸造锡青铜，铸造铝青铜，

铸造黄铜主要用作轴瓦、轴套、衬套、轴承、齿轮、管件等。

（2）铸造铝合金

据主要合金元素差异有四类铸造铝合金。

①铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性

能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大

的合金，含硅量在10％～25％。有时添加0.2％～0.6％镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适

量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于

制造活塞等部件。

②铝铜合金，含铜4.5％～5.3％合金强化效果最佳，适当加入

锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受

大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。

③铝镁合金，密度最小(2.55g/cm3)，强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金，含镁12％，强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。

④铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。

7、举例列表说明各种铸造合金牌号、组织、主要力学性能及其应用。

从教材或课件上的找几种铸造合金（灰铸铁、球铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸钢、铸造铜合金、铸造铝合金）列表。

1．砂型铸造的关键技术包含哪些内容？

合金的熔炼、造型（制芯）方法的选择、型（芯）砂的制备、分型面的选择、工艺参数的确定、浇注位置的确定、浇注系统设计、铸造工艺图的绘制等。

2. 举例说明铸件浇注位置和分型面的选择原则及应用。

浇注位置的选择：

定义--浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。

一般原则：

（1）. 质量要求高的重要加工面、受力面应该朝下

（2）. 厚大部分放在上面或侧面

（3）. 大而薄的平面朝下，或侧立、倾斜

（4）. 应充分考虑型芯的定位、稳固和检验方便

应用举例参见教材或课件

分型面的选择原则

定义--分型面是指铸型之间的结合面；

一般原则：

（1）．便于起模

（2）．减少分型面和活块的数量

（3）．重要加工面应位于同一砂型中

（4）．尽量采用平直的分型面

（5）．减少砂芯数量，同时注意下芯、合型及检验的方便

应用举例参见教材或课件

3. 用示意图说明铸造型芯和芯头的作用。

为使型芯准确牢固地安放在砂型中，并顺利排除型芯内的气体，型芯通常都带有芯头部分，下芯时芯头放入砂型上形状相应的芯座中。根据型芯所处的位置不同，芯头分为垂直芯头和水平芯头两大类(分别见图1-1、图1-2)。

垂直型芯一般都有上、下芯头(见图1-1(a))。为了型芯安放和固定的方便，下芯头要比上芯头高一些，斜度要小些，并且要在芯头和芯座之间留一定间隙。截面较大、高度不大的型芯可只有下芯头或全无芯头(见图1-1(b)，(c))。

水平型芯一般也有两个芯头。当型芯只有一个水平芯头，或虽有两个芯头仍然定位不稳而易发生转动或倾斜时，还可采用联合芯头、加长或加大芯头、安放型芯撑支撑型芯等措施(见图1-2)。

上述各工艺参数(芯头高度、斜度，芯头间距等)的确定均可参考有关手册。

图1-1 垂直芯头的形式

图1-2 水平芯头的形式

(a)一般形式；(b)只有下芯头；(c)无芯头 (a)一般形式；(b)联合芯头；(c)加长芯头；(d)芯头加型芯撑

4. 说明浇注系统的组元及其应用？

浇注系统的作用是：控制金属液充填铸型的速度及充满铸型所需的时间;使金属液平稳地进入铸型,避免紊流和对铸型的冲刷;阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔;浇注时不卷入气体，并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固的原则。

浇注系统包括：①浇口杯：承接浇包倒进来的金属液，也称外浇口；

②直浇口：联接外浇口和横浇口，将金属液由铸型外面引入铸型内部；③横浇口：联接直浇口，分配由直浇口来的金属液流；④内浇口：联接横浇口，向铸型型腔灌输金属液。

5. 列表统计说明金属型铸造、熔模精密铸造、压力铸造和实型铸造的特点和应用。

从教材或课件上找出后列表

6. 试确定下列零件在大批生产条件下，最宜采用哪种成形方法：?

?汽轮机叶片：精密铸造或模锻

铝活塞：金属型铸造

柴油机缸套：砂型铸造?

摩托车汽缸体：压力铸造 ?

车床床身：砂型铸造

1、说明金属塑性成形的条件和方法。

条件：一是成形的金属必须具备可塑性；二是必须有外力的作用。

金属塑性成形的方法：

(1)轧制将金属材料通过轧机上两上相对回转轧辊之间的空隙,进行压延变形成为型材的加工方法；

(2)挤压将金属置于一封闭的挤压模内，用强大的挤压力将金属从模孔中挤出成形的方法；

(3)拉拔将金属坯料拉过拉拔模模孔，,而使金属拔长,其断面与模孔相同的加工方法；

(4)自由锻造将加热后的金属坯料置于上下砧铁之间受冲击力或压力而变形的加工方法；

(5)模型锻造(模锻) 将加热后的金属坯料置于具有一定形状的锻造模具模膛内，金属毛坯受冲击力或压力的作用而变形的加工方法；

(6)板料冲压金属板料在冲压模之间受压产生分离或变形而形成产品的加工方法；

2、何谓金属冷变形和热变形？

变形温度低于回复温度时，金属在变形过程中只有加工硬化而无回复与再结晶现象，变形后的金属只具有加工硬化组织，这种变形称为冷变形。

变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具有再结晶的等轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹，这种变形称为热变形。

3、同种金属材料分别经过冷、热变形，其组织和性能有何差异？何谓金属再结晶？

（1）冷变形：

1）组织变化的特征：①晶粒沿变形最大方向伸长；②晶粒扭曲，产生内应力，变形织构；③晶粒间产生碎晶。

2）性能变化的特征：随着变形程度的增加，会其强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降的现象（加工硬化）。

（2）热变形：

1）组织变化的特征：①细化晶粒；②压合了铸造缺陷；③组织致密。

2）性能变化的特征：无加工硬化现象；出现锻造流线，金属性能各向异性。

金属再结晶：当温度升高到该金属熔点温度的0.4倍时，金属原子

获得更多的热能，则开始以某些碎晶或杂质为核心结晶成新的晶粒，从而消除了全部加工硬化现象。这个过程称为再结晶。

4、说明金属锻造性（可锻性）的意义，有哪些影响因素？

金属塑性变形的能力又称为金属的锻造性，它指金属材料在塑性成

形加工时获得毛坯或零件的难易程度。

锻造性用金属的塑性指标 (延伸系数δ和断面减缩率Ψ )和变形抗

力来综合衡量。

影响金属塑性的因素:

(1)金属本身的性质——①化学成分：碳含量越低，材料的锻造性越好；②组织状态：纯金属和固溶体具有良好的锻造性。

(2)变形的加工条件

1)变形温度↑，塑性↑；

2)变形速度的影响；见课件；

3)应力状态的影响，压状态为三向压应力时塑性最好。

5、什么是锻造流线？在设计和制造零件时应如何分布锻造流线？

塑性变形时，金属的晶粒沿变形方向被拉长或压扁，变形后晶间杂质也沿变形方向排列，这种按照一定方向分布的晶界杂质称为锻

造流线，锻造流线使金属的力学性能表现为各向异性，即不同方向

上的力学性能有所不同（各向异性），表现为沿着纤维方向的力学

性能比垂直于纤维方向的好。在机械零件中应注意：

（1）流线与工件最大拉应力方向一致

（2）流线与外在切应力或冲击力方向垂直

（3）沿工件外轮廓连续分布

6、金属锻造时，为什么要加热？钢的锻造温度大致限制在什么范围内？

加热是为了提高金属的塑性，降低其变形抗力，有效改善金属的可锻性。

金属锻造温度大致限制在始锻温度（允许的最高温度称为始锻温度）——终锻温度（停止锻造的温度）之间。比如：碳钢：1200~800(℃)

1、板料冲压有何生产特点？对原材料供应有什么要求？

板料冲压是利用冲模使板料变形或分离，从而获得具有一定形状尺寸的零件的压力加工方法。加工材料均为板料，一般板料冲压是

在再结晶温度以下进行，所以又叫冷冲压。冷冲板料通常厚度不大

于4mm。。当板料厚度超过8～10mm时，则需采用热冲压。

冲压加工的生产特点：

1）可生产形状复杂的零件；具有足够的精度和较低的表面粗

糙度；互换性好，强度高，刚度好。

2）材料的利用率高，一般可达 70-80％。

3）适应性强，金属、非金属材料均可用冲压方法加工。冲压

零件可大可小，小的如仪表零件，大的如汽车纵梁和表面覆盖件等。

4）生产率高，每分钟可冲压小件数千件，易于实现机械化和

自动化。

对原材料供应有什么要求：塑性好的板料

冲压最常用的材料是金属板料，有时也用非金属板料，金属板料分

黑色金属和有色金属两种。

黑色金属：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素

工具钢、不锈钢、电工硅钢片等；

有色金属：纯铜、黄铜、青铜、铝等。

2、冲压基本工序分为哪两类？何谓冲裁？

板料冲压的基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。

冲裁：使坯料沿封闭轮廓分离的工序。

3、如何决定板料冲孔和落料的凸、凹模尺寸及合理间隙值？

1）凸、凹模尺寸

落料：以凹模为设计基准，D凹 = d落；D凸= D凹– Z

冲孔：以凸模（冲头）为设计基准，D凸 = d孔；D凹 = D凸 + Z 2）合理的凸凹模间隙：Z（双边间隙）= （5%~10%）t（壁厚）

4、说明落料前合理排样的经济意义和排样方法。

排样设计原则（合理排样的经济意义）：

(1)提高材料利用率

(2)改善操作性

(3)使模具结构简单合理，使用寿命高。

(4)保证冲裁件质量。

排样方式：

根据冲裁件在板料上的布置方式，排样形式有直排、单行排、多行排、斜排、对头直排和对排斜排等多种排列方式。（可给出一个实际零件绘制排样图）。

1. 焊接电弧是怎样的一种物理现象？电弧各区的温度有多高？温度高对焊接质量会带来什么后果?

焊接电弧是一种气体放电的物理现象。

电弧的组成：由阳极区、阴极区和弧柱组成。阳极区：用钢焊条焊接时，该区平均温度为2600K；阴极区：用钢焊条焊接时，该区平均温度为2400K。弧柱：由于电弧的热交换在弧柱区最为激烈，而弧柱温度高，约为6000～8000K。

熔池温度，直接影响焊接质量，熔池温度高、熔池较大、铁水流动

性好，易于熔合，但过高时，铁水易下淌，单面焊双面成形的背面

易烧穿，形成焊瘤，成形也难控制，且接头塑性下降，弯曲易开裂。熔池温度高，易使金属元素产生强烈的熔损和蒸发。熔池温度低时，熔池较小，铁水较暗，流动性差，易产生未焊透，未熔合，夹渣等

缺陷。

2. 何谓焊接热影响区？各区段对焊接接头性能有何影响？

焊接热影响区是指在焊接过程中，母材因受热影响(但未熔化)而发

生组织和力学性能变化的区域。焊接热影响区包括过热区、正火区

和部分相变区。焊接热影响区的组织和性能，基本上反映了焊接接

头的性能和质量。

1)过热区：在焊接热影响区中，具有过热组织或晶粒显著粗化的区

域称为过热区。该区被加热的最高温度范围为固相线至1100℃，宽

度约1～3mm。由于晶粒粗大，使材料的塑性和韧性降低，且常在过

热处产生裂纹。

2)正火区：该区被加热的最高温度范围为1 100℃至Ac3之间，宽

度约为1.2～4.0mm。由于金属发生了重结晶，随后在空气中冷却。

因此可以得到均匀细小的正火组织，力学性能良好。

3)部分相变区：该区被加热的最高温度范围为Ac1～Ac3之间，只有部分组织发生相变。由于部分金属发生了重结晶，冷却后可获得细

化的铁素体和珠光体，而未重结晶的部分则得到粗大的铁素体，由

于晶粒大小不一，故力学性能较差。一般情况，焊接时焊件被加热

到Ac1以下的部分，钢的组织不发生变化。对于经过冷塑性变形的

钢材，则在450℃～Ac1的部分，还将产生再结晶，使钢材软化。

3. 产生焊接应力与变形的原因是什么？如何减小或消除焊接应力？如何预防和消除焊接变形？

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。

减小或消除焊接应力的方法

1）合理选择焊接顺序

2）选择合理的焊接规范

金属工艺学课后答案

金属工艺学课后答案 1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号ζ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。 （3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ ζ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。 ζs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 ζb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 ζ0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。 ζ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。 δ：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 αk：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承受的冲击功，单位是J/cm2 HRC：洛氏硬度，无单位。 HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。 1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？ 答：晶粒越细小，ζb、HB、αk 越高；晶粒越粗，ζb、HB,、αk,、δ下降。 2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什 么不同？ 答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异

金属工艺学第五版上册课后答案精选版

金属工艺学第五版上册 课后答案 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

1、说明σS 、σ0.2 、σb、σ－1 、δ％、αk、45-50HRC、300HBS的名称含义 答案：见教材。45-50HRC表示洛氏硬度为45-50；300HBS表示布氏硬度为300. 2、解释应力与应变的概念 答：应力：物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。应变：物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体，比较变形前后单元体大小和形状的变化。 1、说明晶粒粗细对力学性能的影响。 一般情况下，晶粒越细小，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。 因为晶粒越小，晶界越多。晶界处的晶体排列是非常不规则的，晶面犬牙交错，互相咬合，因而加强了金属间的结合力。工业中常用细化晶粒的方法来提高金属材料的机械性能，称为细晶强化。 晶粒的大小与过冷度和变质处理密切相关： 过冷度：过冷度越大，产生的晶核越多，导致晶粒越细小。通常采用改变浇注温度和冷却条件的办法来细化晶粒。 变质处理：也叫孕育处理。金属液中晶核多，则晶粒细小。通常采用浇注前添加变质剂的办法来促进晶核产生，以拟制晶粒长大。 2、你如何理解相与组织，指出Fe -C状态图中的相与组织。 相与组织 相是指材料中结构相同、化学成分及性能同一的组成部分，相与相之间有界面分开。“相”是合金中具有同一原子聚集状态，既可能是一单相固溶体也可能是一化合物；组织一般系指用肉眼或在显微镜下所观察到的材料内部所具有的某种形态特征或形貌图像，实质上它是一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体的总称。因此，相与组织的区别就是结构与组织的区别，结构描述的是原子尺度，而组织则指的是显微尺度。 合金的组织是由相组成的，可由单相固溶体或化合物组成，也可由一个固溶体和一个化合物或两个固溶体和两个化合物等组成。正是由于这些相的形态、尺寸、相对数量和分布的不同，才形成各式各样的组织，即组织可由单相组成，也可由多相组成。相组成物与组织组成物是人们把在合金相

金属工艺学试题4

第1页，共5页 第2页，共5页 启用前绝密★ 《金属工艺学》（闭卷） 本试卷考试时间为100分钟，满分100分 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 1．在设计机械零件时，一般用 作为零件计算的主要依据。 A ．σb ； B ．σs ； C ．δ； D ．ψ 2．断后伸长率大小与试样尺寸有关，同一材料的 。 A ．δ10＞δ5； B ．δ 10=δ5； C ．δ 10＜δ 5 3．常见金属晶格类型中，金属强度较高的是 。 A ．体心立方晶格； B ．面心立方晶格； C ．密排六方晶格 4．确定合金的浇注温度一般宜在液相线上以 。 A ．30~50℃； B ．50~100℃； C ．100~200℃ 5．优质碳素结构钢，如果是特级优质的，在牌号后面加 。 A ．A ； B ．B ； C ．C ； D ．D ； E ．E 6．将钢奥氏体化后，先浸入冷却能力强的介质中，然后又取出立即转入冷却能力弱的介 质中冷却的淬火工艺称为 α-Fe 。 A ．单介质淬火； B ．双介质淬火； C ．马氏体分级淬火； D ．贝氏体等温淬火 7．α-Fe, r-Fe 同素异晶转变温度是 A ．1538℃； B ．1394℃； C ．912℃； D ．727℃； 8．提高灰铸铁件表面硬度和耐磨性的热处理方法是 。 A ．调质； B ．表面淬火； C ．等温淬火； D ．正火 9．铸造合金的临界壁厚可按其最小壁厚的的 来考虑。 A ．2倍； B ．3倍； C ．4倍 D.5倍 10．淬火后马氏体的硬度决定于 A ．冷却速度； B ．转变速度； C ．谈的质量分数； 11．在铁碳合金中，二次渗碳体的形态为 。 A ．片层状； B ．网状； C ．板条状 ；D, 片状 12．金属表面相变强化方法有 。 A ．激光合金化； B ．激光淬火； C ．喷丸； D ．滚压 13．低合金高强度结构钢中的主要合金元素是 A ．Mn ； B ．Cr ； C ．Ni 14．型砂根据粘结剂不同，分为很多种，其中使用较广的是 。 A ．粘土砂； B ．树脂砂； C ．水玻璃砂； D ．油砂 15．下列材料中， 锻造性能最好。 A ．T10A ； B ．玻璃钢； CT12．； D ．20钢 16．下列材料中， 是复合材料。 A ．电木； B ．玻璃钢； C ．有机玻璃； D ．石英 17．刀具材料要求有高的硬度，通常要求硬度在 以上。 A ．50HRC ； B ．60HR C ； C ． 70HRC D.80 HRC 18．铸造铝合金分为四类，其中 属于铝硅合金。 A ．ZL102； B ．ZL201； C ．ZL301； DZL401． 19、下列钢材中焊接性最好的是 。 A. Q235 B.65 C.08 D. T8 20、淬火一般安排在 ： A.毛坯制造之后； B.粗加工之后， C.磨削之前， D.磨削之后。 二、填空题（每1分，共35分） 1．金属材料的使用性能是金属在使用时所表现出的性能，它包括 和 2．热处理工艺都有 、 、 三个阶段组成

金属工艺学试题及答案

1．影响金属充型能力的因素有：金属成分、温度和压力和铸型填充条件。 2．可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 3．镶嵌件一般用压力铸造方法制造，而离心铸造方法便于浇注双金属铸件。 4．金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括：喷刷涂料、保持合适的工作温度、严格控制开型时间、浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织。 5．锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分为模锻模膛、制坯模膛两大类。 6．落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模刃口（冲子）尺寸。（落料件的光面尺寸与凹模的尺寸相等的，故应该以凹模尺寸为基准，冲孔工件的光面的孔径与凸模尺寸相等，故应该以凸模尺寸为基准。）7．埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。 8．电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。 9．钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊。

二、简答题 1．什么是结构斜度？什么是拔模斜度？二者有何区别？ 拔模斜度：铸件上垂直分型面的各个侧面应具有斜度，以便于把模样（或型芯）从型砂中（或从芯盒中）取出，并避免破坏型腔（或型芯）。此斜度称为拔模斜度。 结构斜度：凡垂直分型面的非加工表面都应设计出斜度，以利于造型时拔模，并确保型腔质量。 结构斜度是在零件图上非加工表面设计的斜度，一般斜度值比较大。 拔模斜度是在铸造工艺图上方便起模，在垂直分型面的各个侧面设计的工艺斜度，一般斜度比较小。有结构斜度的表面，不加工艺斜度。 2．下面铸件有几种分型面？分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种？为什么？

分模两箱造型，分型面只有一个，生产效率高； 型芯呈水平状态，便于安放且稳定。 3．说明模锻件为什么要有斜度和圆角？ 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。 4．比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同？ 落料的凸凹模有刃口，拉深凸凹模为圆角；

金属工艺学课后习题参考答案

第一章（p11） 1.什么是应力什么是应变 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点下列材料或零件通常采用哪种方 法检查其硬度 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么 σb抗拉强度它是指金属材料 在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0规定残余拉伸强度 σ1-疲劳强度它是指金属材料 在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。σ应力它指试样单位横截面的拉力。 a K冲击韧度它是指金属材料断 裂前吸收的变形能量的能力韧性。HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”过冷度指什么 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响细化晶粒的途径有哪些 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。 细化铸态晶粒的主要途径是：

金属工艺学含答案图文稿

金属工艺学含答案 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

铸造 一、填空题 1.通常把铸造方法分为____砂型铸造_____ 和_____特种铸造_____ 两类. 2.特种铸造是除_____砂型铸造____ 以外的其他铸造方法的统称, 如 _压力铸造__、____ ___离心铸造___ ____金属型铸造___ ____熔膜铸造____及连续铸造等。 3．制造砂型和芯用的材料，分别称为____型砂____和_____芯沙 _____，统称为造型材料。 4.为保证铸件质量，造型材料应有足够的_____强度______，和一定 ___耐火性____ 、____透气性____、____退让性_____、等性能。 5.用_____芯沙_____和____芯盒_____制造型芯的过程叫造芯。 6.为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常 由 ___浇口杯_____ _____内浇道______ ______横浇道____ ______直浇道_____组成。 7._____落沙_____使用手工或机械使铸件或型砂、砂箱分开的操作。 二、单向选择题 1.下列使铸造特点的是 （ B ） A成本高 B 适应性广 C 精度高 D 铸件质量高

2.机床的床身一般选 （ A ） A 铸造 B 锻造 C 焊接 D 冲压 3.造型时上下型的结合面称为 （ D ） A 内腔 B 型芯 C 芯头 D 分型面 4.型芯是为了获得铸件的 （ C ） A 外形 B 尺寸 C 内腔 D 表面 5.造型时不能用嘴吹芯砂和 （ C ） A 型芯 B 工件 C 型砂 D 砂箱 6. 没有分型面的造型是 （ A ） A 整体模造型 B 分开模造型 C 三箱造型 D 熔模造型 7.冒口的主要作用是排气和 （ B ） A 熔渣 B 补缩 C 结构需要 D 防沙粒进入

金属工艺学第五版上册答案

第一章（p11 ） 1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量 2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。缩颈发生在拉伸曲线上bk 段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变 形。 布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 布氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 洛氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检 验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。 硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 第五题 下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? b 抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力. s 屈服点它是指拉伸试样产生屈 服时的应力。 0.2 规定残余拉伸强度 1 疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲 劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。应力它指试样单位横截面的拉力。 aK 冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。 HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N 的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密 接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。 HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm ，载荷为3000N 为压头测试出的金属的布氏硬度。

金属工艺学考试资料及答案

1、什么是熔模铸造？试述其大致工艺过程。(P169) 答：熔模铸造是用易熔材料制成模样，然后在模样上涂耐火材料，经硬化后，再将模样熔化，排出型外，获得无分型面铸型，浇注即可获得铸件。因为熔模广泛采用蜡质材料来制造，故这种方法也称失蜡铸造。它是发展较快的一种精密铸造方法。 工艺过程：1、压型制造 2、蜡模制造 3、蜡模组装4、结壳5、脱蜡 6、焙烧、浇注 7、落沙和清理。 2、与自由锻相比，模锻具有哪些优点？(P185) 答：与自由锻相比,模锻的优点：锻件的形状和尺寸比较精确，机械加工余量较小，节省加工工时，材料利用率高；可以锻制形状较为复杂的锻件；生产率较高；操作简单，劳动强度低，对工人技术水平要求不高，易于实现机械化；锻件内流线分布更为合理，力学性能高。 3、用φ50冲孔模具来生产φ50落料件能否保证冲压件的精度？为什么？P193 答：不能。落料和冲孔时，首先使金属发生弯曲，然后由于凸模和凹模刃口的作用，使坯料在与切口接触处开始出现裂纹，随着凸模继续往下压，上下两处裂纹扩展连在一起，使坯料分离。为了使成品边缘光滑，凸模刃口必须锋利，凸凹模间隙要适当均匀。而用φ50冲孔模具来生产φ50落料件没有间隙了。影响断面质量，模具寿命以及成品的尺寸精度。 4、用φ250×1.5板料能否一次拉深直径为φ50的拉深件？应采取哪些措施才能保证正常生产？ P194 答：不能，因为一次性拉伸，变形量过大，容易出现拉穿现象。为了避免拉穿，应分几次进行拉深，逐渐增加工件的深度，减小工件的直径，即所谓多次拉深。 5、解释应力与应变的概念 答：单位面积上所承受的附加内力称为应力，当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变 6、说明晶粒粗细对力学性能的影响。P28 答：细晶粒的金属不仅仅强度较高，而且塑性及韧性也较好。因为晶粒越细，一定体积的晶粒数目越多，在同样变形条件下，变形量分散在更多的晶粒内进行，使各晶粒的变形也比较均匀而不致产生过分的应力集中现象。此外，晶粒越细，晶界就越多，越曲折，越不利于裂纹的传播，从而使其在断裂前能承受较大的塑性变形，表现出较高的塑性和韧性。 7、何谓退火和正火？两者的特点和用途有什么不同？P53 答：退火是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。（退火主要用于铸、锻、焊毛坯或半成品零件，作为预备热处理。退货后获得珠光体型组织。退火的主要目的：软化钢材以利于切削加工；消除内应力以防止工件变形；细化晶粒，改善组织，为零件的最终热处理做准备。）正火是将钢加热到Ac3（或Accm）以上30到50摄氏度，保持适当时间，出炉后在空气中冷却的热处理工艺。正火与退火的主要差别：前者冷却冷却速度快，得到的组织比较细小，强度和硬度也稍高些。（正火主要应用：1、对力学性能要求不高的结构、零件，可用正火作为最终热处理，以提高其强度硬度和韧性。2、对低、中碳钢，

金属工艺学第五版课后习题详解.

《金属工艺》习题答案 第一篇，第一章，P11页 3、对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求？ 答：硬度是指除了表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 δ：延伸率，衡量材料的塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。 第一篇，第二章，P23页 2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响，细化晶粒的途径是是什么？ 答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。影响晶粒粗细的因素很多，但主要取决于晶核的数目，晶核越多，晶核长大的余地愈小，长成的晶粒越细，主要途径有： 1、提高冷却速度，增加晶核数目； 2、添加变质剂（孕育处理），增加外来晶核； 3、热处理或塑性加工，固态金属晶粒细化； 4、凝固时震动液体，碎化结晶的枝状晶。 第一篇，第三章，P29页 3、碳钢在油中淬火，后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？ 答：由于碳钢的淬透性较差，因此在油中淬火时，心部冷却速度较慢，可能得不到马氏体组织，降低了材料的力学性能。 对于合金钢，其淬透性较好，若在水中淬火，其整个截面将全部变成马氏体，内应力较大，容易产生变形及开裂。 5、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴。发动机缸盖螺钉最终热处理有何不同？ 答：钢锉的最终热处理为淬火+低温回火，其组织为低温回火马氏体，主要提高表面的硬度及耐磨性。 汽车大弹簧为淬火+中温回火，组织为回火屈氏体，保持材料的高弹性。 车床主轴为淬火+高温回火，组织为回火索氏体，具有较高的综合机械性能。 发动机缸盖螺钉为渗碳+淬火+低温回火，表层组织为回火马氏体组织，表面具有较高的硬度和耐磨性，而心部为索氏体组织，具有较高的综合机械性能，达到“面硬心软”的使用目的。 第一篇，第四章，P35页 1、下列牌号钢各属于哪类钢？试说明牌号中数字和符号的含义，其中哪些牌号钢的焊接性能好？ 15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 60Si2Mn 答：（1）碳素结构钢：15 40 ；普通碳素结构钢：Q195；低合金高强钢：Q345；合金

金属工艺学模拟考试题

《金属工艺学》模拟考试题 一、单项选择题： 1、合金液体的浇注温度越高，合金的流动性[ ]，收缩率[ ]。 A、愈好 B、愈差 C、愈小 D、愈大 2、钢的淬透性主要决定于[ ]。 A、合金元素含碳量 B、含碳量 C、淬火介质 D、工件大小 3、热处理时，一般都要使金属常温组织经加热变成[ ]组织。 A、珠光体 B、渗碳体 C、奥氏体 D、莱氏体 4、采用一般的工艺方法，下列金属材料中，焊接性能较好的是[ ]。 A、铜合金 B、铝合金 C、可锻铸铁 D、低碳钢 5、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是[ ]。 A、砂型铸造 B、金属型铸造号 C、离心铸造 D、熔模铸造 6、合金液体的浇注温度越高，合金的流动性[ ]，收缩率[ ]。 A、愈好 B、愈差 C、愈小 D、愈大 7、钢的淬透性主要决定于[ ]。 A、合金元素含碳量 B、含碳量 C、淬火介质 D、工件大小 8、热处理时，一般都要使金属常温组织经加热变成[ ]组织。 A、珠光体 B、渗碳体 C、奥氏体 D、莱氏体 9、采用一般的工艺方法，下列金属材料中，焊接性能较好的是[ ]。 A、铜合金 B、铝合金 C、可锻铸铁 D、低碳钢 10、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是[ ]。 A、砂型铸造 B、金属型铸造号 C、离心铸造 D、熔模铸造 11、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫( ) A.硬度 B.强度 C.塑性 D.弹性

12、正火是将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后以什么形式冷却的一种热处理工艺( ) A.随炉冷却 B.在空气中冷却 C.在油中冷却 D.在水中冷却 13、对于低、中碳钢的小型锻件，常用的冷却方法是[ ]。 A、坑冷 B、炉冷 C、水冷 D、空冷 14、精加工后可安排的热处理有[ ]。 A、整体淬火 B、渗氮处理 C、调质处理 D、氮化处理 15、在铁碳合金状态图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出[ ]。 A、铁素体 B、珠光体 C、二次渗碳体 D、莱氏体 16、为下列批量生产的零件选择毛坯：小轿车的偏心轴应选[ ]，皮带轮应选[ ]。 A、锻件 B、铸件 C、焊接件 D、冲压件 17．采用一般的工艺方法，下列金属材料中，焊接性能较好的是( )。 A. 铜合金 B. 铝合金 C．可锻铸件D. 低碳钢 18、板料在冲压弯曲时，弯曲圆弧的弯曲方向应与板料的纤维方向[ ]。 A、垂直 B、斜交 C、一致 19．热处理时，一般都要使金属常温组织经加热变为( )组织。 A. 珠光体 B．渗碳体 C. 奥氏体 D．莱氏体 20．钢的淬硬性主要决定于( )。 A. 合金元素含量 B．淬火介质 C．工件大小D．含碳量 二、填空题。 1、型砂应满足的性能要求是透气性、_______、可塑性、________及强度。 2、共析钢的含碳量是_______,其组织全部有_________构成。 3、焊条焊芯的作用是_____________________和__________________________。 4、金属的塑性变形会导致其__________提高，___________下降，这种现象称为加工硬化。 5、液态合金的___________能力，称为流动性。合金的结晶范围愈_________,其流动性愈好。因此，在选择铸造合金时，应尽量选择_____________的合金。 6、金属的锻造性取决于________和__________，其中后者包括_________、__ ________和__________。

金属工艺学含答案

铸造 一、填空题 1.通常把铸造方法分为____砂型铸造_____ 和_____特种铸造_____ 两类. 2.特种铸造是除_____砂型铸造____ 以外的其他铸造方法的统称, 如_压力铸造__、 ____ ___离心铸造___ ____金属型铸造___ ____熔膜铸造____及连续铸造等。 3．制造砂型和芯用的材料，分别称为____型砂____和_____芯沙_____，统称为造型材料。 4.为保证铸件质量，造型材料应有足够的_____强度______，和一定___耐火性____ 、 ____透气性____、____退让性_____、等性能。 5.用_____芯沙_____和____芯盒_____制造型芯的过程叫造芯。 6.为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常由 ___浇口杯_____ _____内浇道______ ______横浇道____ ______直浇道_____组成。 7._____落沙_____使用手工或机械使铸件或型砂、砂箱分开的操作。 二、单向选择题 1.下列使铸造特点的是（B ） A成本高 B 适应性广 C 精度高 D 铸件质量高 2.机床的床身一般选（ A ） A 铸造 B 锻造 C 焊接 D 冲压 3.造型时上下型的结合面称为（ D ） A 内腔 B 型芯 C 芯头 D 分型面 4.型芯是为了获得铸件的（ C ） A 外形 B 尺寸 C 内腔 D 表面 5.造型时不能用嘴吹芯砂和（ C ） A 型芯 B 工件 C 型砂 D 砂箱 6. 没有分型面的造型是（ A ） A 整体模造型 B 分开模造型 C 三箱造型 D 熔模造型 7.冒口的主要作用是排气和（ B ） A 熔渣 B 补缩 C 结构需要 D 防沙粒进入 8.浇铸时产生的抬箱跑火现象的原因是（C ） A 浇铸温度高 B 浇铸温度低 C 铸型未压紧 D 为开气孔 9.把熔炼后的铁液用浇包注入铸腔的过程时（ D ） A 合箱 B 落砂 C 清理 D 浇铸 10.铸件上有未完全融合的缝隙，接头处边缘圆滑是（B ） A 裂缝 B 冷隔 C 错型 D 砂眼 11.落砂后冒口要（ A ） A 清除 B 保留 C 保留但修毛刺 D 喷丸处理 12. 制造模样时尺寸放大是为了（ A ） A 留收缩量 B 留加工余量 C 造型需要 D 取模方便 13.型芯外伸部分叫芯头，作用是（D ） A 增强度 B 工件需要 C 形成工件内腔 D 定位和支撑芯子 14.手工造型时有一工具叫秋叶，作用是（C ）

金属工艺学课后习题参考答案

第一章（p11） 1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种 方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? σb抗拉强度它是指金属材料 在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0规定残余拉伸强度 σ1-疲劳强度它是指金属材料在 应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。σ应力它指试样单位横截面的拉力。a K冲击韧度它是指金属材料断 裂前吸收的变形能量的能力韧性。HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？ 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？ 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。

金属工艺学复习题及答案

第二部分复习思考题 一、判断题 （）1. 当以很小的刀具前角、很大的进给量和很低的切削速度切削钢等塑性金属时形成的是节状切屑。√ （）2. 粗磨时应选粒度号大的磨粒，精磨时则应选细的磨粒。× （）3. 磨硬材料应选软砂轮，磨软材料应选硬砂轮。√ （）4. 砂轮的组织号越大，磨料所占体积百分比越大。× （）5. 麻花钻起导向作用的是两条螺旋形棱边。√ （）6. 铰孔既能提高孔的尺寸精度和表面粗糙度，也能纠正原有孔的位置误差。×（）7. 无心外圆磨削(纵磨)时，导轮的轴线与砂轮的轴线应平行。× （）8. 粗车L/D=4～10的细长轴类零件时，因工件刚性差，宜用一夹一顶的安装方法。× （）9. 镗床只能加工通孔，而不能加工盲孔。× （）10. 拉削加工只有一个主运动，生产率很高，适于各种批量的生产。× （）11. 粗基准即是粗加工定位基准。× （）12. 钨钛钻类硬质合金刀具适合加工脆性材料。× （）13. 车削锥面时，刀尖移动的轨迹与工件旋转轴线之间的夹角应等于工件锥面的两倍。× （）14. 当加工表面、刀具、切削用量中的切削速渡和进给量都不变时，完成的那一部分工序，称为一个工步。√ （）15. 积屑瘤使刀具的实际前角增大，并使切削轻快省力，所以对精加工有利。×（）16. 砂轮的硬度是指磨粒的硬度。× （）17. 钻孔既适用于单件生产，又适用于大批量生产。√ （）18. 由于拉刀一次行程就能把该工序中的待加工表面加工完毕，故其生产率很高。√ （）19. 精车时，刃倾角应取负值。× （）20. 在切削用量中，对切削温度影响最大的是进给量。× （）21. 车刀主偏角越大，刀尖散热条件越好。× （）22. 刨刀在切入工件时受到较大的冲击，因此刨刀的前角较小，刀尖圆弧较大。√（）23. 精车时，应选较小的背吃刀量、较小的进给量和较低的切削速度。× （）24. 扩孔可以在一定程度上纠正原孔轴线的偏斜。√ （）25. 用中等切削速度切削脆性金属材料容易产生积屑瘤。×

(完整版)金属工艺学题库及答案

金属材料热处理与加工应用题库及答案 目录 项目一金属材料与热处理 (2) 一、单选（共46 题） (2) 二、判断（共 2 题） (4) 三、填空（共15 题） (4) 四、名词解释（共12 题） (5) 五、简答（共 6 题） (5) 项目二热加工工艺 (7) 一、单选（共32 题） (7) 二、判断（共18 题） (8) 三、填空（共16 题） (9) 四、名词解释（共 5 题） (9) 五、简答（共14 题） (10) 项目三冷加工工艺 (13) 一、填空（共 3 题） (13) 二、简答（共 2 题） (13)

项目一 金属材料与热处理 一、单选（共 46 题） 1?金属a —Fe 属于（A ）晶格。 A.体心立方 B 面心立方 C 密排六方晶格 D 斜排立方晶格 2?铁与碳形成的稳定化合物 Fe 3C 称为：（C ） A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D 珠光体 3.强度和硬度都较高的铁碳合金是 ：（ A )° A.珠光体 B 渗碳体 C 奥氏体 D.铁素体 4.碳在丫一Fe 中的间隙固溶体， 称为：（ B )° A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D.珠光体 4.硬度高而极脆的铁碳合金是： C )。 A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D.珠光体 5.由丫一Fe 转变成a —Fe 是属于：（ D )° A.共析转变 B 共晶转变 C 晶粒变 D.同素异构转变 6.铁素体（F ） 是：（ D ）。 A.纯铁 B 混合物 C 化合物 D.固溶体 7.金属结晶时， 冷却速度越快，其实际结晶温度将：（ B ）。 A. 越高 B 越低 C 越接近理论结晶温度 D 固溶体 8.为细化晶粒， 可采用：（ B 。 A.快速浇注 B 加变质剂 C.以砂型代金属型 D.固溶体 9.晶体中的位错属于：（ C ）。 A.体缺陷 B 面缺陷 C 线缺陷 D.点缺 陷 10. 下列哪种是 高级优质钢：（ C )。 A.10 号钢 B.T 7 C.T 8 A D.30Cr 11. 优质碳素结构钢“ 4 5”，其中钢的平均含碳量为：（ C ）。 A.45% B0.O45 % C0.45 % D4.5 % 12. 优质碳钢的钢号是以（ A ）命名。 A.含碳量 B 硬度 C 抗拉强度 D 屈服极限 13. 优质碳素钢之所以优质，是因为有害成分（ B ）含量少。 A.碳 B.硫 C.硅 D.锰 14. 碳素工具钢的钢号中数字表示钢中平均含碳量的（ C ）。 A.十分数 B.百分数 C.千分数 D.万分数 1 5 .碳钢中含硫量过高时，将容易引起（ B ）。 A.冷脆 B 热脆 C 氢脆 D.兰脆 16.选用钢材应以（ C ）为基础。 A.硬度 B 含碳量 C 综合机械性能 D 价格 17.属于中碳钢的是（B ）° A.20 号钢 B.30号钢 C.60 号钢 D.70 号 钢 18.下列金属中， 焊接性最差的是（ D )。 A. 低碳钢 B 中碳钢 C.高碳钢 D.铸铁

(完整版)金属工艺学试题及答案

金属工艺学试题及答案 一、填空（每空0.5分，共10分） 1．影响金属充型能力的因素有：金属成分、温度和压力 和铸型填充条件。 2．可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 3．镶嵌件一般用压力铸造方法制造，而离心铸造方法便 于浇注双金属铸件。 4．金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取 的措施包括：喷刷涂料、保持合适的工作温度、严格控制开型时间、 浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织。 5．锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分为模锻模膛、制坯模膛 两大类。 6．落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸 模刃口尺寸。 7．埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。 8．电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。 9．钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊。 二、简答题（共15分） 1．什么是结构斜度？什么是拔模斜度？二者有何区别？（3分） 拔模斜度：铸件上垂直分型面的各个侧面应具有斜度，以便于把模样（或型芯）从型砂中（或从芯盒中）取出，并避免破坏型腔（或型芯）。此斜度称为拔模斜度。 结构斜度：凡垂直分型面的非加工表面都应设计出斜度，以利于造型时拔模，并确保型腔质量。 结构斜度是在零件图上非加工表面设计的斜度，一般斜度值比较大。 拔模斜度是在铸造工艺图上方便起模，在垂直分型面的各个侧面设计的工艺斜度，一般斜度比较小。有结构斜度的表面，不加工艺斜度。 2．下面铸件有几种分型面？分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种？为什么？ （3分）

分模两箱造型，分型面只有一个，生产效率高； 型芯呈水平状态，便于安放且稳定。 3．说明模锻件为什么要有斜度和圆角？（2分） 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。 4．比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同？（2分） 落料的凸凹模有刃口，拉深凸凹模为圆角； 落料的凸凹模间间隙小，拉深凸凹模间间隙大，普通拉深时，Z=（1.1~1.2）S 5．防止焊接变形应采取哪些工艺措施？（3分） 焊前措施：合理布置焊缝，合理的焊接次序，反变形法，刚性夹持法。 焊后措施：机械矫正法，火焰加热矫正法 6．试比较电阻对焊和闪光对焊的焊接过程特点有何不同？（2分） 电阻对焊：先加压，后通电； 闪光对焊：先通电，后加压。 三、修改不合理的结构，将修改后的图画出来。（每图1分，共10分） 砂型铸件砂型铸件 砂型铸件砂型铸件 自由锻件模锻件（孔径20mm，孔深65mm）

金属工艺学课后习题答案

第一章铸造 1. 什么是铸造？铸造包括哪些主要工序？答：将熔融金属液浇入具有和零件形状相适应的铸型空腔中，凝固后获得一定形状和性能的金属件的方法称为铸件。 2. 湿型砂是由哪些材料组成的？各种材料的作用是什么？答：湿型砂主要由石英砂、膨润土、煤粉、和水等材料所组成，也称潮模砂。石英砂是型砂的主体，是耐高温的物质。膨润土是粘结性较大的 一种粘土，用作粘结剂，吸水后形成胶状的粘土膜，包覆在沙粒表面，把单个砂粒粘结起来，使型砂具有湿态强度。煤粉是附加物质，在高温受 热时，分解出一层带光泽的碳附着在型腔表面，起防止铸铁件粘砂的作用。沙粒之间的空隙起透气作用。 3. 湿型砂应具备哪些性能?这些性能如何影响铸件的质量? 答：对湿型砂的性能要求分为两类：一类是工件性能，指型砂经受自重、外力、高温金属液烘烤和气体压力等作用的能力，包括湿强度、透气 性、耐火度和退让性等。另一类是工艺性能，指便于造型、修型和起模的性能，如流动性、韧性、起模性和紧实率等。 4. 起模时，为什么要在模样周围的型砂上刷水？答：手工起模时在模样周围砂型上刷水的作用是增加局部型砂的水 分，以提高型砂韧性。 5. 什么是紧实率？紧实率是如何反应湿型砂的干湿程度及性能的？对手工造型型砂的紧实率要求是多少？答：是指一定体积的松散型砂试样紧实前后的体积变化率，以试样紧实后减小的体积与原体积的百分比表示。过干的型砂自由流入试样筒时 ，砂粒堆积得较密实，紧实后体积变化较小，则紧实率小。过湿的型砂易结成小团，自由堆积是较疏松，紧实后体积减小较多，则紧实率大。 对手工型和一般机器型的型砂，要求紧实率保持在45%~50%。 6. 什么是面砂？什么是背砂？它们的性能要求和组成有何不同？答：与模样接触的那一层型砂，称为面砂，其强度、透气性等要求较高，需专门配制。远离模样在型砂中起填充作用加固作用的型砂称为背砂 ，一般使用旧砂。 7. 型砂反复使用后，为什么性能会降低？恢复旧砂的性能应采取什么措施？答：浇注时，砂型表面受高温铁水的作用，砂粒碎化、煤粉燃烧分解，部分粘土丧失粘结力，均使型砂的性能变坏。落砂后的旧砂，一般不 直接用于造型，需掺入新材料，经过混制，恢复砂型的良好性能后才能使用。 8. 什么是水玻璃砂和树脂砂？它的特点和应用范围如何？答：水玻璃砂是由水玻璃为粘结剂配制而成的型砂。水玻璃砂浇注前需进行硬化，以提高强度。由于水玻璃砂的溃散性差，落砂、清砂及旧 砂回用都很困难。在浇注铁铸件时粘砂严重，故不适于做铁铸件，主要应用于铸铁钢件的生产中。 9. 混砂是在什么设备中进行的？混砂的过程是怎样的？ 答：型砂的混制是在混砂机中进行的。型砂的混制过程:先加入新砂、旧砂、膨润土和煤粉等干混2~3分钟，再加水湿混5~7 分钟，性能符合要 求后从出砂口卸砂。混好的型砂应堆放4?5h，使水分均匀。使用前还要用砂粒机或松砂机进行松砂，以打 碎砂团和提高型砂性能，使之松散好用

金属工艺学___第五版

1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号 σ表示，单位是 MPa。试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号 ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象， 是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值 HB 小于 450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。（3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ σ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位 MPa。 σs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 σb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位 MPa。σ0.2：屈服强度，试样在产生 0.2%塑性变形时的应力，单位 MPa。 σ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位 MPa。

金属工艺学试题及答案(必考密卷)

金属工艺学试题 一、填空题：25% 1．在切削加工过程中，工件上会形成三个表面，它们是______________ 、______ 、和______ 。2．切削运动主要包括_________ 和________ 两类。 3．切削用量包括____________ 、_______ 和 4 ．切削液的作用是___________ 、_______ ________ 、和清洗作用。 5．_________________ 是材料抵抗变形和断裂 的能力。 6．a—Fe 是___ 立方晶格 7 ． 合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相称为_ 8．珠光体是_______ 和 ____ ___ 的机械混 合 物 9 ．含碳量处于0.0218%~~~2.11% 的铁碳合金称为____________ 10 ．钢的热处理工艺一般由______ 、_______ 、_______ 三个阶段组成。11．分别填出下列铁碳合金组织的符号。 奥氏体________ 铁素体_________ 珠光体 12 ． 45钢按用途分类属于 13 ． 钢的热处理一般由_______ 、 ______ 、 ____ 三个阶段组 成。 14 ． 金属材料的性能包括___________ 性能、 _______ 性能、___________ 性能和 _______ 性能。 15．原子规则排列的物质叫 般固态金属都属于 o 16．固态合金的相结构可分为_____________ 和 ___________ 两大类。 17．分别填出下列铁碳合金组织的符 号。 奥氏体铁素体 ___________ 渗碳体 ___________ 珠光体 ___________ 18 ．钢的热处理一般由___________ __________ 、__________ 三个阶段组成。 19．奥氏体转变为马氏体，需要很大过冷度， 其冷却速度应_____________ ，而且必须过冷到 _________________ 温度以下。 20 ．_________________ 是材料抵抗变形和断 裂的能力。 21．__________ _______ 是材料产生变形而又 不破坏的性能。 22 ．珠光体是_________ 和______ __的机 械混合物 23 ．目前常用的硬质合金是 ___ 和 ____________________ ___ 。 二、选择题30% 1、在拉伸试验 中， 试样拉断前能承受的最大 应力称为材料的（） A?屈服极限 B 抗拉强度 C 弹性极限 2、洛氏硬度C 标尺所用的压头是（） A ?淬硬钢球 B 金刚石圆锥体 C 硬 质合金球 3 、纯铁在700摄氏度时称为（） A铁素体 B 奥氏体C珠光体 D 渗碳体 4 ?铁素体为（）晶格 A 面心立方 B 体心立方 C 密排 元方 D 复杂的人面体 1