材料成型基础复习试题(含答案)
试卷1
一、思考题
1．什么是机械性能？（材料受力作用时反映出来的性能）它包含哪些指标？（弹性、强度、塑性、韧性、硬度等）各指标的含意是什么？如何测得?
2．硬度和强度有没有一定的关系?为什么? （有，强度越高，硬度越高）为什么？（都反映材料抵抗变形及断裂的能力）
3．名词解释：过冷度，晶格，晶胞，晶粒与晶界，同素异晶转变，固溶体，金属化合物，机械混合物。
4．过冷度与冷却速度有什么关系?对晶粒大小有什么影响? （冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。）
5.晶粒大小对金属机械性能有何影响?常见的细化晶粒的方法有哪些? （晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、热处理等）
6．说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。
7．默绘出简化的铁碳合金状态图，并填人各区域内的结晶组织。
8．含碳量对钢的机械性能有何影响?
二、填表
说明下列符号所代表的机械性能指标
三、填空
1. 碳溶解在体心立方的α-Fe中形成的固溶体称铁素体，其符号为F ，晶格类型是
体心立方，性能特点是强度低，塑性好。
2. 碳溶解在面心立方的γ-Fe中形成的固溶体称奥氏体，其符号为 A ，晶格类型是面
心立方，性能特点是强度低，塑性高。
3. 渗碳体是铁与碳的金属化合物，含碳量为6.69％，性能特点是硬度高，脆性大。
4. ECF称共晶线线，所发生的反应称共晶反应，其反应式是得到的组织为 L（4.3%
1148℃）=A（2.11%）+Fe3C 。
5. PSK称共析线线，所发生的反应称共析反应，其反应式是A(0.77%
727 ℃)=F(0.0218%)+ Fe3C 得到的组织为珠光体。
6. E是碳在γ-Fe中的最大溶解度点，P是碳在α-Fe中的最大溶解度点， A l线
即 PSK ，A3线即 GS ， A cm线即 ES 。
7. 45钢在退火状态下，其组织中珠光体的含碳量是 0.77% 。
8．钢和生铁在成分上的主要区别是钢的含碳量小于2.11%，生铁2.11-6.69% 在组织上的主要区别是生铁中有莱氏体，钢中没有，在性能上的主要区别是钢的机械
性能好，生铁硬而脆。
9 铝的晶体结构/晶格类型是面心立方
10 α－Ｆｅ和γ－Fｅ的晶格类型分别属于体心立方、面心立方
11 Aｌ和Zｎ的晶格类型分别属于面心立方、密排六方
12 45钢在平衡结晶过程中冷却到共析温度时发生共析反应，A、F、Fe3C的碳含量分别为
0.77% 0.0218% 6.69%
13 金属结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是形核与长
大，自发生核的生核率与过冷度的关系是过冷度大，形核率高
14 金属结晶时，依附于杂质而生成的晶核叫异质形核（非自发形核）
15 晶粒的大小称晶粒度，工程上通常把晶粒分成1、2、……8等级别。8级晶粒度的晶粒
比1级晶粒度的晶粒要细小
16正的电阻温度系数的含义是随温度的升高，电阻增加。
四、判断题
l.布氏硬度计通常用于测定退火钢、正火钢的硬度，而洛氏硬度计用于测定淬火钢的硬度。
如测试结果为217HBS、18HRC。(× )
2.纯铁在降温过程中，912℃发生同素异构转变，由面心立方晶格的γ—Fe转变为体心立
方晶格的。α—Fe。这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。(√ )
3.钢和生铁都是铁碳合金。其中，碳的质量分数(又称含碳量)小于0.77％(0.8％)的叫钢，
碳的质量分数大于2.06％(2.11％)的叫生铁。(× )
4.奥氏体是碳溶解在γ—Fe中所形成的固溶体，而铁素体和马氏体都是碳溶解在α—Fe
中所形成的固溶体。(√ )
5. 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。
√
6 当碳的质量分数为0.77％(0.8％)，由高温冷却到727℃时，铁碳合金中的奥氏体发生
共晶转变，形成珠光体。( ×)
7.冲击韧性不能直接用于设计计算。(√ )
8.硬度与强度有一定关系，材料硬度越高，强度也越高。(× )
9 晶体中的位错是一种线缺陷( √)
10 在共晶相图中，从L中结晶出来的β晶粒与从α中析出的βII晶粒有相同的晶体结构。
(√ )
11 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。(× )
五、选择题
1.低碳钢所受到的拉应力( C )时，开始出现明显的塑性变形；所受到的拉应力(F )时，
将发生断裂。
A．＞ζb B．＜ζb C．＞ζs D．＜ζs E．达到ζs F．达到ζb
2.晶粒大小对钢的机械性能影响很大。通过( )可以获得细晶粒的钢。
A．变质处理 B．加快钢液的冷却速度 C．完全退火D．A、B和C
3.在下列牌号的正火态钢中，(C )的ζb值最高，(D )的HBS值最高，(A )的δ和a k
值最高。在它们的组织中，( D )的二次渗碳体最多，( C)珠光体最多。( A )的铁素体最多。
A．20钢 B，45钢 C．T8钢 D．T13钢
4 晶体的特性是（ ) 。
A有确定的熔点，有各向异性；B无确定的熔点，有各向异性；
C无确定的熔点，无各向异性；D确定的熔点，无各向异性
5 固溶体的晶体结构（ )
A与溶剂相同；B与溶质相同；
C与溶剂、溶质都不相同；D与溶剂相同、也可能与溶剂不同
6 间隙固溶体一定是：
A无限固溶体;B有序固溶体;C有限固溶体
7下列说法正确的是（ )。
A铜锌合金为二元合金，所以它的组织由两相组成
B合金的组织由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成；
C间隙固溶体一定是无限固溶体
8固溶体出现枝晶偏析后可用（ )加以消除。
A塑性变形 B再结晶C扩散退火D回火
9共晶反应是（）。
A一种固相同时转变为二种固相
B二种固相同时转变为一种固相
C一种液相同时转变为二种固相
D一种液相转变为一种固相
10 一个合金的室温组织为α+二次β+(α+β)，它由（ )。
A二相组成 B三相组成 C四相组成 D两种组织组成物组成
11在铁碳合金平衡组织中，塑性最好的是( )。
A奥氏体 B 铁素体 C渗碳体 D珠光体
12下列物质由液体凝固成固体的过程是结晶过程。
A铜、氯化钠、玻璃、水银 B石蜡、玻璃、铜、铝
C铜、铝、水银、氯化钠 D铜、铝、氯化钠、石蜡
13实际金属结晶时，生核和晶体长大的方式主要是( )。
A自发生核和平面长大 B自发生核和树枝状长大
C非自发生核和平面长大D非自发生核和树枝状长大
14在实际生产中，细化铸造金属晶粒的主要措施是( )。
A降低金属的过冷度和变质处理 B降低金属的过冷度和调质处理
C提高金属的过冷度和变质处理 D提高金属的过冷度和调质处理
15在室温平衡组织中，Ｔ10钢中的（）相的质量分数比Ｔ12钢中的多。
A珠光体 B渗碳体 C二次渗碳体 D铁素体
16在一般情况下,若金属的晶粒细,则( )。
A金属的强度高，塑性好，韧性好 B金属的强度高，塑性好，韧性差
C金属的强度高，塑性差，韧性好 D金属的强度低，塑性好，韧性好
17为使铝锭晶粒细小，浇铸时应采用的模子是( )。
A冷砂型 B热砂型 C冷金属型 D热金属型
18在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分（ )。
A相同B确定 C不定 D只有L相确定
19一个合金的组织为β+二次α+(α+β)，其组织组成物为（ )。
A β、α;
B β、二次α、α ;
C β、二次α、(α+β) ；
D β、α、(α+β)
20含40％Ｎｉ的Ｃｕ－Ｎｉ合金平衡结晶到二相区内时（ )。
A固相与液相的含Ｎｉ量都是40％ B固相比液相含Ｎｉ量高
C 液相比固相含Ｎｉ量高 D液相含Ｎｉ量大于40％
21 含60％Ｂ的Ａ-B合金（A、B为两种元素)平衡组织由α相和β相组成。此时α相
中含5％B，β相中含10％A，则（ )。
A α相的质量分数为5％，β相的质量分数为95％
B α相的质量分数为９0％，β相的质量分数为10％
C α相的质量分数为64.7％，β相的质量分数为35.3％
D α相的质量分数为35.3％，β相的质量分数为64.7％
22珠光体是一种（）。
A 固溶体
B 机械混合物
C 共晶体
23低温莱氏体是由( )两相组成的。
A奥氏体和渗碳体 B铁素体和奥氏体
C渗碳体和珠光体 D渗碳体和铁素体
24Ｔ12钢室温平衡组织中，二次渗碳体呈（）。
A 层片状 B网状 C球状 D块状
试卷2（热处理）
一、思考题
1.退火的工艺特点是什么？缓慢冷却。能达到什么目的？（细化晶粒、降低硬度、消
除应力、均匀成分。）试举例说明其用途。（工具钢球化退火后硬度下降，方便切削。）2.正火的工艺特点是什么？（空冷）。能达到什么目的？（细化晶粒、消除网状二次
渗碳体。）试举例说明其用途。（工具钢球化退火前如果存在网状二次渗碳体，应先进行正火。）
3.淬火的工艺特点是什么？（快速冷却。）能达到什么目的？（获得高硬度的马氏体）
为什么淬火钢必须再进行回火处理?试举例说明不同回火温度的应用和达到的目的。
4.表面热处理能达到什么目的?指出常用的表面热处理方法。表面热处理能达到什么
目的？（通过改变零件表面层的组织或同时改变表面层的化学成分而改善零件的耐磨性、耐蚀性等）指出常用的表面热处理方法。（表面淬火、化学热处理（渗碳、氮化））
5.轴、锯条、弹簧各应选用何种钢材?各应进行哪种热处理?试述其理由：轴（中碳钢，
调质、表面淬火等，要求综合机械性能好，耐磨）、锯条（工具钢，淬火加低温回火，要求高硬度高耐磨性）、弹簧（c0.5-0.9，淬火加中温回火，要求高弹性）各应选用何种钢材?各应进行哪种热处理？试述其理由：
6.某齿轮要求具有良好的综合机械性能，表面硬度HRC50~60，用45钢制造，加工路
线为：锻造→热处理→粗加工→热处理→精加工→热处理→磨。试说明工艺路线中各个热处理的名称、目的。正火，去应力、细化晶粒；调质，提高综合机械性能；
表面淬火，提高表面硬度，耐磨性。
7.某厂要生产一批锉刀，选T13A钢。经金相检验发现材料有较多网状Fe3C，试问应
采用哪种热处理消除？（正火）应进行何种中间（调质）及最终热处理？（淬火加低温回火）
二、填写下表钢材组织变化
三、填写下表组织变化，并定性比较硬度大小(材料加热前为平衡组织)
四、判断题(正确的打√，错误的打×)
1.奥氏体是碳溶解在γ—Fe中所形成的固溶体，而铁素体和马氏体都是碳溶解在α—
Fe中所形成的固溶体。(√)
2.为了改善15钢、20钢的切削加工性能，可以用正火代替退火。因为正火后的硬度
比退火的低，而且正火周期短，成本低。( ×)
3.珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之
间。(√)
4.淬火的主要目的是为了提高钢的硬度。因此，淬火钢可以不经过回火而直接使用。
(× )
5.回火钢的机械性能与回火温度有关，而与冷却速度无关。(×)
6.马氏体是一种金属化合物。(×)
7.退火的冷却速度慢于正火，正火的冷却速度慢于淬火。(√)
8.钢的淬透性主要取决其合金元素的含量，钢的淬硬性则主要取决于其含碳量。
( √)
9.表面淬火常用于高碳钢。(×)
10.除（Co ）以外，其它合金元素溶入A体中，都能使C曲线右移，提高钢的淬透性。
√
11.钢的渗碳是在低碳钢或低碳合金钢的表面层渗入碳以提高钢的表面硬度及耐磨性
的一种工艺方法。√
五、选择题
1.T8钢加热到（），保温后水冷能获得细小马氏体和残余奥氏体。
A 700℃
B 780℃
C 900℃
D 1000℃
2.45钢加热到F＋A两相区保温，A中的碳质量分数（）钢中的碳质量分数。
A小于 B 等于 C 大于 D可能小于也可能大于
3.T8钢（共析钢）过冷奥氏体高温转变产物为（）。
A珠光体、索氏体、上贝氏体 B 珠光体、上贝氏体、下贝氏体
C 珠光体、索氏体、铁素体D珠光体、索氏体、屈氏体
4.T8钢（共析钢）过冷奥氏体等温冷却中温转变产物为（）。
A屈氏体、上贝氏体 B 上贝氏体、下贝氏体
C 索氏体、屈氏体 D索氏体、上贝氏体
5.马氏体是（）。
A碳在α-Fe中的过饱和固溶体 B碳在α-Fe中的间隙固溶体
C碳在γ-Fe中的过饱和固溶体 D碳在γ-Fe中的间隙固溶体
6.下列钢中C曲线最靠右的钢是（）。
A 20
B 40
C T8 DT10
7.45钢加热到Ac3以上30℃，保温后空冷得到的组织是（）。
A P+F
B S+F
C T+下B
D M
8.T10加热到Ac1以上30℃，保温后水冷得到的组织是（）。
A 马氏体+残余奥氏体
B 马氏体+二次渗碳体
C 马氏体+二次渗碳体+屈氏体D马氏体+二次渗碳体+残余奥氏体
9.45钢经调质处理后得到的组织是（）。
A回火T B 回火M C回火S D S
10.φ10ｘ10 45钢小试样加热到840℃保温，水冷后得到M，其硬度为（）。
A 35HRC
B 45HR
C C 55HRC D65HRC
11.T12钢小试样加热到760℃保温，水冷后其硬度为（）。
A 35HRC
B 45HR
C C 55HRC
D 65HRC
12.45钢回火索氏体的性能是（）。
A强度高，硬度高 B 强度低，塑性好
C 强度低，韧性好D强度高，韧性好
13.下列钢淬透性高低排列正确的是（）。
A T8>60>45>20CrMnTi
B 20CrMnTi>45>60>T8
C 20CrMnTi>T8>60>45
D T8>20CrMnTi>45>60
14.下列钢淬硬性高低排列正确的是（）。
A 40Cr>60>T8>T12
B 40Cr>T12>T8>60
C T12>T8>40Cr>60
D T12>T8>60>40Cr
15.T10钢球化退火的目的是（）。
A提高强度、硬度 B 提高塑性、韧性
C提高切削加工性能 D 提高强度、韧性
16.T12钢正常淬火温度是（）。
A 600℃～620℃
B 720℃～740℃
C 760℃～780℃
D 840℃～860℃
17.45钢正常淬火温度是（）。
A 600℃～620℃
B 720℃～740℃ C760℃～780℃ D840℃～860℃
18.45钢为得到回火索氏体，应进行（）。
A 淬火＋低温回火
B 淬火＋中温回火
C 淬火＋高温回火
D 正火
19.20钢的渗碳温度为（）。
A 600℃～650℃
B 800℃～850℃
C 900℃～950℃ D1000℃～1050℃
20.经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度、可采用（）。
A扩散退火 B去应力退火 C 再结晶退火 D球化退火
21.改善T8钢的切削加工性能，可采用（）。
A 扩散退火
B 去应力退火
C 再结晶退火D球化退火
22.若合金元素能使C曲线左移，钢的淬透性将（）。
A 提高
B 不变C降低 D可能提高，也可能降低
23.对于45钢，当要求具有较高的综合机械性能时，应进行( D )；当同时要求较高的
综合机械性能及较高的表面硬度、耐磨性时应进行(D+B )。
A．正火B．表面淬火C．淬火D．调质处理
试卷3（金属材料）
三、判断题
1.灰口铸铁可通过热处理改变石墨的形态。×
2.可锻铸铁加热到高温可进行锻造加工。×
3.球墨铸铁中的球状石墨是通过球化退火得到的。×
4.灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。√
5.磷会引起钢材的热脆性。×
四、选择题
1.判断钢材质量的依据是( )
A．含碳量 B．合金元素含量 C．强度D．含磷量及含硫量
2.钢中加入（）元素，有利于得到本质细晶粒钢。
A Ti、V、Nb、Zr、Mn
B Ti、V、Nb、Zr、Al
C Ti、V、Nb、Zr、P
D Ti、V、
Nb、Al、P
3.45钢可用来制造（）。
A 轴、齿轮、热锻模具
B 轴、齿轮、锯条
C轴、齿轮、套筒 D轴、齿轮、车刀
4.T10钢可用来制造（）。
A齿轮 B 铣刀 C 手用锯条 D机床床身
5.锉刀可用( )钢制作。
A ４５
B ６０
C Ｔ８
D Ｔ１２
6.制作车床齿轮可用( )钢。
A ４５
B ６０
C Ｔ８ DＴ１２
7.Q345(16Mn)是一种（）。
A 调质钢，可制造车床齿轮
B 渗碳钢，可制造主轴
C 低合金结构钢，可制造桥梁 D弹簧钢，可制造弹簧
8.40Cr是一种（）。
A 调质钢，可制造车床齿轮
B 渗碳钢，可制造主轴
C 低合金结构钢，可制造桥梁
D 弹簧钢，可制造弹簧
9.制造连杆，通常采用（）。
A Q420(15MnVN)
B 20Cr
C 40Cr
D 65Mn
10.40Cr中Cr的主要作用是（）。
A 提高耐蚀性
B 提高回火稳定性及固溶强化F
C 提高切削性
D 提高淬透性及固溶强化F
11.20CrMnTi中Ti的作用是（）。
A 提高抗晶界腐蚀的能力
B 防止渗碳时奥氏体晶粒长大
C 提高淬透性
D 固溶强化铁素体
12.20CrMnTi是一种（）。
A 低合金结构钢，可制造桥梁
B 渗碳钢，可制造齿轮
C 不锈钢，可制造耐酸容器
D 调质钢，可制造齿轮
38CrMoAl
13.制造汽车板簧采用（）。
A 65Mn,经淬火＋中温回火处理
B 65Mn,经淬火＋低温回火处理
C 20Mn2,经淬火＋中温回火处理
D 20Mn2,经淬火＋低温回火处理
14.GCr15是一种滚动轴承钢，其（）。
A 碳含量为1％，铬含量为15%
B 碳含量为0.1％，铬含量为15%
C 碳含量为1％，铬含量为1.5%
D 碳含量为0.1％，铬含量为1.5%
15.GCr15制造的滚珠，最终热处理工艺为（）。
A 淬火＋低温回火，组织为：M＋碳化物＋残余A
B 淬火＋高温回火，组织为：回火S＋碳化物＋残余A
C 淬火＋低温回火，组织为：回火M＋碳化物＋残余A
D 淬火＋高温回火，组织为：回火M＋碳化物＋残余A
16.9SiCr可制造（）。
A 板牙、丝锥、热锻模
B 绞刀、丝锥、热锻模
C板牙、丝锥、冷冲模 D板牙、热锻模、冷锻模
17.CrWMn是一种（）。
A 铁素体不锈钢
B 马氏体不锈钢 C耐热钢D冷作模具钢
18.W18Cr4V中C、W、Cr、V的含量大约为（）。
A 0.1%, 18%W, 4%Cr, 1%V
B 1%, 1%W, 18%Cr, 4%V
C 1%, 18%W, 4%Cr, 1%V
D 0.75%, 18%W, 4%Cr, 1%V
19.W18Cr4V钢的淬火温度和回火温度分别是（）。
A 1260～1280℃，560℃三次
B 840～860℃，560℃三次
C 1260～1280℃，200℃三次
D 840～860℃，200℃三次
20.W18Cr4V是一种高速钢，它可（）。
A 被车刀高速切削
B 制造高速运转的主轴
C 制造中速切削用刀具 D制造高速运转的轴承
21.（）都是不锈钢。
A 1Cr13, 1Cr17, GCr15
B 2Cr13, 20Cr, GCr15
C 1Cr13, 1Cr17, 1Cr18Ni9
D 1Cr13, 1Cr17, Cr12
22.0Cr18Ni19钢固溶处理的目的是（）。
A 增加塑性
B 提高强度 C提高韧性D提高耐蚀性
23.提高1Cr17钢强度的方法是（）。
A 形变强化
B 固溶强化
C 第二相强化
D 马氏体相变强化
24.制造耐酸容器，选用的材料和相应的热处理工艺是（）。
A 1Cr17, 淬火＋高温回火
B CrWMn, 固溶处理
C 1Cr18Ni9, 固溶处理
D 3Cr13, 固溶处理
25.热锻模应选用（）。
A 5CrNiMo, 调质处理
B 40CrNiMo, 调质处理
C 5CrNiMo, 淬火＋低温回火
D 40CrNiMo, 淬火＋低温回火
26.4Cr9Si2是一种（）。
A 低合金刃具钢，可制造板牙
B 马氏体不锈钢，可制造汽轮机叶片
C 热作模具钢，可制造热锻模D耐热钢，可制造汽车发动机排气阀
27.（）强烈促进石墨化。
A C, Si, S
B C, S
C C, Si
D S, Si
28.HT200中石墨的形态为（）。
A 片状
B 球状
C 团絮状 D蠕虫状
29.QT800-2可制造（）。
A 机床床身
B 炉底板
C 轴承座 D曲轴.
30.HT200可制造（）。
A汽缸、轴承座 B 连杆、机床床身 C 曲轴、螺钉 D连杆、曲轴
31.含4％Ｃｕ的Ａｌ－Ｃｕ合金，经固溶处理后在室温放置，强度和硬度会明显升高。这
种现象称为（）。
A 自然硬化
B 人工时效
C 自然强化D自然时效
32.铝合金进行时效时，时效温度越高，则（）。
A 时效速度越快，强度峰值越高
B 时效速度越快，强度峰值越低
C 强度峰值出现时间越长，强度峰值越高强度
D峰值出现时间越长，强度峰值越低
33.时效后的铝合金，在230～250摄氏度短时间加热后，快速水冷至室温时，可以重新变
软。如再在室温放置，又能发生正常的自然时效。这种现象称为（）。
A 回复
B 恢复C回归 D回升
34.ＬＦ11是一种（）。
A 防锈铝合金，不可热处理强化
B 防锈铝合金，可热处理强化
C 硬铝合金，不可热处理强化 D硬铝合金，可热处理强化
35.ＬＦ11（），可制造油箱、油管、铆钉。
A 抗蚀性高，塑性差，密度比纯铝低，强度比纯铝高
B 抗蚀性差，塑性好，密度比纯铝低，强度比纯铝低
C 抗蚀性差，塑性好，密度比纯铝低，强度比纯铝高
D抗蚀性高，塑性好，密度比纯铝低，强度比纯铝高
36.ＬＹ11是一种( )。
A 防锈铝合金，可通过时效提高强度和硬度
B防锈铝合金，不可通过时效提高强度和硬度
C 硬铝合金，可通过时效提高强度和硬度
D硬铝合金，不可通过时效提高强度和硬度
37.LY11可制造( )。
A 曲轴、凸轮轴
B 螺旋桨叶片、铆钉 C油泵壳体 D 高强螺栓
38.ＺＬ105可制造( )。
A 铆钉
B 螺旋桨叶片
C 曲轴油D泵壳体
39.（）是一种单相黄铜，可制作散热器，导电零件。
A H62
B HCu62
C H80
D HCu80
40.QSn6.5-0.1是一种( )。
A 铝青铜
B 锡青铜 C锡基轴承合金 D铜锡轴承合金
41.铍青铜QBe2( ),可制造重要弹性元件、耐磨元件。
A 弹性极限高、疲劳极限高、抗蚀性差、耐磨性好
B 弹性极限高、疲劳极限高、抗蚀性好、耐磨性好
C 弹性极限高、疲劳极限低、抗蚀性差、耐磨性好
D 弹性极限高、疲劳极限低、抗蚀性好、耐磨性好
42.滑动轴承可用( )制造。
A GCr15
B ZL102
C ZChSnSb11-6
D 45钢
试卷4（铸造）
一、思考题
1. 什么叫铸造?为什么铸造在机械生产中得到广泛应用?(1)可生产形状复杂的零件2)适应性
好3)成本低4)节省金属及切削加工工作量
2. 铸件机械性能为何较锻件低?组织粗大，内部常存在缩孔、缩松、气孔、偏析等缺陷
3. 铸造工艺图包括哪些内容?浇注位置、分型面、加工余量、拔模斜度、、不铸的孔、槽、
型芯的结构个数、芯头结构、尺寸、浇冒口等
4. 典型的浇注系统由哪几部分组成?( ?外浇口、直浇口、横浇口、内浇口、出气孔)。冒口
的作用是什么?(补缩)
5. 何谓合金的流动性，（熔融金属本身的流动能力。）影响的因素有哪些?（.合金种类、化学
成分、浇注温度）合金流动性不足时，铸件容易产生哪些缺陷?冷隔、浇不足
6. 何谓合金的收缩?（熔融金属在铸型中凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象）影
响收缩的因素有哪些?（1）化学成分2）浇注温度3）铸件结构4）铸型条件
7. 何谓铸造内应力，其分布规律如何?（厚臂处承受拉应力，薄臂处承受压应力）
8. 根据组织特征划分，常用的铸铁有几种?（白口铁，灰铁，球铁，可铁）各自性能特点如
何?
9. 为什么说铸铁是脆性材料?（延伸率 10. 铸钢的铸造性能如何?（1.钢水流动性差2.收缩大、应力裂纹缩松缩孔倾向大3.熔点高 什么场合宜使用铸钢?（受力大且形状复杂的零件） 11. 生产铸铁件，（冲天炉）铸钢件（电弧炉感应电炉）和有色金属铸件（坩埚炉）所用的 熔炉有哪些? 12. 名词解释 浇注位置：浇注时，铸件在铸型中所处的位置 分型面：分开的铸型的接触面 二、判断题(正确的打√，错误的打×) 1. 当过热度相同时，亚共晶铸铁的流动性随含碳量的增多而提高。(√) 2. 灰铁具有良好的减振性、耐磨性和导热性，是制造床身、壳体、导轨、衬套、内燃机缸体、缸盖、活塞环的好材料。(√) 3. 熔模铸造不需分型面。( √) 4. 铸钢常用熔炉为电弧炉及感应电炉。( √) 5. 可锻铸铁可以进行锻造。( ×) 6. 为了获得铸件内腔，不论砂型铸造、金属型铸造、离心铸造均需使用型芯。(×) 7. 由于流动性差，铸钢件必须采用大尺寸冒口。(×) 8. 选择浇注位置时，应使零件的重要工作面朝上。(×) 三、选择题 1. 冷却速度对各种铸铁的组织、性能均有影响，其中对( )影响极小，所以，它适于生产厚壁或壁厚不均匀的大型铸件。 A．灰铁B．可铁C．球铁D．孕育铸铁 2. HT100、KTH300—06、QT400—18的机械性能各不相同，主要原因是它们的( )不同。 A．基体组织B．碳的存在形式C．石墨形态D．铸造性能 3. 灰铸铁、球墨铸铁、铸钢三者的铸造性能优劣顺序为( )。 A．ZG＞QT＞HT B．HT＞QT＞ZG C．HT＞ZG＞QT D．QT＞ZG＞HT E．ZG＞HT＞QT F．ZQ＝QT＝HT （注：符号“＞”表示“优于”或“高于”；符号 “＝”表示相同）。 4. 从图2—1所示灰铸铁件上的不同部位切取l、2、 3号标准拉力试棒。经测试后，三者的抗拉强度应符合 ( )。 A．σ3＞σ2＞σl B．ζ1＞ζ2＞ζ3 C．ζl＞ζ2＜ζ3D．ζl＝ζ2＝ζ 3 图2—1 5. 灰铸铁、球墨铸铁、铸钢三者的塑韧性高低的顺序为( )。 A．ZG＞QT＞HT B．HT＞QT＞ZG C．HT＞ZG＞QT D．QT＞ZG＞HT E．ZG＞HT＞QT F．ZQ＝QT＝HT 四、试从下列几个方面定性比较灰铁、可铁、球铁与铸钢。 五、填空题 l. 机器造型均采用模板进行两箱造型，即只允许一个分型面。 2. 合金的铸造性能是指合金在铸造过程中所表现出来的流动性和收缩性。 3. 液体合金的流动性是指液体金属本身的流动能力，液体合金流动性不足，铸件易产生 浇不足和冷隔等铸造缺陷。 4. 影响液体合金流动性的主要因素为浇注温度及合金的成分。 5. 铸造合金的收缩由液态收缩、凝固收缩和固态收缩三阶段组成。其中液态收缩、凝 固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因；固态收缩则是铸件产生铸造内应力、变形及裂纹的基本原因。 6. 铸造内应力分布的规律是铸件厚壁处承受拉应力，薄壁处承受压应力；铸件 变形的规律是厚壁处内凹，薄壁处外凸。 7. 可锻铸铁主要用于制造用于生产形状复杂的薄壁受力小件。 8. 球铁中球状石墨的形成时刻是液体金属结晶时，可铁中的团絮状石墨的形成时刻是固 态石墨化退火时。 9. 铸铜与铸铝的熔炼特点是易吸气、易氧化。 10.在设计铸件结构时，凡是垂直于分型面的不加工表面应具有结构斜度 六、填空比较下面几种铸造方法： 七、将某一成分铁水浇成三角形试块后，用金相检查其断面组织，可分为五个区域，（如 图2—3）若区Ⅰ为白口组织，区域Ⅴ为铁素体基体灰铸铁，试填写Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ区域的组织。 图2—3 八、图2—4所示铸件各有两种结构方案。试分析哪种结构较为合理？为什么？ 图2—4 A 壁厚不均匀 b加强筋十字交叉 c圆角妨碍拔模 d空心球没有出砂孔 e 便于分型 f便于出砂 g 避免大的水平面 试卷5（锻压） 一、思考题 1. 何谓塑性变形(不可逆的变形)?塑性变形的实质是什么?(晶内滑移的基础上，晶粒间产生了相互转动和滑动) 2. 什么叫加工硬化?（随着塑性变形量的增加，金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象称为加工硬化）加工硬化对金属组织及机械性能的影响如何?（强硬度增加，塑韧性下降） 3. 何谓锻造比?（表示金属变形程度的参数）说明锻造比对于金属组织和机械性能的影响。 4. 纤维组织是如何形成的?（随塑性变形量增加，原来的等轴晶沿变形方向逐渐伸长，当变形量很大时，晶粒被拉成纤维状，再结晶后成为细小等轴晶，这种组织称为纤维组织）它对机械性能有何影响?（各向异性）能否消除纤维组织?（不能） 5. 评价金属可锻性好坏的指标是什么?（塑性和流变应力）影响可锻性的因素是什么? 6 名词解释 再结晶冷变形后的金属，加热到一定温度，破碎的晶粒重新转变为无畸变的等轴晶粒的过程重结晶即同素异晶转变 7. 板料冲压有哪些特点? .生产效率高；.成本低；.制品重量轻、刚度和强度高.表面质量好、尺寸精度高.；形状可十分复杂；.操作方便，易实现机械化和自动化等优点；.但冲模的结构复杂，制造周期长成本高.；冷冲压只适合于大批量生产。 二、填空 l. 金属材料的冷热变形是以再结晶温度为界限的。 2. 金属材料在冷变形下会发生加工硬化现象，强硬度增加，塑韧性下降。 3. 在热变形中金属同时进行着两个过程，但往往加工硬化随时被再结晶过程所消除。 4. 金属材料的可锻性常由变形抗力和塑性两个指标综合衡量，可锻性决定于金属的性质及变形条件条件两个因素。 5. 压力加工的主要生产方法有自由锻模锻冲压轧制拉拔挤压六种。 6. 板料冲压工序分为分离工序和变形工序两大类。 7. 冲裁工序中，冲下部分为工件(成品)，周边为废料时称为落料工序，相反时称为冲孔工序。 8. 拉深系数m是指拉深后的工件直径与拉深前坯料直径的比值。m值越小，则变形程度越大。在多次拉深中，因考虑材料产生加工硬化，往往要插入中间再结晶退火工序。 10. 合理利用纤维组织应遵守两个基本原则，纤维方向应与 零件轮廓相符合而不被切断；使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直。 11. 单晶体塑性变形的实质是晶内的滑移。 12. 拉深时，可能产生拉穿和起皱两种缺陷。 13. 板料弯曲时，如果弯曲圆角半径过小，会出现弯裂。 14.板料冲压中的落料工序和拉伸工序的上、下模形状相似。但由于凸凹模间隙不同和凸凹模的圆角半径不同这两种因素，使之获得截然不同的工艺效果。 15. 一般在多次拉深中，应安排再结晶退火工序。以改善由于冷变形而产生的加工硬化现象，否则，则易产生拉穿和起皱。 16. 板料弯曲时，其纤维方向应与弯曲线垂直，否则易发生弯裂。 17. 常用自由锻设备为锻锤及压力机。 18. 常用冲压设备为剪床及冲床。 三、选择题 1. 纤维组织使材料的机械性能呈现方向性，沿纤维方向，垂直于纤维方向( )。 A．抗拉强度最高B．抗剪强度最高 C．疲劳强度最高D．屈服强度最高 2. 为了简化锻件，将小孔、凹档、小台阶等不予锻出而添加的那部分金属，称为( )。 A．余量B．收缩量C．敷料D．料头 3. 对于带通孔模锻件，模锻时不可能冲穿。终锻后孔内留下一薄层金属，称为( )。 A．飞边B．毛刺C．冲孔料芯D．冲孔连皮 4. 终锻模膛形状与锻件相适应，但尺寸比锻件放大了一个( )。 A．冷却收缩量B．加工余量C．氧化皮量D．飞边量 5. 锻模沿分模面设置飞边槽，主要作用是( )。 A．便于取出锻件B．便于金属充满模膛和排出多余金属 C．节约材料D．节约能量 6. 碳素钢之所以可以锻造，是由于它在高温时处于塑性好，变形抗力小的( C)组织。 A．铁素体B．珠光体 C ．奥氏体D．渗碳体 7. 硬币的制造方法为( )。 A．砂型铸造B．模锻C．切削加工D．冲压 8. 凡具有一定塑性的金属才能用压力加工方法成形，得到所需要的产品。 如( )就不能采用压力加工方法成形。 A．灰铸铁B．低碳钢C．铝合金D．铜合金 9. 某种合金的塑性较低，但又要用压力加工方法成形。此时，以选用( )方法的成形效果最好。 A．轧制B．挤压C．拉拔D．自由锻造 10. 用直径6.5mm的Q235线材制成直径2mm的钢丝，需要多次冷拔，为使冷拔能顺利进行，通常应( )。 A．增加润滑B．使用有利于变形的模具 C．进行工序间再结晶退火D．降低变形速度 11. 对同一种金属用不同方式进行压力加工，其中( )时，变形抗力最大。 A．自由锻造B．轧制C．拉拔D．挤压 12. 有一批大型锻件，因晶粒粗大，不符合质量要求。经技术人员分析，产生问题的原因是( )。 A．始锻温度过高B．终锻温度过高 C．始锻温度过低D．终锻温度过低 13. 用钢锭锻造锻件，为了能够充分打碎铸态晶粒，获得优良的机械性能，其锻造比应选( )。 A．1~1.2 B．1.2~1.5 C．1.5~2.0 D．2.0~5.0 14. 用下列方法生产钢齿轮时，使用寿命最长，强度最好的为( )。 A．精密铸造齿轮B．利用厚板切削的齿轮 C．模锻的齿轮D．利用圆钢经镦粗后加工的齿轮。 15. 45钢加热后，锻造时呈块状碎裂，完全丧失了可锻性。这是由( )引起的。 A．过热B．过烧C．热应力D．氧化E．脱碳 16. 某厂一台空气压缩机中重6kg的曲轴断裂了，因买不到配件，自行制造。锻造车间制坯，选用的设备应该是( )。 A．空气锤B．摩擦压力机 C．平锻机D．蒸汽一空气模锻锤 17. 辙粗、拔长、冲孔工序部属于( ) A．精整工序B．辅助工序C．基本工序 18. 大批量生产外径为50mm、内径为25mm、厚为2mm的垫圈。为保证孔与外圆的同轴度应选用( )。 A．简单模B．连续模C．复合模 四、填表 五、判断题(正确的打√，错误的打×) √1. 金属塑性变形时只产生形状的变化，基本上不发生体积的变化。( ) ×2. 塑性是金属固有的一种属性，它不随压力加工方式的变化而变化。( ) √3. 冷拔可以提高产品的强度和表面质量。( ) ×4. 金属经热锻并冷却后，锻件内部的晶粒沿变形方向拉长，并产生碎晶。若对该锻 复习题 一、填空题 1．材料力学性能的主要指标有硬度、塑性、冲击韧度、断裂韧性、疲劳强度等 2．在静载荷作用下，设计在工作中不允许产生明显塑性变形的零件时，应使其承受的最 大应力小于屈服强度，若使零件在工作中不产生断裂，应使其承受的最大应力小于抗拉强度 。 3．ReL（σs）表示下屈服强度，Rr0.2（σr0.2）表示规定残余伸长强度，其数值越大，材料抵抗塑性性别能力越强。 4．材料常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率两种。其中用断后伸长率表示塑性更接近材料的真实变形。 5．当材料中存在裂纹时，在外力的作用下，裂纹尖端附近会形成一个应力场，用应力强度因子KI来表述该应力场的强度。构件脆断时所对应的应力强度因子称为断裂韧性，当K I >K I c 6密排六方晶格三种。 7．亚共析钢的室温组织是铁素体+珠光体（F+P），随着碳的质量分数的增加，珠光体的比例越来越大，强度和硬度越来越高，塑性和韧性越来越差。 8．金属要完成自发结晶的必要条件是过冷，冷却速度越大，过冷度越大，晶粒越细，综合力学性能越好。 9．合金相图表示的是合金的_成分___ 、组成、温度和性能之间的关系。 10. 根据铁碳合金状态图，填写下表。 11．影响再结晶后晶粒大小的因素有加热温度和保温时间、杂质和合金元素、第二项点、变形程度。 12．热加工的特点是无加工硬化现象；冷加工的特点是有加工硬化现象。13．马氏体是碳全部被迫固溶于奥氏体的饱和的固溶体，其转变温度范围（共析刚）为+230~-50 。 14．退火的冷却方式是缓慢冷却，常用的退火方法有完全退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、等温退火和再结晶退火。 15．正火的冷却方式是空冷，正火的主要目的是细化金属组织晶粒、 改善钢的机械性能、消除在锻轧后的组织缺陷。 16．调质处理是指淬火加高温回火的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的综合机械性能。 材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案 第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝则和定向凝则？ 答：①同时凝则：将浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果没球墨铸铁好？普通灰铸铁常用热处理方法有哪些？目的是什 么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。 第三章 ⑴．为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇铸成形？为什么脱蜡时水温不应达到沸点？ 答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的蜡料中，石蜡和硬脂酸各占50%，其熔点为50℃~60℃，高熔点蜡料可加入塑料，制模时，将蜡料熔为糊状，目的除了使温度均匀外，对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。 《工程材料及其成形基础》课程总复习（参考） （上册） 一、单项选择题 （每小题×分，在备选答案中只有一个是正确的，将其选出并把它的标号写在题后表格内） 1.常用的工程强度判据有：（） A.Rm B.A. C.HB D.αk 2.适用HRC测定硬度的材料有：（） A.ZL102 B.HT150 C.60Si2Mn D.Q235. 3.下列不属于影响金属晶粒粗细的因素是：（） A.晶核数目； B.材料硬度； C.变质剂增加； D.冷却速度。 4.Fe3C具有：（） A.体心立方晶格； B.面心立方晶格； B. C.密排六方晶格； D.复杂斜方晶格。 5.P+Fe3C称为：（） A.Ld; B.Fe3C; C.Ld’; D.A 6.钳工实习中挫小锤用的板锉是用（）制造的。 A.W18Cr4V; B.Q235; C.T12A; D.2Cr13. ７.减速器蜗轮应选用材料为：（） A.ZCuSn10Pb1; B.1Cr18Ni9; C.9Mn2V; D.38CrMoAlA. 8.保温杯选用不锈钢制造是基于（）考虑。 A.满足工作要求； B.满足工艺要求； C.提高性价比值； D.我国资源富有。 9.一般车床主轴半精加工后经过淬火又配以（）处理。 A.低温回火； B.中温回火； C.高温回火； D.正火。 10.消除工件加工硬化现象应选用的热处理方法为（） A.完全退火； B.球化退火； C.去应力退火； D.再结晶退火。 11.如下铸造方法中充型能力最差的为（）： A.压力铸造； B.低压铸造； C.离心铸造； D.砂型铸造。 12.造成铸件外廓尺寸减小的原因是：（） A.液态收缩； B.凝固收缩； C.糊状收缩； D.固态收缩。 13.对用于静载荷下要求高强度、高耐磨性或高气密性铸件，特别是厚大件应选用：（） A.ZG200-400; B.QT700-2; C.HT300; D.KTH370-15. 14.大型柴油机缸盖、钢锭模、金属型应选用（）制造。 A.ZG270-500; B.RuT-400 ; C.QT400-18; D.HT350. 15.对零件图上不要求加工的孔、槽，可铸出尺寸为（）： A.30～50； B.15～20； C.12～15； D.无论大小。 16.机器造型工艺特点为（）： A.环芯两箱造型； B.模板两箱造型； C.无芯三箱造型； D.无箱造型。 17.大口径的煤气管道多用球墨铸铁，使用（）法。 A.重力连续铸造； B.低压铸造； C.离心铸造； D.金属型铸造。 18.常用铸造方法中生产率最高的为：（） A.砂型铸造； B.熔模铸造； C.压力铸造； D.离心铸造。 材料成型基础习题集 一.解释名词 1.开放式浇注系统：浇口的总截面积大于直浇口的截面积的浇注系统。合金在直浇口中不停 留而直接进入铸型的浇注系统。该浇注系统流动性好，但缺乏挡渣作用。 2.封闭式浇注系统：浇口的总截面积小于直浇口的截面积的浇注系统。直浇口被合金灌满而 使渣漂浮在上部，具有较好的挡渣作用，但影响合金的流动性。 3.顺序凝则：通过合理设置冒口和冷铁，使铸件实现远离冒口的部位先凝固，冒口最后凝固 的凝固方式。 4.同时凝则：通过设置冷铁和补贴使铸件各部分能够在同一时间凝固的凝固方式。 5.孕育处理：在浇注前往铁水中投加少量硅铁、硅钙合金等作孕育剂，使铁水产生大量均匀 分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。 6.可锻铸铁：是白口铸铁通过石墨化退火，使渗碳体分解而获得团絮状石墨的铸铁。 7.冒口：是在铸型储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。 8.熔模铸造：用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出 模样后经高温焙烧，然后进行浇注的铸造方法。 9.离心铸造：使熔融金属浇入绕水平轴、倾斜轴或立轴旋转的铸型，在惯性力的作用下，凝 固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。 10.锻造比：即锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比或高度比 来表示。 11.胎模锻造：是在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种锻造方法。 12.拉深系数：指板料拉深时的变形程度，用m=d/D表示，其中d为拉深后的工件直径，D 为坯料直径。 13.熔合比：熔化焊时，母材加上填充金属一起形成焊缝，母材占焊缝的比例叫熔合比。 14.焊缝成形系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值 （φ=B／H）。 15.氩弧焊：是以氩气作为保护气体的气体保护电弧焊。 16.电渣焊：是利用电流通过液体熔渣产生的电阻热做为热源，将工件和填充金属熔合成焊缝 的垂直位置的焊接方法。 17.点焊：是利用柱状电极在两块搭接工件接触面之间形成焊点而将工件焊在一起的焊接方 法。 18.冷裂纹敏感系数：依据钢材板厚、焊缝含氢量等重要因素对焊接热影响区淬硬性的影响程 度。 二.判断正误 1、垂直安放的型芯都要有上下型芯头. （√） 2、熔模铸造不需要分型面. （√） 3、型芯烘干的目的主要是为了提高其强度. （√） 4、确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝上. （╳） 改正：确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝下. 5、钢的碳含量越高,其焊接性能越好. （╳） 改正：钢的碳含量越高,其焊接性能越差. 6、增加焊接结构的刚性,可减少焊接应力. （√） 填空题 1．常用毛坯的成形方法有铸造、、粉末冶金、、、非金属材料成形和快速成形. 2.根据成形学的观点,从物质的组织方式上,可把成形方式分为、、 . 1．非金属材料包括、、、三大类. 2．常用毛坯的成形方法有、、粉末冶金、、焊接、非金属材料成形和快速成形作业2 铸造工艺基础 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（×） 2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（O） 3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（O） 4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O） 5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×） 6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。（×）7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（O） 8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（O） 2-2 选择题 1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（D）。 A．减弱铸型的冷却能力； B．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度； D．A、B和C； E．A和C。 2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（D），而同时凝固适合于（B）。 A．吸气倾向大的铸造合金； B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C．流动性差的铸造合金； D．产生缩孔倾向大的铸造合金。 3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（D）；消除铸件中机械应力的方法是（C）。 A．采用同时凝固原则； B．提高型、芯砂的退让性； C．及时落砂； D．去应力退火。 4．合金的铸造性能主要是指合金的（B）、（C）和（G）。 A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。 《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序。（6分） 自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写出修改原因。 图7手弧焊钢板焊接结构（2分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2分） 修改原因：修改原因： 图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因： 《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空0.5分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．过热度相同时，结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。 2．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。 3．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 4．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。 5．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。 6．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件的冷却速度。 7．制定铸造工艺图时，铸件的重要表面应朝下或侧立，同时加工余量应大于其它表面。8．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。铸件壁厚差越大，铸造应力也越大。 9．型芯头是型芯的一个组成部分。它不仅能使型芯定位，排气，同时还能形成铸件的内腔。10．为了防止铸钢件产生裂纹，设计零件的结构时，尽量使壁厚均匀；在合金的化学成分上要严格限制硫和磷的含量。 11．用压力铸造方法可以生产复杂的薄壁铸件，同时铸件质量也很好。要进一步提高铸件的机械性能，可以通过热处理的方法解决。 12．铸件大平面在浇注时应朝下放置，这样可以保证大平面的质量，防止夹砂等缺陷。13．自由锻的工序分为辅助工序、基本工序和修整工序，实际生产中，最常用的自由锻基本工序是镦粗、拔长、冲孔和轧制等。 14．制定铸造工艺图时，选择浇注位置的主要目的是保证铸件的质量，而选择分型面的主要目的是简化造型工艺。 15．把低碳钢加热到1200℃时进行锻造，冷却后锻件内部晶粒将沿变形最大的方向被拉长并产生碎晶。如将该锻件进行再结晶退火，便可获得细晶组织。 材料成型基础论文------铸造工艺之砂型铸造 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代制造工业的基础工艺之一。铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。 铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件，如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。另外，铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件，在数量和吨位上迄今仍是最多的。 铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。 铸造机械一般按造型方法来分类，习惯上分为普通砂型铸造和特种铸造。普通砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型铸造三类。特种按造型材料的不同，又可分为两大类：一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等；一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。 铸造工艺有与其他工艺不同的特点，主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造工艺会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染，比起其他机械制造工艺来更为严重，需要采取措施进行控制。 砂型铸造 砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。 钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量，常在砂型.剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各种附加物。 砂型铸造的优缺点 (1) 优点 a.金属型冷却速度较快，铸件组织较致密，可进行热处理强化，力学性能较好。 b.金属型铸造，铸件质量稳定，表面粗糙度优于砂型铸造，废品率低。 c.劳动条件好，生产率高，工人易于掌握。 (2) 缺点 a.金属型导热系数大，充型能力差。 b.金属型本身无透气性。必须采取相应措施才能有效排气。 一、名词解释 1、铸造：将液态金属浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中冷却后获得铸件的方法。 2、热应力：在凝固冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。 3、收缩：铸件在液态、凝固态和固态的冷却过程中所发生的体积缩小的现象，合金的收缩 一般用体收缩率和线收缩率表示。 4、金属型铸造：用重力浇注将熔融金属注入金属铸型而获得铸件的方法。 5、流动性：熔融金属的流动能力，近于金属本身的化学成分、温度、杂质含量及物理性质 有关，是熔融金属本身固有的性质。 二、填空题 1、手工造型的主要特点是（适应性强）（设备简单）（生产准备时间短）和（成本低），在 （成批）和（大量）生产中采用机械造型。 2、常用的特种铸造方法有（熔模铸造）（金属型铸造）（压力铸造）（低压铸造）和（离心 铸造）。 3、铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）（中间凝固）和 （糊状凝固）三种凝固方式。纯金属和共晶成分的合金是按（逐层）方式凝固。 4、铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中（液态收缩和凝固收缩）是铸件产生缩 孔和缩松的根本原因，而（固态）收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。 5、铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高，流动性差）和（收缩大）。 6、影响合金流动性的内因有（液态合金的化学成分），外因包括（液态合金的导热系数） 和（黏度和液态合金的温度）。 7、铸造生产的优点是（成形方便）（适应性强）和（成本低），缺点是（铸件力学性能较低） （铸件质量不够稳定）和（废品率高）。 三、是非题 1、铸造热应力最终的结论是薄壁或表层受拉。错 2、铸件的主要加工面和重要的工作面浇注时应朝上。错 3、冒口的作用是保证铸件的同时冷却。错 4、铸件上宽大的水平面浇注时应朝下。对 5、铸造生产特别适合于制造受力较大或受力复杂零件的毛坯。错 6、收缩较小的灰铸铁可以采用定向（顺序）凝固原则来减少或消除铸造内应力。错 7、相同的铸件在金属型铸造时，合金的浇注温度应比砂型浇注时低。错 8、压铸由于熔融金属是在高压下快速充型，合金的流动性很强。对 9、铸件的分型面应尽量使重要的加工面和加工基准面在同一砂箱内，以保证铸件精度。对 10、采用震击紧实法紧实砂型时，砂型下层的紧实度小于上层的紧实度。错 11、由于压力铸造具有质量好、效率高、效益好等优点，目前大量应用于黑色金属的 铸造。错 12、熔模铸造所得铸件的尺寸精度高，而表面光洁度较低。错 13、金属型铸造主要用于形状复杂的高熔点难切削加工合金铸件的生产。错 四、选择题 1、形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用（B） A 金属型铸造 B 熔模铸造 C 压力铸造 2、铸造时冒口的主要作用是（B） A 增加局部冷却速度 B 补偿热态金属，排气及集渣 C 提高流动性 3、下列易产生集中缩孔的合金成分是（C） A 0.77%C B 球墨铸铁 C 4.3%C 第一篇 金属铸造成形工艺 一.掌握铸造定义与实质及其合金的铸造性能。 A铸造：将熔融金属浇入铸型型腔， 经冷却凝固后获得所需铸件的方法。 B铸造实质：液态成形。 C合金：两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素（碳）熔和在一起，所构成具有金属特性的物质。 D合金的铸造性能：是指合金在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力，流动性和收缩性是合金的主要铸造工艺特性。 二.掌握合金的充型能力及影响合金充型能力的因素。 A合金的充型能力：液态合金充满铸型，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。 B影响合金充型能力的因素： （1）铸型填充条件 a. 铸型材料； b. 铸型温度； c. 铸型中的气体 （2）浇注条件 a. 浇注温度（T） T 越高（有界限），充型能力越好。 b. 充型压力 流动方向上所受压力越大， 充型能力越好。 （3）铸件结构 结构越复杂，充型越困难。 三.掌握合金收缩经历的三个阶段及其铸造缺陷的产生。 A合金的收缩：合金从浇注、凝固、冷却到室温，体积 和尺寸缩小的现象。 B合金收缩的三个阶段： （1）液态收缩 合金从 T浇注→ T凝固开始 间的收缩。 （2）凝固收缩 合金从 T凝固开始→T凝固终止 间的收缩。 液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。 （3）固态收缩（易产生铸造应力、变形、裂纹等。） 合金从 T凝固终止→T室 间的收缩。 四.了解形成铸造缺陷（缩孔，缩松）的主要原因及其防止措施。 A产生缩孔和缩松的主要原因：液态收缩 和 凝固收缩 导致。 B缩孔形成原因：收缩得不到及时补充； 缩松形成原因：糊状凝固，被树枝晶体分隔区域难以实现补缩。 C缩孔与缩松的预防： （1）定向凝固，控制铸件的凝固顺序； （2）合理确定铸件的浇注工艺 五.掌握铸件产生变形和裂纹的根本原因。 铸件产生变形和裂纹的根本原因：铸造内应力（残余内应力） 六.掌握预防热应力的基本途径。 预防热应力的基本途径：缩小铸件各部分的温差，使其均匀冷却。借助于冷铁使铸件实现同时凝固。 机械制造基础题目 一．填空题 1．手工造型的主要特点是：适应性强、设备简单、生产准备时间短和成本低。2．常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造。 3．铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）、（中间凝固）和（糊状凝固）三种凝固方式。纯金属和共晶成分的合金是按（逐层凝固）的方式凝固。 4．铸造合金在凝固过程的收缩分为三个阶段，其中（液态）和（凝固）收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而（固态）收缩是铸件产生变形和裂纹的根本原因。 5．按照气体的来源，铸件中的气孔分为（侵入性气孔）、（析出性气孔）和（反应性气孔）三类。因铝合金液体除气效果不好等原因，铝合金铸件中常见的针孔属于（析出性气孔）。 6．影响合金流动性的内因是（液态合金的化学成分），外因包括（液态合金的导热系数）和（粘度和液态合金的温度）。 7．铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高）、（流动性差）、和（收缩大）。 8.合金的铸造性能主要是指（合金的充型能力）、（收缩）、（吸气性）等。 9.整个收缩过程经历（液态收缩）、（凝固收缩）、（固态收缩）三个阶段。 10.铸造内应力按产生的不同原因主要分为（热应力）、（机械应力）两种。 11.灰口铸铁根据石墨的不同形态可分为（普通灰口铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）和（蠕墨铸铁）。 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， 第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素： 金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式 ②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。 收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 9.影响收缩的因素 （１）化学成分：碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力 10.缩孔及缩松：铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 缩孔的形成：主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。 缩松的形成：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。 材控08－1,2《材料成型基础》复习题 成型—利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序 一、金属液态成型 1、何谓铸造**？铸造有哪些特点？试从铸造的特点分析说明铸造就是生产毛坯的主要方法？ 答:熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得一定形状与性能铸件的成形方法,称为铸造 1)可以生产出形状复杂,特别就是具有复杂内腔的零件毛坯,如各种箱体、床身、机架等。 2)铸造生产的适应性广,工艺灵活性大。工业上常用的金属材料均可用来进行铸造,铸件的重量可由几克到几百吨,壁厚可由0、5mm到1m左右。 3)铸造用原材料大都来源广泛,价格低廉,并可直接利用废机件,故铸件成本较低。 缺点1)铸造组织疏松、晶粒粗大,内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷,因此,铸件的力学性能,特别就是冲击韧度低于同种材料的锻件。2)铸件质量不够稳定。 2、何谓合金的铸造性能**?它可以用哪些性能指标来衡量**？铸造性能不好,会引起哪些缺陷？ 铸造性能——合金易于液态成型而获得优质铸件的能力。 合金的铸造性能包括金属的流动性、凝固温度范围与凝固特性、收缩性、吸气性等。 3、什么就是合金的流动性**？影响合金流动性的因素有哪些？(P2) 流动性流动性就是指熔融金属的流动能力;合金流动性的好坏,通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量 流动性的影响因素1)合金的种类及化学成分{1、越接近共晶成分,流动性就越好。2、选用结晶温度范围窄的合金,以便获得足够的流动性。}2)铸型的特点3)浇注条件 4、从Fe－Fe3C相图分析,什么样的合金成分具有较好的流动性**？为什么？ 越接近共晶合金流动性越好。 凝固温度范围越窄,则枝状晶越不发达,对金属流动的阻力越小,金属的流动性就越强 5、试比较灰铸铁、碳钢与铝合金的铸造性能特点。 6、铸件的凝固方式依照什么来划分？哪些合金倾向于逐层凝固？ 1、合金的凝固方式(1)逐层凝固方式(图1-5a) 合金在凝固过程中其断面上固相与液相由一条界线清楚地分开,这种凝固方式称为逐层凝固。常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。 2)糊状凝固方式(图1-5c) 合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固,这种凝固方式称为糊状凝固。球墨铸铁、高碳钢、锡青铜与某些黄铜等都就是糊状凝固的合金。 (3)中间凝固方式(图1-5b)大多数合金的凝固介于逐层凝固与糊状凝固之间,称为中间凝固方式。中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。 7、缩孔与缩松就是怎样形成的？可采用什么措施防止？ 形成缩孔与缩松的主要原因都就是液态收缩与凝固收缩所致;防止措施:a)采用定向凝固的原则b)合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺c)合理应用冒口、冷铁与补贴 8、合金收缩由哪三个阶段组成**？各会产生哪些缺陷？影响因素有哪些？如何防止？ 1、液态收缩金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。 2、凝固收缩熔融金属在凝固阶段的体积收缩。液态收缩与凝固收缩就是铸件产生缩孔与缩松的基本原因。 3、固态收缩金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。固态收缩对铸件的形状与尺寸精度影响很大,就是铸造应力、变形与裂纹等缺陷产生的基本原因。 二)影响收缩的因素1、化学成分不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合金中铸钢的收缩最大,灰铸铁最小。 2、浇注温度合金浇注温度越高,过热度越大,液体收缩越大。 3、铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时,因其形状、尺寸的不同,各部分的冷却速度不同,导致收缩不一致,且互相阻碍,又加之铸型与型芯对铸件收缩的阻力,故铸件的实际收缩率总就是小于其自由收缩率。这种阻力越大,铸件的实际收缩率就越小。 缩孔、缩松的防止措施 9、何谓同时凝固原则与定向(顺序)凝固原则**？对图1所示阶梯型铸件设计浇注系统与冒口及冷铁,使其实现定向凝固。 材料成型技术基础复习重点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 1.1 1.常用的力学性能判据各用什么符号表示它们的物理含义各是什么 塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性 1.2 金属的结晶：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。 细化晶粒的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。 合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。 1.3 铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体 1.4 钢的牌号和分类 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 1.5 塑料即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。 热塑性塑料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。 热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。 橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。 1.6 复合材料：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。 通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧性等。 1.8工程材料的发展趋势 据预测，21世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主导地位，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。 今后材料发展的总趋势是：以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。 2.0材料的凝固理论 凝固：由液态转变为固态的过程。 结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 粗糙界面：微观粗糙、宏观光滑； 将生长成为光滑的树枝； 大部分金属属于此类 光滑界面：微观光滑、宏观粗糙； 将生长成为有棱角的晶体； 非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类 偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象 宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象 2.1 铸件凝固组织：宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况，铸件的凝固组织是由合金的成分和铸造条件决定的。 铸件的宏观组织一般包括三个晶区：表面的细晶粒区、柱状晶粒区和内部等轴晶区。 复习题 一、填空题 1.材料力学性能的主要指标有、、、、疲劳强度等 2.在静载荷作用下,设计在工作中不允许产生明显塑性变形的零件时,应使其承受的最 大应力小于 ,若使零件在工作中不产生断裂,应使其承受的最大应力小于。 3.ReL(σs)表示 ,Rr0、2(σr0、2)表示 ,其数值越大,材料抵抗能力越强。 4.材料常用的塑性指标有与两种。其中用表示塑性更接近材料的真实变形。 5.当材料中存在裂纹时,在外力的作用下,裂纹尖端附近会形成一个应力场,用来表述该应力场的强度。构件脆断时所对应的应力强度因子称为 ,当K I >K I c时,材料发生。 6.金属晶格的基本类型有、、三种。 7.亚共析钢的室温组织就是铁素体+珠光体(F+P),随着碳的质量分数的增加,珠光体的比例越来越 ,强度与硬度越来越 ,塑性与韧性越来越。 8.金属要完成自发结晶的必要条件就是 ,冷却速度越大, 越大,晶粒越 ,综合力学性能越。 9.合金相图表示的就是合金的____ 、、与之间的关系。 11.影响再结晶后晶粒大小的因素有、、、。 12.热加工的特点就是 ;冷加工的特点就是。 13.马氏体就是的固溶体,其转变温度范围(共析刚)为。 14.退火的冷却方式就是 ,常用的退火方法有、、 、、与。 15.正火的冷却方式就是 ,正火的主要目的就是、 、。 16.调质处理就是指加的热处理工艺,钢件经调质处理后,可以获得良好的性能。 17.W18Cr4V钢就是钢,其平均碳含量(Wc)为: ％。最终热处理工艺就是,三次高温回火的目的就是。 18.ZL102就是合金,其基本元素为、主加元素为。 19.滑动轴承合金的组织特征就是或者。 20.对于热处理可强化的铝合金,其热处理方法为。 21.铸造可分为与两大类;铸造具有与成本低廉等优点,但铸件的组织 ,力学性能 ;因此,铸造常用于制造形状或在应力下工作的零件或毛坯。 22.金属液的流动性 ,收缩率 ,则铸造性能好;若金属的流动性差,铸件易出现等的铸造缺陷;若收缩率大,则易出现的铸造缺陷。 23、常用铸造合金中,灰铸铁的铸造性能 ,而铸钢的铸造性能。 24.铸型的型腔用于形成铸件的外形,而主要形成铸件的内腔与孔。 25.一般铸件浇注时,其上部质量较 ,而下部的质量较 ,因此在确定浇注位置时,应尽量将铸件的朝下、朝上。 26.冒口的主要作用就是 ,一般冒口厘设置在铸件的部位。 27.设计铸件时,铸件的壁厚应尽量 ,并且壁厚不宜太厚或太薄;若壁厚太小,则铸件易出现的缺陷;若壁厚太大,则铸件的。 28.衡量金属可锻性的两个主要指标就是塑性与变形抗力、 塑性愈高, 变形抗力愈小,金属的可锻性就愈好。 29.随着金属冷变形程度的增加,材料的强度与硬度 ,塑性与韧性 ,使金属的可锻性。 30.自由锻零件应尽量避免、、等结构。 31.弯曲件的弯曲半径应大于 ,以免弯裂。 32.冲压材料应具有良好的。 33.细晶粒组织的可锻性粗晶粒组织。 34.非合金钢中碳的质量分数愈低,可锻性就愈。 35.焊接方法按焊接过程的特点分、、三大类。 36.影响焊接电流的主要因素就是焊条直径与焊缝位置。焊接时,应在保证焊接质量的前提下,尽量选用大的电流,以提高生产率。 37.电焊机分为与两大类。 38.焊缝的空间位置有、、、。 39.焊接接头的基本形式有、、、。 40.气体保护焊根据保护气体的不同,分为焊与焊等。 41.点焊的主要焊接参数就是、与。压力过大、电流过小,焊点强度 ;压力过小、电流过大,易、。 二、判断题 ( - )1.机器中的零件在工作时,材料强度高的不会变形,材料强度低的一定会产生变形。( - )2.硬度值相同的在同一环境中工作的同一种材料制作的轴,工作寿命就是相同的。( - )3.所有的金属材料均有明显的屈服现象。 ( - )4.选择冲击吸收功高的材料制作零构件可保证工作中不发生脆断。 1.1 1.常用的力学性能判据各用什么符号表示？它们的物理含义各是什么？ 塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性 1.2 金属的结晶：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。 细化晶粒的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。 合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。1.3 铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体 1.4 钢的牌号和分类 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 1.5 塑料即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。 热塑性塑料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。 热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。 橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。 1.6 复合材料：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。 通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧性等。 1.8工程材料的发展趋势 据预测，21世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主导地位，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。 今后材料发展的总趋势是：以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。 2.0材料的凝固理论 凝固：由液态转变为固态的过程。 结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 粗糙界面：微观粗糙、宏观光滑； 将生长成为光滑的树枝； 大部分金属属于此类 光滑界面：微观光滑、宏观粗糙； 将生长成为有棱角的晶体； 非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类 偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象 宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象2.1 铸件凝固组织：宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况，铸件的凝固 材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素合金流动性不好对铸件品质有何影响 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、缩孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收缩影响合金收缩的因素有哪些 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸缩减的现象，称为收缩。 ②影响合金收缩的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。 答：①同时凝固原则：将内浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝固原则：在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相 同 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁它与普通灰铸铁有何区别如何获得孕育铸铁 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显着提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果不如球墨铸铁好普通灰铸铁常用的热处理方法有哪些 其目的是什么 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。材料成型基础复习题 (1)
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