材料成型技术基础习题答案(新版) 2

作业1 金属材料技术基础

1-1 判断题（正确的画O，错误的画×）

1．纯铁在升温过程中，912℃时发生同素异构转变，由体心立方晶格的α-Fe转变为面心立方晶格的γ-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。（O ）2．奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体，具有面心立方结构，而铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体,具有体心立方结构。（O ）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%的叫钢，碳的质量分数大于2.11%的叫生铁。（×）4．珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间。（O ）

5．钢中的含碳量对钢的性能有重要的影响。40与45钢相比，后者的强度高，

硬度也高,但后者的塑性差。（O ）6．为了改善低碳钢的切削加工性能，可以用正火代替退火，因为正火比退火周期短，正火后比退火后的硬度低，便于进行切削加工。（×）7．淬火的主要目的是为了提高钢的硬度。因此，淬火钢就可以不经回火而直接使用。（×）8．铁碳合金的基本组织包括铁素体（F）、奥氏体（A）、珠光体（P）、渗碳体（Fe3C）、马氏体（M）、索氏体（S）等。（×）

1-2 选择题

1．铁碳合金状态图中的合金在冷却过程中发生的（F ）是共析转变，（B ）是共晶转变。

A．液体中结晶出奥氏体；B．液体中结晶出莱氏体；

C．液体中结晶出一次渗碳体；D．奥氏体中析出二次渗碳体；

E．奥氏体中析出铁素体；F．奥氏体转变为珠光体。

2．下列牌号的钢材经过退火后具有平衡组织。其中，（ C ）的σb最高，（D ）的HBS最高，（A ）的δ和a k最高。在它们的组织中，（A ）的铁素体最多，（ C ）的珠光体最多，（D ）的二次渗碳体最多。

A．25；B．45；C．T8；D．T12。

3．纯铁分别按图1-1所示不同的冷却曲线冷却。其中，沿（ D ）冷却，过冷度最小；沿（D ）冷却，结晶速度最慢；沿（A ）冷却，晶粒最细小。

图1-1

4．成分相同的钢，经过不同的热处理，可以得到不同的组织，从而具有不同的力学性能。对于碳的质量分数（含碳量）为0.45%的钢，当要求具有高的硬度和耐磨性时，应进行（ F ）；当要求具有较高的综合力学性能时，应进行（ D ）；当要求具有低的硬度和良好的塑性时，应进行（A ）。

A．完全退火；B．正火；C．淬火；D．调质处理；

E．淬火十中温回火；F．淬火十低温回火。

5．“65Mn”是常用的合金弹簧钢，“65”表示的意义是（ B ）。

A．钢中的含碳量为6.5%左右；B．钢中的含碳量为0.65%左右；

C．钢中的含锰量为6.5%左右；D．钢中的含锰量为0.65%左右。

1-3 填空题

1．在纯铁的一次结晶中，细化晶粒的方法是1、提高冷却速度，2、（孕育处理）3、（搅拌或震动）。

2．钢的热处理加热的主要目的是（获得晶粒细小、成分均匀的奥氏体组织）。

3．共析钢等温转变中，高温转变产物的组织，按硬度由高到低的顺序，其组织名称和表示符号分别是（屈氏体T ）、（索氏体S ）、（珠光体P ）。

4．T10A钢中的“T”表示（碳素工具钢）；“10”表示（含碳量1.0% ）；而“A”表示（高级优质碳素工具钢）。

5．图1-2为铁碳合金状态图的一部分。试用符号将各相区的组织填在图上，并标出S点、E点所对应的碳的质量分数（含碳量）。

6．两根直径为φ5mm ，碳的质量分数（含碳量）为0.4%，并具有平衡组织的钢棒。一端浸入20℃水中，另一端用火焰加热到1000℃，如图1-3所示。待各点组织达到平衡状态后，一根缓慢冷却到室温，另一根水淬快速冷却到室温，试把这两根棒上各点所得到的组织填入表1-1。

图1-2 图1-3

表1-1

0.77% 2.11% F A+P

A

A+Fe 3C II P+Fe 3C II

P

作业2 铸造技术基础

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．铸件的凝固方式有逐层凝固、中间凝固和体积凝固三种方式。影响铸件凝固方式的主要因素是铸件的化学成分和铸件的冷却速度。（O ）3．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 ）4．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 ）5．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 ）6．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。（×）7．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。（×）8．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 ）9．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 ）10．采用同时凝固的原则，可以使铸件各部分的冷却速度趋于一致，这样既可以防止或减少铸件内部的铸造应力，同时也可以得到内部组织致密的铸件。（×）11．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造热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。（O ）12．铸造过程中，合金凝固的液固共存区域很宽时，铸件的厚壁区仅易产生较大缩孔缺陷；因此，应选用顺序凝固原则，使得上述缺陷转移到冒口处，以便于铸件清理工序切除。（×）13．铸造时，冷铁的作用是加快铸件局部的冷却速度，因此可以配合冒口来控制铸件的顺序凝固，达到降低铸件铸造应力的目的。（×）

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 ）和（ C ）。

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。

5．如图2-1所示的A、B、C、D四种成分的铁碳合金中，流动性最好的合金是（ D ）；形成缩孔倾向最大的合金是（ D ）；形成缩松倾向最大的合金是（B ）。

图2-1 图2-2 6．如图2-2所示应力框铸件。浇注并冷却到室温后，各杆的应力状态为（H ）。若用钢锯沿A-A线将φ30杆锯断，此时断口间隙将（ A ）。断口间隙变化的原因是各杆的应力（C ），导致φ30杆（E ），φ10杆（D ）。

A．增大；B．减小；C．消失；D．伸长；E．缩短；F．不变；

G．φ30杆受压，φ10杆受拉；Ｈ．φ30杆受拉，φ10杆受压。

7．直径Φ100m，高250mm的圆柱形铸件，内部存在铸造热应力，若将铸件直径车削为Φ80mm 后，铸件高度方向的尺寸将（ B ）。

A、不变；

B、缩短；

C、增长。

8. T形梁铸件经浇注冷却后,室温下应力状态为（C ），经测量，铸件沿长度方向发生翘曲变形，则（ B ）。

A厚壁受压应力，薄壁受拉应力； B 薄壁外凸，厚壁内凹；

C厚壁受拉应力，薄壁受压应力； D 厚壁外凸，薄壁内凹。

作业3 铸造方法

3-1 判断题（正确的画O，错误的画×）

1．芯头是砂芯的一个组成部分，它不仅能使砂芯定位、排气，还能形成铸件内腔。（×）2．机器造型时，如零件图上的凸台或筋妨碍起模，则绘制铸造工艺图时应用活块或外砂芯予以解决。（×）3．若砂芯安放不牢固或定位不准确，则产生偏芯；若砂芯排气不畅，则易产生气孔；若砂芯阻碍铸件收缩，则减少铸件的机械应力和热裂倾向。（×）4．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在是保证铸件的质量的前提下简化造型工艺。（O ）5．浇注位置选择的原则之一是将铸件的大平面朝下，主要目的是防止产生缩孔缺陷。（×）6．设计铸造工艺图过程中，为了便于起模，在垂直于分型面的铸件表面都有一定的斜度，称为起模斜度，铸件经过机械加工后，该斜度被切除。（×）3-2 选择题

1．如图3-1所示的零件采用砂型铸造生产毛坯。与图中所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分型方案相适应的造型方法分别为（ C ）、（ D ）、（ B ）、（ B ）。其中较合理的分型方案是（IV ）。

A．整模造型；B．分模造型；C．活块造型；D．挖砂造型；E．三箱造型。

图3-1

2．如图3-2所示的具有大平面铸件的几种分型面和浇注位置方案中，合理的是（ A ）。

图3-2

3-3 填空题

1．零件与铸件在形状和尺寸上有很大区别，尺寸上铸件比零件多加工余量和( 拔模斜度 )，形状上零件上一些尺寸小的孔或槽，铸件上（ 不铸出 ）。

2．造型用的模样与铸件在形状和尺寸上有很大区别，尺寸上模样比铸件多( 收缩率的放大量 )，形状上铸件上有孔的地方，模样上（ 对应部位有芯头 ）。

3-4 应用题

1．绳轮（图3-3），材料为HT200，批量生产。绘制零件的铸造工艺图。

图3-3

2．衬套（图3-4），材料为HT200，批量生产。绘制零件的铸造工艺图，并在用双点划线绘制的零件轮廓图上定性画出模样图和铸件图。

模样图 铸件图

图3-4

3．轴承座，如图3-5（a）所示，材料为HTl50，批量生产。图3-5（b）为零件图的右视图，请在此图上定性绘制出零件的铸造工艺图。

(a)

图3-5

作业4 铸件的生产

4-1 判断题（正确的画O，错误的画×）

1．用某成分铁水浇注的铸件为铁素体灰口铸铁件。如果对该成分铁水进行孕育处理，可以获得珠光体灰口铸铁，从而提高铸件的强度和硬度。（×）2．就HT100、HT150、HT200而言，随着牌号的提高，C、Si和Mn含量逐渐增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。（×）3．可锻铸铁的强度和塑性都高于灰口铸铁，所以适合于生产厚壁的重要铸件。

（×）4．孕育处理是生产孕育铸铁和球墨铸铁的必要工序，一般采用硅的质量分数（含硅量）为75％的硅铁合金作孕育剂。孕育处理的主要目的是促进石墨化，防止产生白口，并细化石墨。但由于两种铸铁的石墨形态不同，致使孕育铸铁的强度和塑性均低于球墨铸铁。（O ）5．灰口铸铁由于组织中存在着大量片状石墨，因而抗拉强度和塑性远低于铸钢。但是片状石墨的存在，对灰口铸铁的抗压强度影响较小，所以灰口铸铁适合于生产承受压应力的铸件。（O ）6．铸铁中碳和硅的含量对铸铁组织和性能有决定性的影响，同时对铸铁的铸造性能也有很大的影响。在亚共晶灰口铸铁中碳和硅的含量越高，铸造性能越好。（O ）

4-2 选择题

1．铸铁生产中，为了获得珠光体灰口铸铁，可以采用的方法有（D ）。

A．孕育处理；B．适当降低碳、硅含量；

C．提高冷却速度；D．A、B和C；E．A和C。

2．HT100、KTH300-06、QT400-18的力学性能各不相同，主要原因是它们的（C ）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．灰口铸铁（HT）、球墨铸铁（QT）、铸钢（ZG）三者铸造性能的优劣顺序（B ）；塑性的高低顺序为（A ）。

A．ZG＞QT＞HT；B．HT＞QT＞ZG；

C．HT＞ZG＞QT；D．QT＞ZG＞HT。

（注：符号“＞”表示“优于”或“高于”；）

4．冷却速度对各种铸铁的组织、性能均有影响，其中，对（ B ）影响最小，所以它适于产生厚壁或壁厚不均匀的较大型铸件。

A．灰铸铁；B．孕育铸铁；C．可锻铸铁；D．球墨铸铁。

5．牌号HT150中的“150”表示( A )。

A ．该牌号铸铁标准试样的最低抗拉强度不低于150MPa ；

B ．该牌号铸铁的含碳量为1.50%；

C ．该牌号铸铁标准试样的最低屈服强度不低于150MPa ；

D ．该牌号铸铁件的最低抗拉强度不低于150MPa ；.

E ．该牌号铸铁的含碳量为15.0%。

6．某成分铁水浇注的铸件其牌号为HT150，若仍用该铁水浇注出牌号为HT200的铸件，应采用的措施是（ D ）。

Ａ、孕育处理； Ｂ、降低铸件冷却速度；

Ｃ、增加C 、Si 含量； Ｄ、提高铸件冷却速度。

4-3 应用题

1．用碳的质量分数（含碳量）为3.0％，硅的质量分数（含硅量）为2.0％的铁水浇注如图4-1所示的阶梯形铸件。试问在五个不同厚度截面上各应得到何种组织？铁水成分不变，欲在壁厚40mm 的截面上获得珠光体灰口铸铁，需采取什么措施（在图中表明应采取的措施）?

图4-1

答：为了获得珠光体，需要提高壁厚40mm 的截面冷却速度，应增加冷铁。

2．一批铸件，经生产厂家检验，力学性能符合图纸提出的HT200的要求。用户验收时，在同一铸件上壁厚为18、26、34mm 处分别取样检测。测得18mm 处σb ＝196MPa ；26mm 处σb ＝171MPa ；35mm 处σb ＝162MPa 。据此，用户认为该铸件不合格，理由是：

1）铸件力学性能σb 低于200Mpa ，不符合HT200要求；

2）铸件整体强度不均匀。

试判断用户的意见是否正确。为什么铸件上18mm 处的抗拉强度比26、35mm 处高？铸铁牌号是否为HT200？

答：

F+G P+F+G P+G P+G P+Fe 3C +G

1、该用户的意见不正确。

2、由于铸件18mm处的壁厚比26、35mm处薄，冷却速度更高，因此抗拉强度高。

3、HT200牌号判定原则是根据标准试棒测出的最低抗拉强度值确定。实际生产的铸件由于壁厚不一致，所检测的σb值为一个浮动范围值。

此时，应根据本书第56页的表2-8“不同壁厚灰口铸铁力学性能参考值及用法举例”判定铸件的牌号。查表HT200对应数据，

10~20mm，σb＝195Mpa，

20~30mm，σb＝170Mpa，

30~40mm，σb＝160Mpa，

铸件检测的σb均在允许的范围之内，因此牌号为HT200。

3．用不同成分铁水分别浇注Φ20mm、Φ30mm、Φ40mm三组试棒，测得它们的抗拉强度均为200MPa，试分析各组试棒的牌号和定性确定C、Si的含量高低，将结果填入表作4-1。

表作4-1

作业5 特种铸造

5-1 判断题（正确的画○，错误的画×）

1．分型面是为起模或取出铸件而设置的，砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造所用的铸型都有分型面。（×）2．铸造生产的显著优点是适合于制造形状复杂，特别是具有复杂内腔的铸件。为了获得铸件的内腔，不论是砂型铸造还是特种铸造均需使用型芯。（×）3．熔模铸造一般在铸型焙烧后冷却至600～700℃时进行浇注，从而提高液态合金的充型能力。因此，对相同成分的铸造合金而言，熔模铸件的最小壁厚可小于金属型和砂型铸件的最小壁厚。（○）4．熔模铸造适于成批、大量生产，铸件表面质量高于砂型铸造的铸件，尤其适合铸造高熔点合金、难切削加工的合金铸件。（○）5．压力铸造时，液态合金在压力作用下，可以铸造形状复杂的薄壁件。但由于铸型为金属材料制造，液态金属冷却速度快。铸件的内应力较砂型铸造高，因此通常需要进行去应力退火处理。（×）6．压力铸造在高压（5Mpa～150Mpa）的作用下，液态金属充填铸型，可以铸造形状复杂的薄壁件，铸件的表面质量高于其他铸造方法，不仅适于大批量生产低熔点的有色合金铸件，也可以生产铸铁、铸钢等小型铸件。（×）7．离心铸造和熔模铸造都不需要分型面，可以获得优异的铸件内外表面质量，铸件加工余量小，适于铸钢类合金铸件的成批生产。（×）8．金属型铸造和压力铸造的铸型均为金属材料制造，可以反复使用。铸件的表面质量高于砂型铸造方法，但为了提高铸型的使用寿命，在工作前都必须对铸型进行预先加热。（○）

5-2 选择题

1．用化学成分相同的铸造合金浇注相同形状和尺寸的铸件。设砂型铸造得到的铸件强度为σ砂；金属型铸造的铸件强度为σ金；压力铸造的铸件强度为σ压，则（C ）。

A．σ砂＝σ金=σ压；B．σ金＞σ砂＞σ压；

C．σ压＞σ金＞σ砂；D．σ压＞σ砂＞σ金。

2．铸造时，无需型芯而能获得内腔结构铸件的铸造方法是( C )。

A 砂型铸造；

B 金属型铸造；

C 熔模铸造；

D 压力铸造。

3．砂型铸造可以生产（ F ），熔模铸造适于生产（ E ），压力铸造适于生产（ A ）。

Ａ、低熔点合金铸件；Ｂ、灰口铸铁件；Ｃ、球墨铸铁件；

Ｄ、可锻铸铁件；Ｅ、铸钢件；Ｆ、各种合金铸件。

作业6 铸造结构工艺性

6-1 判断题（正确的画○，错误的画×）

1．为避免缩孔、缩松或热应力、裂纹的产生，零件壁厚应尽可能均匀。所以设计零件外壁和内壁、外壁和筋，其厚度均应相等。 （ × ）

2．零件内腔设计尽量是开口式的，并且高度H 与开口的直径D 之比（H/D ）要小于1，这样造型时可以避免使用砂芯，内腔靠自带砂芯来形成。 （ ○ ）

3．起模斜度和结构斜度目的都是为了便于铸件造型中的起模，并且均位于平行于起模方向的零件表面。但二者的区别在于起模斜度设置在零件的加工表面，而结构斜度设计在零件非加工表面。 （ ○ ）

4. 铸件壁厚不均匀会造成铸件壁厚不均匀部分的冷却速度不一致；铸件的内壁散热条件比外壁差；因此为了减少和防止铸造热应力，铸件的内壁应比外壁薄。（ ○ ）

6-2 选择题

1．铸件上所有垂直于分型面的立壁均应有斜度。当立壁的表面为加工表面时，该斜度称为（ A ）。

A ．起模斜度；

B ．结构斜度；

C ．起模斜度或结构斜度。

2．在铸造条件和铸件尺寸相同的条件下，铸钢件的最小壁厚要大于灰口铸铁件的最小壁厚，主要原因是铸钢的（ B ）。

A ．收缩大；

B ．流动性差；

C ．浇注温度高；

D ．铸造应力大。

6-3 应用题

下列零件采用砂型铸造生产毛坯，材料为HT200。请标注分型面；在不改变标定尺寸的前提下，修改结构上不合理处，并简述理由。

１．托架（图6-1） 图

6-1

答：托架的主梁部分壁厚过大，铸造时易产生缩孔等缺陷。应改为工字型截面。

２．箱盖（图6-2） 3．轴承架（图6-3）

图6-2

图6-3 答：箱盖的壁厚差异过大，

轴承架的底部空腔需要设置较 铸造时易产生缩孔等缺陷。

长的悬臂砂芯，铸造时易造成 并且与起模方向平行的表面没有设置斜度，

悬臂砂芯偏移、变形。 起模困难。

应将两个空腔打通连接为一体。 应改为壁厚均匀，并增加结构斜度。

构成三点支撑的单一砂芯。

上 下 上

下

作业7 压力加工技术基础

7-1 判断题（正确的画O，错误的画×）

1．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。（×）2．将化学成分和尺寸相同的三个金属坯料加热到同一温度，分别在空气锤、水压机和高速锤上进行相同的变形，其变形抗力大小应相同。（×）3．在外力作用下金属将产生变形。应力小时金属产生弹性变形，应力超过σs时金属产生塑性变形。因此，塑性变形过程中一定有弹性变形存在。（O ）4．只有经过塑性变形的钢才会发生回复和再结晶。没有经过塑性变形的钢，即使把它加热到回复或再结晶温度以上也不会产生回复或再结晶。（O ）5．塑性是金属可锻性中的一个指标。压力加工时，可以改变变形条件；但不能改变金属的塑性。（×）6．冷变形不仅能改变金属的形状，而且还能强化金属，使其强度、硬度升高。冷变形也可以使工件获得较高的精度和表面质量。（O ）7．某一批锻件经检查，发现由于纤维组织分布不合理而不能应用。若对这批锻件进行适当的热处理，可以使锻件重新得到应用。（×）8．对于塑性变形能力较差的合金，为了提高其塑性变形能力，可采用降低变形速度或在三向压应力下变形等措施。（O ）

7-2 选择题

1．钢制的拖钩如图7-1所示，可以用

多种方法制成。其中，拖重能力最大的是

（ B ）。

A．铸造的拖钩；

B．锻造的拖钩；

C．切割钢板制成的拖钩。

2．有一批经过热变形的锻件，晶粒粗

大，不符合质量要求，主要原因是（C ）。

A．始锻温度过高；B．始锻温度过低；

C．终锻温度过高；D．终锻温度过低。图7-1

3．有一批连杆模锻件，经金相检验，发现其纤维不连续，分布不合理。为了保证产品质量应将这批锻件（D ）。

A．进行再结晶退火；B．进行球化退火；

C．重新加热进行第二次锻造；D．报废。

4．经过热变形的锻件一般都具有纤维组织。通常应使锻件工作时的最大正应力

与纤维方向（A ）；最大切应力与纤维方向（B ）。

A．平行；B．垂直；C．呈45°角；D．呈任意角度均可。

5．碳的质量分数（含碳量）大于0.8％的高碳钢与低碳钢相比，可锻性较差。在选择终锻温度时，高碳钢的终锻温度却低于低碳钢的终锻温度；其主要原因是为了（C ）。

A．使高碳钢晶粒细化提高强度；B．使高碳钢获得优良的表面质量；

C．打碎高碳钢内部的网状碳化物。

6．加工硬化是由塑性变形时金属内部组织变化引起的，加工硬化后金属组织的变化有（ D ）。

Ａ、晶粒沿变形方向伸长； B、滑移面和晶粒间产生碎晶；

C、晶格扭曲位错密度增加；

D、A、B和C。

8．改变锻件内部纤维组织分布的方法是（ C ）。

Ａ、热处理；Ｂ、再结晶；Ｃ、塑性变形；Ｄ、细化晶粒。

7-3 应用题

1．钨的熔点为3380℃，铅的熔点为327℃，试计算钨及铅的再结晶温度。钨在900℃进行变形，铅在室温（20℃）进行变形，试判断它们属于何种变形。

答：

1、钨的再结晶温度：T钨=0.4х（273.16+3380）=1461.26K=1188.1℃

铅的再结晶温度：T铅=0.4х（273.16+327）=240.06K=-33.1℃

2、钨：822.79℃<900℃<1188.1℃，属于温变形；

钨的回复温度：0.3х（273.16+3380）=1095.95K=822.79℃

铅：20℃>-33.1℃，属于热变形。

2．圆钢拔长前直径为φ100mm，拔长后为φ50mm，试计算锻造比y。

答：y=F0/F=(100/50)2=4

作业8 自由锻

8-1判断题（正确的画O，错误的画×）

１．自由锻是单件、小批量生产锻件最经济的方法，也是生产重型、大型锻件的唯一方法。因此，自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用。（O ）2．绘制自由锻件图时，应考虑填加敷料和加工余量，并标出锻件公差。也就是说，在零件的所有表面上，都应给出加工余量。（×）3．自由锻冲孔前，通常先要镦粗，以使冲孔面平整和减少冲孔深度。（O ）

8-2选择题

1．镦粗、拔长、冲孔工序都属于（C ）。

A．精整工序；B．辅助工序；C．基本工序。

2．图作8-1所示锻件，用自由锻锻造，坯料

的直径为φ140mm，长度为220mm，其基本工序

是（A ）。

A．拔长φ100→局部镦粗→拔长φ60→切断；

B．整体镦粗→拔长φ100→拔长φ60→切断；

C．拔长φ100→拔长φ60→局部镦粗→切断；

D．局部镦粗→拔长φ100→拔长φ60→切断。图作8-1

8-3应用题

1．试分析如图作8-2所示的几种镦粗缺陷产生的原因（设坯料加热均匀）。

（a）（b）（c）

图作8-2

答：（a）原因为镦粗打击力过小，坯料产生双鼓腰形。

（b）原因为坯料高度与直径比例过大，产生弯折。

（c）原因为坯料放置时，轴线未与上下砧表面垂直，产生镦偏。

2．如图作8-3所示的整体活塞采用自由锻制坯。试在右侧双点划线绘制的零件轮廓图上定性绘出锻件图，选择合理的坯料直径（现有圆钢直径有：φ120、φ110、φ100、φ90、φ80、φ70），并说明理由，拟定锻造基本工序，在表8-1中画出工序简图。

坯料直径：φ100选择原因：应保证活塞头部镦粗的高径比在1.25~2.5之间。

图作8-3

经计算，高径比H/D对应值如下：

φ120：H/D=1.259，φ110：H/D=1.635，φ100：H/D=2.176，

φ90：H/D=2.98，φ80：H/D=4.25，φ70：H/D=6.344。

φ70~φ90的H/D均大于2.5，φ110、φ120的H/D偏小，不利于镦粗变形效率，因此合理的坯料直径为φ100。

表作8-1

材料科学基础习题及答案

习题课

一、判断正误 正确的在括号内画“√”，错误的画“×” 1、金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。 2、位错滑移时，作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面上的未滑移区。 3、只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则不能。 4、金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减小，因此是一个自发过程。 5、固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔG＜0、结构起伏和能量起伏。 6三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 7物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 8塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。 9．晶格常数是晶胞中两相邻原子的中心距。 10．具有软取向的滑移系比较容易滑移，是因为外力在在该滑移系具有较大的分切应力值。11．面心立方金属的滑移面是｛１１０｝滑移方向是〈１１１〉。 12．固溶强化的主要原因之一是溶质原子被吸附在位错附近，降低了位错的易动性。13．经热加工后的金属性能比铸态的好。 14．过共析钢的室温组织是铁素体和二次渗碳体。 15．固溶体合金结晶的过程中，结晶出的固相成份和液相成份不同，故必然产生晶内偏析。16．塑性变形后的金属经回复退火可使其性能恢复到变形前的水平。 17．非匀质形核时液体内部已有的固态质点即是非均匀形核的晶核。 18.目前工业生产中一切强化金属材料的方法都是旨在增大位错运动的阻力。 19、铁素体是α-Fe中的间隙固溶体，强度、硬度不高，塑性、韧性很好。 20、体心立方晶格和面心立方晶格的金属都有12个滑移系，在相同条件下,它们的塑性也相同。 21、珠光体是铁与碳的化合物，所以强度、硬度比铁素体高而塑性比铁素体差。 22、金属结晶时，晶粒大小与过冷度有很大的关系。过冷度大，晶粒越细。 23、固溶体合金平衡结晶时，结晶出的固相成分总是和剩余液相不同，但结晶后固溶体成分是均匀的。 24、面心立方的致密度为0.74，体心立方的致密度为0.68，因此碳在γ-Fe(面心立方)中的溶解度比在α-Fe（体心立方）的小。 25、实际金属总是在过冷的情况下结晶的，但同一金属结晶时的过冷度为一个恒定值，它与冷却速度无关。 26、金属的临界分切应力是由金属本身决定的，与外力无关。 27、一根曲折的位错线不可能是纯位错。 28、适当的再结晶退火，可以获得细小的均匀的晶粒，因此可以利用再结晶退火使得铸锭的组织细化。 29、冷变形后的金属在再结晶以上温度加热时将依次发生回复、再结晶、二次再结晶和晶粒长大的过程。 30、临界变形程度是指金属在临界分切应力下发生变形的程度。 31、无限固溶体一定是置换固溶体。 32、金属在冷变形后可形成带状组织。 33、金属铅在室温下进行塑性成型属于冷加工，金属钨在1000℃下进行塑性变形属于热加工。

材料成型基础期末复习习题集

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. （√）

材料科学基础习题及答案

《材料科学基础》习题及答案 第一章 结晶学基础 第二章 晶体结构与晶体中的缺陷 1 名词解释：配位数与配位体，同质多晶、类质同晶与多晶转变，位移性转变与重建性转变，晶体场理论与配位场理论。 晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、离子极化、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应. 答：配位数：晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。 配位体：晶体结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的多面体。 同质多晶：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、pH 值等），结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。 多晶转变：当外界条件改变到一定程度时，各种变体之间发生结构转变，从一种变体转变成为另一种变体的现象。 位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。 重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。 晶体场理论：认为在晶体结构中，中心阳离子与配位体之间是离子键，不存在电子轨道的重迭，并将配位体作为点电荷来处理的理论。 配位场理论：除了考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外，还考虑了共价成键的效应的理论 图2-1 MgO 晶体中不同晶面的氧离子排布示意图 2 面排列密度的定义为：在平面上球体所占的面积分数。 （a ）画出MgO （NaCl 型）晶体（111）、（110）和（100）晶面上的原子排布图； （b ）计算这三个晶面的面排列密度。 解：MgO 晶体中O2-做紧密堆积，Mg2+填充在八面体空隙中。 （a ）（111）、（110）和（100）晶面上的氧离子排布情况如图2-1所示。 （b ）在面心立方紧密堆积的单位晶胞中，r a 220= （111）面：面排列密度= ()[] 907.032/2/2/34/222==?ππr r

材料成型工艺基础部分复习题答案

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。

材料成型技术基础复习题

材料成形技术基础复习题 一、选择题 1．铸造中，设置冒口的目的是（）。 a. 改善冷却条件 b. 排出型腔中的空气 c. 减少砂型用量 d. 有效地补充收缩 2．铸造时不需要使用型芯而能获得圆筒形铸件的铸造方法是( )。 a. 砂型铸造 b. 离心铸造 c. 熔模铸造 d. 压力铸造 3．车间使用的划线平板，工作表面要求组织致密均匀，不允许有铸造缺陷。其铸件的浇注位置应使工作面（）。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 4．铸件产生缩松、缩孔的根本原因（）。 a. 固态收缩 b. 液体收缩 c. 凝固收缩 d. 液体收缩和凝固收缩 5．为提高铸件的流动性，在下列铁碳合金中应选用（）。 a. C=3.5% b. C=3.8% c. C=4.0% d. C=4.7% 6．下列合金中，锻造性能最好的是（），最差的是（）。 a.高合金钢 b.铝合金 c.中碳钢 d.低碳钢 7．大型锻件的锻造方法应该选用（）。 a.自由锻 b.锤上模锻 c.胎膜锻 8．锻造时，坯料的始锻温度以不出现（）为上限；终锻温度也不宜过低，否则会出现（）。 a.晶粒长大 b.过热 c.过烧 d.加工硬化 9．材料经过锻压后，能提高力学性能是因为（）。 a.金属中杂质减少 b.出现加工硬化 c.晶粒细小，组织致密

材料和制造方法应选（）。 a.30钢铸造成形 b.30钢锻造成形 c.30钢板气割除 d.QT60-2铸造成形11．设计板料弯曲模时，模具的角度等于成品角（）回弹角。 a.加上 b.减少 c.乘以 d.除以 12．酸性焊条用得比较广泛的原因之一（）。 a. 焊缝美观 b. 焊缝抗裂性好 c. 焊接工艺性好 13．低碳钢焊接接头中性能最差区域（）。 a. 焊缝区 b. 正火区 c. 部分相变区 d. 过热区 14．焊接应力与变形的产生，主要是因为（）。 a. 材料导热性差 b. 焊接时组织变化 c.局部不均匀加热与冷却15．焊接热影响区，在焊接过程中是（）。 a. 不可避免 b. 可以避免 c. 不会形成的 16．灰口铁的壁越厚，其强度越低，这主要是由于（）。 a. 气孔多 b. 冷隔严重 c. 浇不足 d. 晶粒粗大且缩孔、缩松。17．圆柱齿轮铸件的浇注位置，它的外圈面应( )。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 18．合金的体收缩大,浇注温度过高, 铸件易产生（）缺陷; 合金结晶温度围广, 浇注温度过低,易使铸件产生（）缺陷。 a. 浇不足与冷隔 b. 气孔 c. 应力与变形 d. 缩孔与缩松19．绘制铸造工艺图确定拔模斜度时，其壁斜度关系时（）。 a. 与外壁斜度相同 b. 比外壁斜度大 c. 比外壁斜度小 20．引起锻件晶粒粗大的原因是（）。 a.终锻温度太高 b.始锻温度太低 c.终锻温度太低

(完整word版)材料成型工艺基础习题及答案

1.铸件在冷却过程中，若其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。按内应力的产生原因，可分为应力和应力两种。 2.常用的特种铸造方法 有：、、、、和 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生而获得毛 坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有、和 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有、和 等。 6.压力加工的基本生产方式 有、、、、和等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受应力，薄壁受 应力。 8.提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。但温度过高，必将产生、、和严重氧化等缺陷。所以应该严格 控制锻造温度。 9.板料分离工序中，使坯料按封闭的轮廓分离的工序称为； 使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为。 10.拉深件常见的缺陷是和。 11.板料冲压的基本工序分为和。前者指冲裁工序，后者包括、、和。 12.为防止弯裂，弯曲时应尽可能使弯曲造成的拉应力与坯料的纤维 方向。 13.拉深系数越，表明拉深时材料的变形程度越大。 14.将平板毛坯变成开口空心零件的工序称为。 15.熔焊时，焊接接头是由、、和 组成。其中和是焊接接头中最薄弱区域。 16.常用的塑性成形方法 有：、、、、 等。 16.电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件局 部加热到塑性或融化状态，然后在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为焊、焊和焊三种型式。

其中适合于无气密性要求的焊件；适合于焊接有气密性要求的焊件；只适合于搭接接头；只适合于对接接头。 1.灰口铸铁的流动性好于铸钢。（） 2.为了实现顺序凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩。（） 3. 热应力使铸件的厚壁受拉伸，薄壁受压缩。（） 4.缩孔是液态合金在冷凝过程中，其收缩所缩减的容积得不到补足，在铸件内部形成的孔洞。（） 5.熔模铸造时，由于铸型没有分型面，故可生产出形状复杂的铸件。（） 6.为便于造型时起出模型，铸件上应设计有结构斜度即拔模斜度。（） 7.合金的液态收缩是铸件产生裂纹、变形的主要原因。（） 8.在板料多次拉深时，拉深系数的取值应一次比一次小，即 m1>m2>m3…>mn。（） 9.金属冷变形后，其强度、硬度、塑性、韧性均比变形前大为提高。（） 10.提高金属变形时的温度，是改善金属可锻性的有效措施。因此，在保证金属不熔化的前提下，金属的始锻温度越高越好。（）11.锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。 （） 12.由于低合金结构钢的合金含量不高，均具有较好的可焊性，故焊前无需预热。（） 13.钢中的碳是对可焊性影响最大的因素，随着含碳量的增加，可焊性变好。（） 14.用交流弧焊机焊接时，焊件接正极，焊条接负极的正接法常用于

《材料科学基础》课后答案章

第 一章 8．计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1)NaF (2)CaO (3)ZnS 解：1、查表得：X Na =0.93,X F =3.98 根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为：21 (0.93 3.98)4 [1]100%90.2%e ---?= 共价键比例为：1-90.2%=9.8% 2、同理，CaO 中离子键比例为：21 (1.00 3.44)4 [1]100%77.4%e ---?= 共价键比例为：1-77.4%=22.6% 3、ZnS 中离子键比例为：2 1/4(2.581.65)[1]100%19.44%ZnS e --=-?=中离子键含量 共价键比例为：1-19.44%=80.56% 10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义．说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 答：结构转变的热力学条件决定转变是否可行，是结构转变的推动力，是转变的必要条件；动力学条件决定转变速度的大小，反映转变过程中阻力的大小。 稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是稳态或亚稳态，取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，阻力小时得到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。稳态结构能量最低，热力学上最稳定，亚稳态结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚至长期存在。但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。 第二章 1．回答下列问题： (1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： (001）与[210]，(111）与[112]，(110)与[111],(132)与[123],(322)与[236］ (2)在立方晶系的一个晶胞中画出（111)和（112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 (3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于（101).(011)和（112)晶面上的[111]晶向。 解：1、 2．有一正交点阵的a=b,c=a/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为6个、2个和4个原子间距，求该晶面的密勒指数。 3．立方晶系的｛111},1110},{123）晶面族各包括多少晶面？写出它们的密勒指数。 4．写出六方晶系的{1012}晶面族中所有晶面的密勒指数，在六方晶胞中画出[1120]、[1101]晶向和(1012)晶面，并确定(1012)晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 5．根据刚性球模型回答下列问题： (1)以点阵常数为单位，计算体心立方、面心立方和密排六方晶体中的原子半径及四面体和八面体的间隙半径。 (2）计算体心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子数、致密度和配位数。 6．用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶向上的原子密度。 解：1、体心立方

《材料成形技术基础》习题集答案

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。

材料科学基础课后习题答案第二章

第2章习题 2-1 a ）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△ G K 与其临界晶核体积 V K 之间的关系式为 2 G V ； b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时，其△ 所以 所以 2-2如果临界晶核是边长为 a 的正方体，试求出其厶G K 与a 的关系。为什么形成立方体晶核 的厶G K 比球形晶核要大？ 解：形核时的吉布斯自由能变化为 a ）证明因为临界晶核半径 r K 临界晶核形成功 G K 16 故临界晶核的体积 V K 4 r ； G V )2 2 G K G V b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时, 非 r K 2 SL G V 临界晶核形成功 3 3( G ；7(2 3cos 3 cos 故临界晶核的体积 V K 3（r 非）3（2 3 3cos 3 cos V K G V 1 ( 3 卸2 3 3cos cos )G V 3 3(書 (2 3cos cos 3 ) G K % G K 与V K 之间的关系如何? G K

G V G v A a3G v 6a2 3 得临界晶核边长a K G V

临界形核功 将两式相比较 可见形成球形晶核得临界形核功仅为形成立方形晶核的 1/2。 2-3为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否 会出现过热？为什么？ 答：金属结晶时要有过冷度是相变热力学条件所需求的， 只有△ T>0时，才能造成固相的自 由能低于液相的自由能的条件，液固相间的自由能差便是结晶的驱动力。 金属结晶需在一定的过冷度下进行，是因为结晶时表面能增加造成阻力。固态金属熔 化时是否会出现过热现象，需要看熔化时表面能的变化。如果熔化前后表面能是降低的， 则 不需要过热；反之，则可能出现过热。 如果熔化时，液相与气相接触，当有少量液体金属在固体表面形成时，就会很快覆盖 在整个固体表面(因为液态金属总是润湿其同种固体金属 )。熔化时表面自由能的变化为： G 表面 G 终态 G 始态 A( GL SL SG ) 式中G 始态表示金属熔化前的表面自由能； G 终态表示当在少量液体金属在固体金属表面形成 时的表面自由能；A 表示液态金属润湿固态金属表面的面积；b GL 、CSL 、CSG 分别表示气液相 比表面能、固液相比表面能、固气相比表面能。因为液态金属总是润湿其同种固体金属，根 据润湿时表面张力之间的关系式可写出：b SG 》6GL + (SL 。这说明在熔化时，表面自由能的变 化厶G 表w o ,即不存在表面能障碍，也就不必过热。实际金属多属于这种情况。如果固体 16 3 3( G v )2 1 32 3 6 2 (G v )2 b K t K 4 G V )3 G V 6( 4 G v )2 64 3 96 3 32 r K 2 ~G ?， 球形核胚的临界形核功 (G v )2 (G v )2 (G v )2 G b K 2 G v )3 16 3( G v )2

材料成型基础复习题

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

材料成型工艺基础习题答案

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、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。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除内应力，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。

材料科学基础习题与答案

第二章 思考题与例题 1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？ 2. 从结构、性能等面描述晶体与非晶体的区别。 3. 谓理想晶体？谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？ 4. 比较三种典型晶体结构的特征。（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。）谓配位数？谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等面比较有异同？ 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？ 6. 已知Cu 的原子直径为2.56A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3 Cu 的原子数。 7. 已知Al 相对原子质量Ar （Al ）=26.97，原子半径γ=0.143nm ，求Al 晶体的密度。 8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm 3；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm 3。当铁由bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分比为多少？ 9. 谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如？ 10. 在面心立晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（）和（034）属六晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表示。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。 12.在一个立晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个

《材料成形技术基础》习题集答案.

作业2 铸造工艺基础 专业_________班级________学号_______姓名___________ 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）。

最新材料科学基础课后习题答案

《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？ 答：材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答：同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构，其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构，而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行，或者说结构转变必须存在一个推动力，过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性，至于过程是否真正实现，还需要考虑动力学条件，即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用，则阻力并不大，材料最终得到稳态结构。从原则上讲，亚稳态结构有可能向稳态结构转变，以达到能量的最低状态，但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现，而常温下的这种转变很难进行，因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 回答下列问题： （1）在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 32）与[236] （001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（132）与[123]，（2 （2）在立方晶系的一个晶胞中画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 解：（1）

材料成型基础复习考试题

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。

材料成型基础课后习题答案

作业1 一、思考题 1．什么是机械性能？（材料在载荷作用下所表现出来的性能） 它包含哪些指标?（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度） 2．名词解释：过冷度（理论结晶温度与实际结晶温度之差），晶格（把每一个原子假想为一个几何原点，并用直线从其中心连接起来，使之构成空间格架），晶胞（在晶格中存在能代表晶格几何特征的最小几何单元），晶粒（多晶体由许多位向不同，外形不规则的小晶体构成的，这些小晶体称为晶粒），晶界（晶粒与晶粒之间不规则的界面），同素异晶转变固溶体（合金在固态下由组元间相互溶解而形成的相），金属化合物（若新相得晶体结构不同于任一组元，则新相师相元间形成的化合物），机械混合物 3．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。 4.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 5．含碳量对钢的机械性能有何影响? 第38-39页 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。 二、填表 说明下列符号所代表的机械性能指标 以相和组织组成物填写简化的铁碳相图 此题新增的 此题重点 L L+A L+Fe 3 A A+F A+ Fe 3C F+ Fe 3C

图1--1 简化的铁碳合金状态图 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晶格，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晶格，性能特点是强度低，塑性好。 3.渗碳体是铁与碳的金属化合物，含碳量为 6.69 ％，性能特点是硬度很高，脆性很差。 4.ECF称共晶转变线，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称共析转变线，所发生的反应称共析反应，其反应式是得到的组织为A(0.77% 727 ℃)=F(0.0218%)+Fe3C 。 6.E是共晶点，P是共析点，A l线即 PSK 线，A3即 GS 线，A cm即ES 线。 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。 10 α－Fe和γ－Fｅ的晶格类型分别属于体心立方晶格面心立方晶格 11 Aｌ和Zｎ的晶格类型分别属于面心立方晶格密排六方晶格 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 形核和长大，自发生核的生核率与过冷度的关系是过冷度越大，自发形核的生核率就越高 14 金属结晶时，依附于杂质而生成的晶核叫非自发形核或不均匀形核 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（1-4 粗晶粒 5-8 细晶粒）16电阻温度系数的含义是电阻温度升高1度时，电阻值相应的变化量 17. 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。此题新增的 四、判断题(正确的打√，错误的打×) 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．＞σb B．＜σb C．＞σs D．＜σs E．达到σs F．达到σb 2.晶粒大小对钢的机械性能影响很大。通过(D )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σb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