材料成型技术基础试题及答案.pdf
实用文档.华侨大学材料成型技术基础考试试题及答案 1、高温的Fe是 面心立方 晶格。其溶碳能力比Fe大，在1148时溶解度最大达到 2.11 。2、铸件上的重要工作面和重要加工面浇注时应朝 下 。3、球墨铸铁结晶时，决定其基体组织是 共析 石墨化过程；为使铸铁中的石墨呈球状析出，需加入 稀土镁合金（材料），这一过程称为 球化 处理。4、单晶体塑性变形的主要形式是 滑移变形 ，其实质是 位错运动 。5、如果拉深系数过小，不能一次拉深成形时，应采取 多次拉深工艺 ，并应进行 再结晶退火 。5、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。6、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。7、设计冲孔模时，应取 凸模刃口尺寸 等于冲孔件尺寸；设计落料模时，凹模刃口尺寸应等于 落料件 尺寸，凸模刃口尺寸等于 落料件尺寸减去模具间隙Z 。8、焊接接头是由 焊缝 区，熔合 区，及焊接热影响区组成。9、埋弧自动焊常用来焊接 长直 焊缝和 环 焊缝。10、要将 Q235 钢与 T8 钢两种材料区分开来，用 B 方法既简便又准确。A、拉伸试验 B、硬度试验 C、弯曲试验 D、疲劳试验 11、在材料塑性加工时，应主要考虑的力学性能指标是 C 。A、屈服极限 B、强度极限 C、延伸率 D、冲击韧性 12、亚共析钢合适的淬火加热温度范围是 B 。A、Ac1+3050 B、Ac3+3050 C、Acm+3050 D、Accm+3050 13、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 。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。14、模锻件的尺寸公差与自由锻件的尺寸公差相比为 D 。A、相等 B、相差不大 C、相比要大得多 D、相比要小得多 15、铸件的质量与其凝固方式密切相关，灰铸铁的凝固倾向于 A，易获得密实铸件。A、逐层凝固 B、糊状凝固 C、中间凝固 16、铸件的壁或肋的连接应采用 C 。A、锐角连接 B、直角连接 C、圆角连接 D、交叉连接 17、下列焊接方法中,B 可不需另加焊接材料便可实现焊接;C 成本最低。A、埋弧自动焊 B、电阻焊 C、CO2气体保护焊 D、氩弧焊 1、细化晶粒可提高金属的强度和硬度，同时可提高其塑性和韧性。（）2、由于 T13 钢中的含碳量比 T8 钢高，故前者的强度硬度比后者高。（）3、当过热度相同时,亚共晶铸铁的流动性随着含碳量的增多而提高。()4、共晶成分合金是在恒温下凝固的,结晶温度范围为零。所以,共晶成分合金只产生液态收缩和固态收缩,而实用文档.不产生凝固收缩。()5、铸件结构斜度不同于拔模斜度,表现为斜度值大,且需在零件图上示出。()6、在板料拉深时，凸模和凹模之间的间隙 Z 应该略大于板料厚度。（）7、金属经压力加工产生的纤维组织，使金属在性能上具有方向性，沿着纤维方向性能较差，垂直纤维方向性能较好。（）8、二氧化碳保护焊由于有 CO2的作用，故适合焊有色金属和高合金钢。（）9、锅炉、压力容器等重要结构件焊接应采用搭接接头型式，并使用碱性焊条。（）10、“同时凝固”这种工艺措施可以有效的防止应力、变形和缩孔缺陷。（）三、名词解释（10 分，每题 2.5 分）1、球化退火：将共析钢或过共析钢加热到 Ac1 以上 2030,适当保温,缓慢冷却，使钢中碳化物（Fe3C+Fe3C)呈球状化而进行的热处理工艺。2、壁厚敏感性:随着铸件壁厚的增加，铸件组织中石墨片数量和尺寸都增加，铸铁强度、硬度下降的现象。3、加工硬化:金属经过塑性变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下降的现象。4、焊接热影响区:是指受焊接热循环影响，焊缝附近的母材金属发生组织和性能变化的区域。四、简答题（共 29 分）1下列牌号各表示哪种钢或铸铁？牌号中的各组数字表示什么意义？（4 分）1）Q235：碳素结构钢；数字表示该类钢屈服强度为 235 MPa。2）T12：碳素工具钢；数字表示该类钢碳的质量分数为 1.2%。3）HT250：灰铸铁；数字表示该类铸铁最低抗拉强度值为 250 MPa(壁厚为 30mm 时)。4）QT400-15：球墨铸铁；数字表示该类铸铁最低抗拉强度值为 400 MPa，延伸率 15%。2、铸件缩孔形成的原因是什么？什么是顺序凝固原则？有何作用？并用示意图表示。哪些合金常需采用“顺序凝固原则”？（6 分）答:当合金在恒温下或窄温度范围内结晶时,其液态收缩和固态收缩所缩减的体积如果得不到补足(补缩),则在最后凝固部位形成一些孔洞,这些孔洞便是缩孔。(2 分)顺序凝固原则,通过在可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,浇口开在冒口处,使得铸件由远离冒口部分向冒口部分逐渐凝固,则在最后凝固部位,也就是冒口部分形成缩孔。冒口在铸件清理时去除。(2 分)如下图所示,3）坚持顺序凝固原则是为防止或消除铸件缩孔。对于收缩大或壁厚差别较大的合金铸件，如铸钢、高强度灰铸铁和可锻铸铁等，常需采用顺序凝固原则。（2 分）3、绘制模锻锻件图要考虑哪些因素？(4%)实用文档.答:制定模锻件图应包括以下内容，选分模面，确定敷料、加工余量、锻造公差，确定模锻斜度和模锻圆角半径，确定冲孔连皮厚度。（4分）4、补画出简化的铁碳合金状态图，并回答下面的问题。在铁一渗碳体相图中，有四条重要的特征线，合金冷却通过下列特征线时（本小题共 7 分。作图 3 分，填空 4 分）：1）通过 ECF 水平线，发生_共晶_反应，C 点称为_共晶点_，生成_高温莱氏体，其含碳量为_ 4.3%_。2）通过 PSK 水平线，发生_共析_反应，S 点称为_共析点_，生成 珠光体 ,其含碳量为_0.77%_。3）ES 线又称为_Acm_，它是_C 在奥氏体中的溶解度曲线 _，奥氏体冷却 到此线时，开始析出_析出二次 Fe3C（或 Fe3C）_。4）GS 线又称为_A3_，奥氏体冷却到此线时，开始析出_铁素体_。5、分析下图中铸件的铸造应力分布情况，并画出因铸造应力引起的变形。（假 设上面比下面冷却快）(4 分)答:如上图所示平板铸件,当上面冷却比下面快时，由于下面冷却慢,所以受拉应力作用;上面冷却快,则受压应力作用。（2 分）实用文档.由于下面受拉应力作用,会缩短一点以恢复其平衡(自由)状态;上面受压应力作用,会变长一点以恢复其平衡(自由)状态。最后，会出现下面向内凹,上面向上凸起的弯曲变形,如下图所示。(2 分)6、试问下图中所示焊接结构在焊接后会产生何种变形？并绘出变形后的焊件示意图。用什么方法消除变形？并在图中示意。（4 分）答:上图所示焊接结构在焊接后会产生弯曲变形，如下图所示。（2 分）可以用火焰矫正法消除变形，即用乙炔焰加热 T 形梁的下腹板位置（呈三角形加热），使其产生反向等量变形，抵消原焊接变形，如下图所示。五、综合题（共 21 分）1、从铸造性能，塑性成形性能（锻压性能），焊接性能三个方面分析灰铸铁和低碳钢优劣之处。（6 分）答:铸造性能：1）灰铸铁：液态合金流动性好，收缩率低，凝固温度范围小（近）共晶成份合金），过热度低，所以灰铸铁铸造性能很好。（1 分）2）低碳钢：液态合金流动性差，收缩率大，过热度高，所以低碳钢铸造性能很差。（1 分）实用文档.塑性成形性能（锻压性能）：1）灰铸铁：塑性极差（延伸率趋近于零），所以灰铸铁不能进行塑性成形（不能锻压）。（1 分）2）低碳钢：塑性很好（延伸率大于 25%），所以低碳钢塑性成形性能或锻压性能好。（1 分）焊接性能：1）灰铸铁：碳当量数值很高（C当量3.5%0.6%）,所以灰铸铁焊接性能极差,仅限于焊补。（1 分）2）低碳钢：碳当量数值低（C当量0.25%0.4%）,所以低碳钢焊接性能好。（1 分）2、图示结构设计是否合理？对不合理部分作如何改正（可在原图上作修改，但必须表达清楚），并说明理由。（9 分）砂型铸件 砂型铸件 自由锻件 模锻件 焊接件 焊接件 答:图示结构设计都不合理，应作以下修改：砂型铸件 1，砂型铸件 2，实用文档.铸件内腔结构设计应尽量不用 铸件壁厚应尽可能均匀,避免 或少用型芯，图示改正可形成 缩孔，缩松和裂纹等缺陷。图 自带型芯或砂胎以替代型芯，示铸件各部分的壁厚差别过大 以节省造芯操作和芯盒费用。，厚壁处形成热节，故应采取（1.5 分）“开窗口”设计。（1.5 分）自由锻件 模锻件 自由锻件结构设计应避免斜面 截面大小差别过大，凸缘高而薄，中 和圆锥面。原图示结构有圆锥面，间又深凹，从锻模制造、锻造生产到 成型困难，应改为圆柱面。取出锻件都很困难，锻模寿命也短。（1.5 分）应改为图示结构,凸缘截面减少,宽度增加。（1.5 分）焊接件 1 焊接件 2 焊接接头的焊缝的布置应尽可能 电阻点焊的电极难以伸入，应改为图 分散，否则密集、交叉的焊缝会 示结构，以方便操作。（1.5 分）加大焊接热影响区。因此，交叉 的焊缝应改为交错焊缝。（1.5 分）3、如下图所示的车床传动轴，在小批量生产时：1）试选择合适的材料；2）试确定毛坯加工方法；3）试确定热处理工艺。（要说明理由）。（6 分）实用文档.答:图示的车床传动轴，在小批量生产时,应作以下选择:1)车床传动轴是典型的轴杆类零件,受较大扭矩和弯矩作用,因此要选择具有优良综合机械性能的中碳钢,如45 号钢。（2 分）2)因车床传动轴要求具有优良综合机械性能，所以毛坯加工方法应选择锻造。由于是小批量生产，锻造方法应选择自由锻。（2 分）3)毛坯成型后，即锻造完成后，为提高毛坯的切削加工性能，应进行退火处理，同时45 号钢是亚共析钢，应进行完全退火处理；车床传动轴切削加工完成后，为提高其工作性能，即获得优良的综合机械性能，应进行调质处理，即淬火+高温回火。（2 分）
