热加工基础总温习题+答案_1.docx
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1、热加工基础总温习题+答案第一章铸造一、名词解释铸造:将热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。热应力:在凝固冷却经过中,不同部位由于不平衡的收缩而引起的应力。收缩:铸件在液态、凝固态和固态的冷却经过中所发生的体积缩小现象,合金的收缩一般用体收缩率和线收缩率表示。金属型铸造:用重力浇注将熔融金属浇人金属铸型而获得铸件的方法。流动性:熔融金属的流动能力,仅与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.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。2.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
2、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易按逐层凝固方式凝固。3.铸造合金在凝固经过中的收缩分三个阶段,其中液态收缩和凝固收缩收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因,而固态收缩收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。4.根据气体的;,铸件中的气孔分为侵入性气孔、析出性气孔和反响性气孔三类。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。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、适应性强和成本较低。缺点是铸件力学性能较低、铸件
3、质量不够稳定和废品率高。三、综合分析题1.何谓合金的充型能力?影响充型能力的主要因素有哪些?P3答:液态合金充满型腔,获得形状完好、轮廓明晰的铸件的能力,称为液态合金的充型能力。影响充型能力的主要因素为:(1)合金的流动性;(2)铸型的充型条件;(3)浇注条件;(4)铸件构造等。2.合金的充型能力不好时,易产生哪些缺陷?设计铸件时应怎样考虑充型能力?答:合金的充型能力不好时(1)在浇注经过中铸件内部易存在气体和非金属夹杂物;2)容易造成铸件尺寸不准确,轮廓不明晰;(3)流动性不好,金属液得不到及时补充,易产生缩孔和缩松缺陷。设计铸件时应考虑每种合金所允许的最小铸出壁厚,铸件的构造尽量均匀对称。
4、以保证合金的充型能力。3.为何对薄壁铸件和流动性较差的合金,要采用高温快速浇注?答:适当提高液态金属或合金的浇注温度和浇注速度能改善其流动性,提高充型能力,由于浇注温度高,浇注速度快,液态金属或合金在铸型中保持液态流动的能力强。因而对薄壁铸件和流动性较差的合金,可适当提高浇注温度和浇注速度以防浇注缺乏和冷隔。4.缩孔和缩松产生原因是什么?怎样防止?答:缩孔缩松产生原因:铸件设计不合理,壁厚不均匀;浇口、冒口开设的位置不对或冒口太小;浇注铁水温度太高或铁水成分不对,收缩率大等。主要原因是液态收缩和凝固态收缩所致。防止措施:(1)浇道要短而粗;(2)采用定向凝固原则;(3)铸造压力要大;(4)铸造
5、时间要适当的延长;5)合理确定铸件的浇注位置、内浇口位置及浇注工艺。5.什么是定向凝固原则和同时凝固原则?怎样保证铸件按规定凝固方式进行凝固?答:定向凝固也称顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安顿冒口,在远离冒口的部位安顿冷铁,使铸件上远离冒口的部位先凝固,靠近冒口的部位后凝固。同时凝固,就是从工艺上采取各种措施,使铸件各部分之间的温差尽量减小,以到达各部分几乎同时凝固的方法。控制铸件凝固方式的方法:1正确布置浇注系统的引人位置,控制浇注温度、浇注速度和铸件凝固位置;(2)采用冒口和冷铁;(3改变铸件的构造;(4)采用具有不同蓄热系数的造型材料。6.哪类合金易产生缩孔?哪类合金易产生缩
6、松?怎样促进缩松向缩孔转化?答:逐层凝固的合金倾向于产生集中缩孔,如纯铁和共晶成分铸铁。糊状凝固的合金倾向于产生缩松,如结晶温度范围宽的合金。促进缩松向缩孔转化的方法有:(1)提高浇注温度,合金的液态收缩增加,缩孔容积增加;(2)采用湿型铸造。湿型比干型对合金的激冷能力大,凝固区域变窄,使缩松减少,缩孔容积相应增加; (3)凝固经过中增加补缩压力,可减少缩松而增加缩孔的容积。7.图2-2-1是两种T型铸件,试分析铸件中热应力分布情况,并画出热应力引起的弯曲。8.铸钢的铸造性能怎样?铸造工艺上的主要特点是什么?P28答:铸造性能:钢液的流动性差;铸钢的体积收缩率和线收缩率大;易吸气氧化和粘砂;铸
7、钢的铸造性能较差,易产生缩孔和裂纹等缺陷。工艺特点:铸钢件在铸造工艺上必须首先考虑补缩问题,防止产生缩孔和裂纹等缺陷,铸件壁厚要均匀,避免尖角和直角构造,还可设置铸造小肋防止铸件构造内侧因收缩应力而产生热裂、提高型砂和型芯的让步性、多开内浇道、设置冒口和冷铁。9.金属型铸造为何能改善铸件的力学性能?灰铸铁件用金属型铸造时,可能碰到哪些问题?答:金属型铸造采用耐高温的金属做铸型,其型芯一般也用金属制成。故铸型和型芯都不具有让步性,且导热性好,铸件冷却速度快,所以组织细密,力学性能高。浇不到、冷隔、裂纹等。10.压力铸造、低压铸造和挤压铸造的工艺特点及应用范围有何不同?P62答:11.下列铸件在大
8、批量生产时,采用什么铸造方法为佳?带轮及飞轮:砂型铸造大口径铸铁管:离心铸造大模数齿轮滚刀:模锻汽车喇叭:熔模铸造汽轮机叶片:熔模铸造车床床身:砂型铸造缝纫机头:砂型铸造铝活塞:金属性铸造汽缸套:离心铸造发动机缸体:砂型铸造12.图2-2-2为应力框铸件,凝固冷却后沿A-A线锯断,此时断口间隙大小会产生什么变?试分析原因。15.何为铸件构造斜度?与起模斜度有何不同?图2-2-5所示构造能否合理?怎样改良?答:铸件构造斜度为铸件上垂直于分型面的不加工外表,为起模方便和铸件精度所具有的斜度。铸件的构造斜度与起摸斜度不容混淆。构造斜度是在零件设计时直接在零件图上标出,且斜度值较大;起模斜度是在绘制铸
9、造工艺图时,对零件图上没有构造斜度的立壁给予很小的起模斜度0.53.0图中内腔上方的小孔斜度不合理,模型不易从砂型中取出。17为何铸件会产生热裂纹?影响铸件产生热裂纹的主要因素是什么?答:收缩较大的金属十分是铸钢件,由于高温时即凝固期或刚凝固完毕时的强度和塑性等性能低,是产生热裂的根本原因。影响热裂纹的主要因素有:(1)铸件材质结晶温度范围较窄的金属不易产生热裂纹,结晶温度范围较宽的金属易产生热裂纹。灰铸铁在冷凝经过中有石墨膨胀,凝固收缩比白口铸铁和碳钢小,不易产生热裂纹,而白口铸铁和碳钢热裂倾向较大。硫和铁构成熔点只要985的低熔点共晶体并在晶界上呈网状分布,使钢产生“热脆。(2)铸件构造铸
10、件各部位厚度相差较大,薄壁处冷却较快,强度增加较快,阻碍厚壁处收缩,结果在强度较低的厚处或厚薄相交处出现热裂纹。(3)铸型阻力铸型让步性差,铸件高温收缩受阻,也易产生热裂纹。(4)浇冒口系统设置不当假如铸件收缩时遭到浇口阻碍;与冒口相邻的铸件部分冷凝速度比远离冒口部分慢,形成铸件上的薄弱区,也都会造成热裂纹。第二章锻压一、名词解释塑性变形:材料在外力的作用下发生的不可回复的变形。加工硬化:金属的塑性变形导致其强度、硬度提高,而塑性和韧性下降的现象。纤维组织:热加工时,铸态组织中的各种夹杂物,由于在高温下具有一定塑性,它们会沿着变形方向伸长,构成纤维分布,当再结晶时,这些夹杂物仍然沿被伸长的方向
11、保留下来,称为纤维组织。可锻性:衡量材料能够进行压力加工难易程度的工艺性能,包括材料的塑性和变形抗力。自由锻:只用简单的通用性的工具,或在锻造设备上的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需几何形状及内部质量的锻件的加工方法。二、填空题1.影响合金锻造性能的内因有化学成分和组织构造两方面,外因包括变形温度、变形速度、应力状态和润滑条件。2.冲压的基本工序包括变形和分离两大类。3.绘制自由锻件图时应考虑加工余量、公差和余块等工艺参数问题。4.锻压生产的本质是利用金属在固态下的塑性成形,所以只要塑性好的材料合适于锻造。5.模型锻造的基本方法包括锤上模锻和其他设备上模锻锻造。6.热变形是指金属再结晶温度以
12、上的变形。7.金属的锻造性能决定于金属的塑性和变形的变形抗力。8.锻造时,金属允许加热到的最高温度称始锻温度,停止锻造的温度称终锻温度9深腔件经屡次拉深变形后应进行再结晶退火热处理。10.自由锻锻造设备有空气锤、蒸汽空气锤和压力机三大类。11.锻压加工方法的主要优点是力学性能高、节约金属、生产率高、适应性广,主要缺点是构造工艺性要求高、尺寸精度低、初期投资费用高。12冲孔和落料的加工方法一样,只是作用不同,落料冲下的部分是工件,冲孔冲下的部分是废料。13.金属在加热时可能产生的缺陷有过热、过烧和氧化等。14.冲裁时板料分离经过分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段三个阶段。15.20钢的
13、锻造性能比T10钢好,原因是T10钢是构造钢,塑性差。三、综合分析题3碳钢在锻造温度范围内变形时,能否会产生冷变形强化?答:碳钢在锻造温度范围内变形时,若采用高速锤锻造,产生加工硬化的速率高而发生再结晶的速率较低时,可以能会产生冷变形强化。4.热变形对金属组织和性能有什么影响?答:热变形使得金属的晶粒细化,组织致密,强度、塑性及韧性都得到提高。同时金属中出现流线组织,且表现为各向异性。5.塑性差的金属材料进行锻造时,应注意什么问题?答:加热升温速度要慢,采用压力机上锻造,对坯料施加静压力,降低变形速度,使再结晶能充分的进行,防止产生加工硬化。6.模锻的设备主要有哪些?其特点及应用范围怎样?答:
14、模锻的设备主要有下面几种。(1)模锻锤:对金属主要施加冲击力。变形速度快,锻件质量高,材料的利用率高,并且成本较低,合适大批量生产。(2)压力机:对金属主要施加静压力,金属在模膛内流动缓慢,在垂直于力的方向上容易变形,有利于对变形速度敏感的低塑性材料的成形,并且锻件内外变形均匀,锻造流线连续,锻件力学性能好。10.锤上模锻能否直接锻出通孔?怎样锻出通孔?答:不能直接锻出通孔,要留冲孔连皮,锻造后用切边压力机切除。11.在曲柄压力机上能否实现拔长、滚挤等变形工序?并简述理由。答:不能够。曲柄压力机工作时滑块行程较小,在滑块的一个往复行程中完成一个工件的变形,故不适于加工长轴类锻件。拔长、挤压等制
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