新《工程材料及成形工艺基础》习题集与答案（锻造部分）.doc

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1、习题七班级 姓名 成绩 一、吊钩零件（如图）可用铸造，锻造，板料切割三种方法制造，试比较承载能力，并简述原因。1、 铸造的内部组织有缺陷：气孔、夹渣和缩孔，其塑性最差；2、 锻造的内部组织致密，纤维分布合理、完整，塑性和韧性最好；3、 板料切割的吊钩虽然组织致密，但其纤维不连续，所以性能较锻造的差。加工方法比 较铸造最差锻造最好板料切割介于两者二、何谓加工硬化现象？为何又称冷作强化？ 答：随着金属冷变形（再结晶温度以下的变形）程度的增加，材料的力学性能也会随之发生变化，金属的强度、硬度增高，塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。当通过冷变形来改善或提高低碳钢、纯铜和防锈铝的强度和硬度时，又被称

2、为冷作强化或冷变形强化。三、什么叫回复与再结晶？答：回复：加热温度升高到回复温度（T回）时，原子恢复到正常排列，晶格畸变基本消除。此时，金属的强度、硬度稍有降低，塑性、韧性略有提高，这一过程称为回复。再结晶：金属原子在高密度位错的晶粒边界或碎晶处形成晶核，并不断长大，按变形前的晶体结构形成新的均匀细小的等轴晶粒。金属的强度、硬度进一步降低，塑性、韧性显著提高，内应力完全消除，这一过程称为再结晶。四、为什么细晶粒的钢强度高，且塑性和韧性也好？答：晶界是阻碍位错运动的，而各晶粒位向不同，互相约束，也阻碍晶粒的变形。因此，金属的晶粒愈细，其晶界总面积愈大，每个晶粒周围不同取向的晶粒数便愈多，对塑性变

3、形的抗力也愈大。因此，金属的晶粒愈细强度愈高。同时晶粒愈细，金属单位体积中的晶粒数便越多，变形时同样的变形量便可分散在更多的晶粒中发生，产生较均匀的变形，而不致造成局部的应力集中，引起裂纹的过早产生和发展。因此，塑性，韧性也越好。五、锻件加热的目的是什么？何谓过热与过烧？其中哪种缺陷可以挽救？用什么方法？答：加热的目的是为了提高坯料的塑性，降低变形抗力，改善锻压性能。在保证坯料均匀热透的条件下，应尽量缩短加热时间，以减少金属氧化、过热和过烧等缺陷。过热可通过正火处理来挽救六、制造齿轮时，有时采用喷丸处理（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面强化，试分析其强化原因。答：高速金属丸喷射到零件表面上，

4、使工件表面层产生塑性变形，形成一定厚度的加工硬化层，使齿面的强度、硬度升高。七、何谓锻造比？何谓流线（纤维）组织？二者有什么关系？答：锻造比：Y=S0/S=拔长前坯料的横截面积/拔长后坯料的横截面积流线组织：在热变形过程中，材料内部的夹杂物极其它非金属物质，沿塑性变形方向所形成的流线组织，称为纤维（流线）组织。锻造比值越大流线（纤维）组织越清楚和明显。八、何谓冷变形与热变形？已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380、1538、327、232，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100下的变形加工、铅和锡在室温（20）下的变形加工各为何种变形加工？答：冷变形：将金属在再结晶温度以下

5、的变形加工称为冷变形；热加工：将金属在再结晶温度以上的变形加工称为热变形。答：T再=0.4T熔；钨T再=0.4*（3380+273）-273=1188.2; 铁T再=0.4*（1538+273）-273=451.4; 铅T再=0.4*（327+273）-273=-33; 锡T再=0.4*（232+273）-273=-71.由于钨T再为1188.21100，因此属于热加工；铁T再为451.41100，因此属于冷加工；铅T再为-3320，属于冷加工；锡T再为-7120，属于冷加工。九、如何评价金属的锻压（造）性能的好坏？什么是改善金属锻造性能最有效的方法？ 答：金属的锻压（造）性能是指金属锻压成形

6、的难易程度，常用塑性和变形抗力两个指标来综合衡量。塑性越好，变形抗力越小，则金属的锻压性能越好。金属锻压性能是金属材料重要的工艺性能，影响锻压性能的主要因素是金属的本质和变形条件。金属本质的影响：化学成分；组织结构。变形条件的影响：变形温度；变形速度；应力状态。十、何谓锻造或压力加工？哪些零件适合压力加工？答：压力加工也称塑性加工，它是利用金属坯料在外力作用下产生塑性变形，从而获得所需形状尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。适合有塑性同时需要提高塑性和韧性的零件。习题八班级 姓名 成绩 一、零件如图，用自由锻制坯，试画出锻件图（零件全部机加工），计算并确定坯料尺寸，确定锻造工序（要标注控制尺寸）

7、材料：45钢1. 画锻件图（加工余量，锻件公差见附录）2. 计算并确定坯料尺寸3. 确定锻造工序序号工序名称变形过程（工序）简图二、 何谓始锻温度与终锻温度? 在锻造中确定锻造温度范围有何原则？答：始锻温度开始锻造时的温度；终锻温度停止锻造时的温度。1、因单一成分组织的材料塑性最好，所以在确定锻造温度范围时应选择在单相组织区域内进行；2、对于亚共析钢最低锻造温度应高于ACM线25-30，使金属在奥氏体区内完成全部锻造加工，此时金属塑性状态最好；3、对于过共析钢最低锻造温度应低于ACM线而高于ACL线50-70，以便把钢在ACM线温度下析出的分布于晶界处的二次网状及针状渗碳体击碎，获得球状渗碳体

8、，从而提高锻件的机械性能（如在ACM线上结束锻造则应加速冷却，防止出现网状及针状渗碳体）；4、合金钢再结晶温度比碳钢高，终止锻造温度一般为800-850。一般始锻温度越高，塑性越好；变形抗力越小，对锻造月有利；锻造中间工序时，一般都选锻造温度范围的最高值为始锻温度。三、下图零件若生产批量分别为单件小批、大批时，选择哪种锻造方法最合适？并定性地画出单件、大批生产时的锻件图。双联齿轮，材料：45钢 齿轮，材料：45钢1. 选择锻造方法生产方式双联齿轮齿 轮单件小批生产胎模锻胎模锻大批生产平锻锤上模锻2. 画锻件图：（1） 单件生产（2） 大批生产四、如图所示，通常碳钢采用平砧拔长，高合金钢采用V型

9、砧拔长，试分析砧座型对钢的变形有何影响? 答：V型砧使压应力数目增多，提高金属的可锻性，适合于拔长塑性较差的高合金钢。五、如图所示支座零件，采用自由锻制坯，试修改零件结构不合理之处。 答：改为两圆柱叠起来。 六、模锻成形过程中飞边槽有何作用？在预锻模膛与终锻模膛中哪个没有飞边槽？答：飞边槽作用：1）容纳多余金属； 2）使金属更好的充满模膛； 3） 起缓冲作用。在预锻模膛没有飞边槽。七、板料冲压的加工范围有哪些？板料冲压的基本工序？冲裁件类型？答：板料冲压加工范围：板材厚小于8mm，采用冷态下直接冲压；板材厚大于等于810mm，采用加热后进行冲压。板料冲压基本工序：分离工序（剪切、冲裁、修整、切断）和变形工序（拉伸、弯曲、胀形、翻边）。冲裁件类型：冲孔；落料7