材料成型力学答案

一、 二、 三、 判断题（本大题共100分，共 40 小题，每小题 2.5 分）

1. 在铸件热节处安放冷铁能够起补缩作用。( × )2. 合金的浇注温度越高越好。( × )3. 铸造裂纹按形成的温度范围可分为 热裂 和 冷裂。( ) 4. 铸造的实质使液态金属在铸型中凝固成形。( )。5. 铸钢可以用来进行锻压加工。( )

6. 凝固温度范围大的合金，铸造时铸件中易产生缩松。( ) 7. 随钢中含碳量增加，其可焊性变差。( )8. 冲模可分为 简单冲模、连续冲模、复合冲模 三种。( )

9. 冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲压工序的模具，是连续模。(× )10. 特种铸造主要用于生产大型铸件。( × )11. 根据钎料熔点的不同，钎焊可分为 硬钎焊、软钎焊 两类。( )12. 冲压工艺生产率高，适用于成批大量生产。( ) 13. 电阻焊分为 点焊、缝焊、对焊三种型式。( )

14. 用离心铸造法生产空心旋转体铸件时，不需用型芯。( )

15. 提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰的铸件，因此浇注温度越高越好。( × )16. 铸铁的焊补方法分为 热焊法 和 冷焊法 二种。( )17. 液态金

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

符 号 ζs ζb ε δ

名 称 屈服极限 抗拉强度 应变 延伸率 1

单 位 Mpa Mpa 无 无 HB HRC ak ζ

—1布氏硬度 洛氏硬度

1.积屑硫的影响：在形成积屑瘤的过程中，金属材料因塑性变形而被强化。因此，积屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。同时，由于积屑瘤的存在，增大了刀具实际工作前角，使切削轻快。所以，粗加工时希望产生积屑瘤。 但是，积屑瘤的顶端伸出切削刃之外，而且在不断地产生和脱落，是切削层公称厚度不断变化，影响尺寸精度。此外，还会导致切削刀的变化，引起振动，并会有一些积屑瘤碎片粘附在工作已加工的表面上，使表面变得粗糙。因此，精加工时应尽量避免积屑瘤产生。

2.车削的工艺特点：易于保证工件各加工面的位置精度；切削过程比较平稳；适合于有色金属零件的精加工；刀具简单。

3.刨削的工艺特点：通用性好；生产率较低。

4.拉削的工艺特点：生产率高；加工精度高，表面粗糙值较小；拉床结构和操作比较简单；拉刀价格昂贵；加工范围较广。

5.逆铣和顺铣的对比：顺铣时，每个刀齿的切削层厚度是由最大减小到零，铣削刀将工件压向工作台，减少了工件振动的可能性，尤其铣削薄而长的工件时，更为有利。逆铣时，每个刀齿的切削层厚度是从零增大到最大值，铣削刀上抬工件。由上述分析可知，从提高刀具耐用度和工件表面质量，增加工件夹持的稳定性等观点出发，一般以采用顺铣法为宜，但一般

一、

1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的

周边是废料；冲孔则相反。

2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的结合和扩散作用牢固的

连接起来，形成永久性接头的过程。

3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺

同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺

4．缩孔、缩松 液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。

5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。 直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。

6 自由锻造：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。

模型锻造：它包括模锻和镦锻，它

第一章作业习题答案

1．如何理解实际液态金属结构及其三种“起伏”特征？

答：理想纯金属是不存在的，即使非常纯的实际金属中总存在着大量杂质原子。实际金属和合金的液体由大量时聚时散、此起彼伏游动着的原子团簇、空穴所组成，同时也含有各种固态、液态或气态杂质或化合物，而且还表现出能量、结构及浓度三种起伏特征，其结构相当复杂。

能量起伏是指液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也在随时间 不停地变化，时高时低的现象。

结构起伏是指液态金属中大量不停“游动”着的原子团簇不断地分化组合，由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又会有另一些原子组合到该团簇中，此起彼伏，不断发生着这样的涨落过程，似乎原子团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发生着改变的现象。

浓度起伏是指在多组元液态金属中，由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异，而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化的现象。

2．液态金属的表面张力有哪些影响因素？试总结它们的规律。 答：液态金属的表面张

《金属工艺学》学习指导

姜永军

内蒙古科技大学机械学院

2006.9

上册

★第一章 金属结构

1、 试画出纯铁的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”的原因。

2、 室温和1100°C时的纯铁晶格有什么不同？高温（1000°C）的铁丝进行缓慢冷却时，

为什么会发生伸长的现象？

3、 为什么单晶体有各向异性，而实际的金属（未经过塑性变形的）通常是各向同性？ 4、 指出铁素体、奥氏体、渗碳体在晶体结构、含碳量和性能上有何不同。 5、 根据铁碳合金状态图，说明产生下列现象的原因：

（1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢的硬度高。

（2）在1100°C，含碳量为0.4%的钢能进行锻造，含碳量为4.0%的白口铁不能锻造。 （3）钢适宜通过压力加工成形，而铸铁适宜通过铸造成形。

6、 分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织

第二章 金属的工艺性能

★1、 什么是结晶过冷度？它对金属的结晶过程、铸件的晶粒大小及铸件的机械性能有

何影响？

2、 如果其它条件相同，试比较在下列条件下铸件晶粒的大小，并解释原因。

（1）金属型浇注与砂型浇注； （2）铸成薄件与铸成厚件； （3）浇注时采用震动与不采用震动。

1.开式压力机的工作原理

曲柄压力机通过曲柄连杆机构将电动机的旋转为滑块的往复运动。电动机通过皮带把运动传给大带轮，在经过小齿轮，大齿轮传给曲柄，通过连杆转化为滑块的往复的直线运动 2.曲柄压力机的主要参数

标称压力Fg（KN） 标称压力指滑块距死点的某一特定距离

标称压力行程Sg（mm）此距离成为标称压力行程，滑块所容许的最大作用力 滑块行程指上死点至下死点所经过的距离，其值为曲柄半径的两倍。

滑块行程次数N（1/min）指在连续工作方式下，滑块每分钟能往返的次数 装模高度H（mm）滑块在下死点时滑块下表面到工作台垫板正表面的距离

最大装模高度H（mm）指当装模高度调节装置将滑块调节至最上位置时的装模高度值 工作台尺寸：工作台平面尺寸、工作台上漏孔尺寸 模柄孔尺寸 4.喷嘴的作用

预塑时，建立背压，排除气体，防止熔料流涎，提高塑化质量；注塑时使喷嘴与模具主浇套良好接触，保证在熔料在高压下不外溢；保压时，便于向模腔补料；冷却定型时，可增加回流阻力，防止模腔中模料回流，还承担着调温、保温、断料的功能。 5.保证产品正常生产对合模装置的要求

能够实现模具的可靠开合动作和必要的行程，提供足够的锁模力，开模时提出顶出力及相应的行程。

6.薄膜吹塑成型

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），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

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

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

三、填空

《金属工艺学》学习指导

姜永军

内蒙古科技大学机械学院

2006.9

1

上册

★第一章 金属结构

1、 试画出纯铁的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”的原因。

2、 室温和1100°C时的纯铁晶格有什么不同？高温（1000°C）的铁丝进行缓慢冷却时，

为什么会发生伸长的现象？

3、 为什么单晶体有各向异性，而实际的金属（未经过塑性变形的）通常是各向同性？ 4、 指出铁素体、奥氏体、渗碳体在晶体结构、含碳量和性能上有何不同。 5、 根据铁碳合金状态图，说明产生下列现象的原因：

（1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢的硬度高。

（2）在1100°C，含碳量为0.4%的钢能进行锻造，含碳量为4.0%的白口铁不能锻造。 （3）钢适宜通过压力加工成形，而铸铁适宜通过铸造成形。

6、 分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织

第二章 金属的工艺性能

★1、 什么是结晶过冷度？它对金属的结晶过程、铸件的晶粒大小及铸件的机械性能有

何影响？

2、 如果其它条件相同，试比较在下列条件下铸件晶粒的大小，并解释原因。

（1）金属型浇注与砂型浇注； （2）铸成薄件与铸成厚件； （3）浇注时采用震动

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），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

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

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

三、填空