金屬工藝學(xué)習(xí)題

1、1 金屬工藝學(xué)第五版課后習(xí)題答案本文件自己制作，版權(quán)所有，請(qǐng)勿侵犯金屬材料的主要性能（1）什么是應(yīng)力？什么是應(yīng)變？（2）縮頸是如何產(chǎn)生的？發(fā)生在拉伸曲線哪個(gè)階段？（3）對(duì)于具有力學(xué)性能要求的零件，為什么在零件圖上通常僅標(biāo)注其硬度要求，而極少標(biāo)注其他力學(xué)性能要求? （4）布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（5）下列符號(hào)所表示的力學(xué)性能指標(biāo)名稱和含義是什么？鐵碳合金（1）什么是過冷現(xiàn)象?過冷度指什么？（2）金屬的晶粒粗細(xì)對(duì)其力學(xué)性能有什么影響？細(xì)化晶粒的途徑有哪些？（3）什么是同素異晶轉(zhuǎn)變？室溫和1100 度的純鐵晶格有何不同（4）組織名稱代表符號(hào)含碳量組織類型力學(xué)性能特征2 （5）試?yán)L簡(jiǎn)化的

2、鐵碳合金狀態(tài)圖（6）分析在緩慢冷卻下，亞共析鋼和過共析鋼的結(jié)晶過程和室溫組織？鋼的熱處理（1） 什么是正火，退火？他們的特點(diǎn)和用途有何不同？（2） 亞共析鋼的淬火溫度該如何選擇？溫度過高或過低有何弊端？（3） 碳鋼在油中淬火， 后果如何？為什么合金鋼通常不在水中淬火？（4） 鋼在淬火后為什么不立即回火？三種回火的用途有何不同？（5） 鋼銼，汽車大彈簧， 車床主軸， 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋螺釘?shù)淖罱K熱處理有何不同？（6） 生活用手縫針， 汽車變速箱齒輪蓋采用那種熱處理？為什么？第四章工業(yè)用鋼3 （1）下列牌號(hào)鋼個(gè)屬于哪類鋼？試說明數(shù)字于符號(hào)的關(guān)系？哪些焊接性能好？15 40 Q195 Q345 CrWMn

3、40Cr 60Si2Mn （2）比較碳素工具鋼與合金工具鋼，以及適用場(chǎng)合有何不同？（3）填表牌號(hào)所屬類別大致含碳量性能特征用途舉例Q235AF 45 T10A 20Cr （4）倉庫中混存三種規(guī)格相同的20 鋼， 45 鋼， T10 鋼，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N最為簡(jiǎn)便的區(qū)分方法？（5）現(xiàn)擬制造如下產(chǎn)品，請(qǐng)選出適合的鋼號(hào)？六角螺釘，車床主軸，鉗工鏨子，液化石油氣灌，活扳手，臉盆，自行車彈簧，門窗合頁（7） 下列該選用哪些鋼號(hào)？宜采用哪種熱處理？汽車板簧，臺(tái)鉗鉗口，自行車軸檔鑄造鑄造工藝基礎(chǔ)4 （1） 為什么鑄造師毛皮生產(chǎn)中的重要方法？試從鑄造的特點(diǎn)并結(jié)合示例分析？（2） 什么是液態(tài)合金的沖型能力？他與合金的流

4、動(dòng)性有何關(guān)系？不同成分的合金為何流動(dòng)性不同？（3） 某定型生產(chǎn)的后鑄鐵件，投產(chǎn)以來質(zhì)量基本穩(wěn)定，但近一段時(shí)間澆不到和冷隔缺陷突然增加，是分析其可能的原因？（4） 既然提高澆注溫度可以改善沖型能力，那么為什么又要防止?jié)沧囟冗^高? （5） 縮孔和縮松有何不同？為何縮孔比縮松較容易防止？（6） 什么是順序凝固原則？什么是同時(shí)凝固原則？各需采用什么措施來實(shí)現(xiàn)？上述兩種凝固原則適用場(chǎng)合有何不同？（7） 某鑄件時(shí)常產(chǎn)生裂紋缺陷，如何鑒別其裂紋性質(zhì)？如果屬于熱烈，應(yīng)該從哪些方面尋早產(chǎn)生原因？（8） 上冊(cè) P49 （9） 如何區(qū)分氣孔， 縮孔，砂眼， 夾渣缺陷？存在鑄造缺陷的鑄件是否屬于廢品？常用合金鑄件的

5、生產(chǎn)（1） 試從石墨的存在分析灰鑄鐵的力學(xué)性能和其他性能特5 征？（2） 影響鑄鐵石墨化因素是什么？為什么鑄鐵牌號(hào)不用化學(xué)式表示？（3） 灰鑄鐵最適合制造哪類鑄件？試舉例車床上十種灰鑄鐵件名稱？示例說明選用灰鑄鐵，而不選用鑄鋼的原因？（4） HT100 ，HT150,HT200,HT300,的顯微組織有何不同？為什么 HT150.HT200灰鑄鐵應(yīng)用最廣？（5） 某產(chǎn)品的灰鑄鐵件壁厚有5mm25mm 兩種。；力學(xué)性能要求抗拉強(qiáng)度220MPa ，若全部選用HT200, 是否正確？（6） 填表比較各種鑄鐵，闡述灰鑄鐵應(yīng)用最廣的原因？類別石墨形狀制造過程簡(jiǎn)述（鐵液成分， 爐前處理熱處理）力 學(xué) 性

6、能特征適用范圍（7） 為什么球墨鑄鐵是 “以鐵代鋼” 的好材料？球墨鑄鐵是6 否可以全部取代可鍛鑄鐵？（8） 制造鑄鐵件，鑄鋼件和鑄鋁件所用的熔爐有何不同？所用的型砂有何不同？為什么？（9） 下列鑄件宜選用哪類鑄造合金？請(qǐng)闡述理由？車窗床身，摩托車汽缸體，火車輪，壓氣機(jī)曲軸，汽缸套，自來水管道彎頭，減速器蝸輪砂型鑄造（1） 為什么手工造型仍是目前不可忽視的造型方法？機(jī)器造型有哪些優(yōu)越性？其工藝特點(diǎn)有哪些？（2） 在射芯機(jī)上現(xiàn)代造芯法與傳統(tǒng)造芯法有何根本不同？殼芯機(jī)制芯有何優(yōu)越性？（3） 什么是鑄造工藝圖？它包括哪內(nèi)容？它在鑄件的準(zhǔn)備階段起哪些重要作用？（4） 澆注位置選擇和分型面選擇哪個(gè)重要?

7、如若發(fā)生矛盾如何統(tǒng)一？（5） 圖示鑄件在單間條件下該選用哪種造型方法？（6） 圖示鑄件有哪幾種分型方案？在大批量生產(chǎn)中該選擇哪種方案？（7） 試?yán)L制圖示調(diào)整座鑄件在大批量生產(chǎn)中的鑄造工藝圖？7 砂型鑄造的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）為什么進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，就要初步考慮出大致分型面？解：可以簡(jiǎn)化造型工藝（2）什么是鑄件的結(jié)構(gòu)斜度？它與起模斜度有何不同？圖示鑄件的結(jié)構(gòu)是否合理？應(yīng)如何改進(jìn)？解：起模斜度是指為了使模樣便于從砂型中取出，凡平行于模樣表面上所增加的斜度。結(jié)構(gòu)斜度便于起模。不合理，外部應(yīng)有起模斜度（3）圖示鑄件在大批量生產(chǎn)中，其結(jié)構(gòu)有何缺點(diǎn)？該如何改進(jìn)？解 P77 3 凸臺(tái)與筋條結(jié)構(gòu)應(yīng)便于起模原圖需用活塊

8、或增加外部型芯才能起模改進(jìn)后將凸臺(tái)延長到分型面，省去了活塊或型芯（4）圖示水嘴鑄件在結(jié)構(gòu)上有哪些不合理？請(qǐng)改正？解應(yīng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斜度，以便于起模（5）為什么空心球難以鑄造？要采取什么措施才能鑄造？試用圖示出解 無法安置型芯鑄造兩個(gè)半圓再焊接（6）為什么鑄件要有結(jié)構(gòu)圓角？圖示鑄件上那些圓角不夠合理？應(yīng)如何修改？解 因?yàn)殍T件直角連接處的內(nèi)側(cè)較易產(chǎn)生縮孔，縮松和應(yīng)力集中，故鑄件轉(zhuǎn)角處應(yīng)有結(jié)構(gòu)圓角。轉(zhuǎn)角處轉(zhuǎn)角處內(nèi)接圓直徑小于相鄰壁8 厚的 1.5 倍 P79 2 （7）下圖所示的支架件在大批量生產(chǎn)中該如何改進(jìn)其設(shè)計(jì)才能是鑄造工藝得以簡(jiǎn)化？解（8）為什么要規(guī)定鑄件的最小壁厚？灰鑄鐵鑄件的壁厚過大或局部過薄出

9、現(xiàn)哪些問題? 解鑄件壁厚應(yīng)防止過薄，以防澆不到或冷隔缺陷過厚時(shí)，鑄件晶粒粗大，內(nèi)部缺陷多，導(dǎo)致力學(xué)性能下降。過薄，可能澆不到或冷隔缺陷（9）試用內(nèi)接圓方法確定下圖所示鑄件的熱節(jié)部位，在保證尺寸前提下，如何使鑄件的壁厚盡量均勻？特種鑄造（1）什么是熔模鑄造？試用方框圖表示其大致工藝過程。解熔模鑄造是指用易熔材料制成模樣，早模樣表面包覆若干層耐火涂料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方法。9 蠟?zāi)ｈT造制造壓型蠟?zāi)５膲褐平M裝蠟?zāi)ば丸T造浸涂料撒砂硬化脫蠟焙燒澆注焙燒澆注10 （2）什么是熔模鑄造最有代表性精密鑄造方法，它有哪些優(yōu)越性？解蠟?zāi)ｈT造一，

10、蠟?zāi)Ｈ菀琢畠r(jià)且易熔二，鑄件的精密度高，表面光潔三，適用于高熔點(diǎn)合金精密鑄件的成批，大量生產(chǎn)（3）金屬型鑄造有何優(yōu)越性？為什么金屬型鑄造未能廣泛取代砂型鑄造？解一，金屬型鑄造可一型多鑄，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，從而大大提高生產(chǎn)效率二，鑄件的精度和表面質(zhì)量比砂型鑄造顯著提高三，由于結(jié)晶組織致密，鑄件的力學(xué)性能得到顯著提高四，使鑄造車間的勞動(dòng)條件顯著提高主要缺點(diǎn)是一，金屬型的鑄造成本高，生產(chǎn)周期長三 ，鑄造工藝要求嚴(yán)格（4）壓力鑄造有何優(yōu)缺點(diǎn)？它與熔模鑄造的適用范圍有何不同？解優(yōu)點(diǎn) 一鑄件的表面的精度較其他鑄造方法均高二，可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件，或直接鑄出小孔，螺紋，齒輪三，鑄件的強(qiáng)度和硬度都較

11、高四，鑄件的生產(chǎn)效率較其他鑄造方法均高四 便于采用鑲鑄缺點(diǎn)一，壓鑄設(shè)備投資大，制造壓型費(fèi)用高，周期長只有在大量生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)上才合算二，壓鑄高熔點(diǎn)合金時(shí)，壓型壽命很低，難以適應(yīng)三由于壓鑄的速度極高，型腔內(nèi)氣體難以排除，厚壁處的收縮也難以補(bǔ)縮，致使鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮松四由于上述氣孔是在高壓下形成的，熱處理加熱時(shí)孔內(nèi)氣體膨脹將導(dǎo)致鑄件表面起泡，所以壓鑄件不能用熱處理方法來提高性能。11 熔模鑄造適用于高熔點(diǎn)，而壓鑄難以適用高熔點(diǎn)（5）什么是離心鑄造？它在圓筒形或圓環(huán)形鑄件生產(chǎn)中有哪些優(yōu)越性？成形鑄件采用離心鑄造有什么好處？解離心鑄造是指將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型，使其在離心力作用下沖天鑄型并結(jié)晶。

12、利用自由表面生產(chǎn)圓筒形或環(huán)形鑄件時(shí)，可省去型芯和澆注系統(tǒng)， 因而省工省料， 降低鑄件成本成形鑄件采用離心鑄造離心力主要是提高金屬液的充型能力，并有利于補(bǔ)縮，使鑄件組織致密。（6）什么是消失模鑄造？它的工藝特點(diǎn)有哪些？解消失模鑄造又稱氣化模鑄造或?qū)嵭丸T造，是用泡沫塑料制成的模樣制造鑄型，之后，模樣并不取出，澆注時(shí)模樣氣化消失而獲得鑄件的方法。工藝特點(diǎn)一它是一種近乎無余量的精密成形技術(shù)，鑄件尺寸精度高，表面粗糙度低，接近榮模鑄造水平二無需傳統(tǒng)的混砂，制芯，造型等工藝及設(shè)備，故工藝過程簡(jiǎn)化，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)，設(shè)備投資較少，占地面積小。三為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了充分的自由度， 如原來需要加工成形的

13、孔， 槽等可直接鑄出。四鑄件清理簡(jiǎn)單，機(jī)械加工量減少。五適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)合金種類，鑄件尺寸及生產(chǎn)數(shù)量幾乎沒有限制。（7）消失模鑄造的基本工藝過程與熔模鑄造有何不同？解消失模鑄造模樣不用取出熔模鑄造需脫蠟消失模鑄造澆注之前要在砂箱頂覆蓋塑料薄膜，并對(duì)砂箱進(jìn)行抽負(fù)壓12 （8）某公司開發(fā)的新產(chǎn)品中有下圖所示的鑄鋁小連桿。A試制樣機(jī)時(shí)，該連桿宜采用什么鑄造方法？解砂型鑄造B當(dāng)年產(chǎn)量一萬件，應(yīng)采用什么鑄造方法？解消失模鑄造消失模鑄造的主要缺點(diǎn)是一出現(xiàn)于高溫?zé)峤庥嘘P(guān)的缺陷，如鑄件容易產(chǎn)生皺皮，夾渣等缺陷，鑄鋼件可能增碳，但對(duì)銅 鋁鑄件的化學(xué)成分和力學(xué)性能的影響較小。C當(dāng)年產(chǎn)量超過十萬件，應(yīng)采用什么鑄造方法？

14、解壓力鑄造一，鑄件的精度及表面質(zhì)量，生產(chǎn)效率較其他鑄造方法均高二，鑄件的強(qiáng)度和硬度較高金屬塑性加工金屬的塑性變形（1）何謂塑性變形？塑性變形的實(shí)質(zhì)是什么？解塑性變形當(dāng)外力增大到使金屬的內(nèi)應(yīng)力超過該金屬的屈服點(diǎn)后，即使作用在物體上的外力消失，金屬的變形不能完全恢復(fù)，而產(chǎn)生一部分永久變形實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果（2）碳鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)變形時(shí)，是否會(huì)有冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象？解一 碳鋼的鍛造溫度范圍始鍛溫度比固相線低200 攝氏度，13 終鍛溫度為 800 攝氏度左右二（1400+273）*0.4= 670 其再結(jié)晶溫度為670 開氏鍛造溫度范圍為 1473 1073 開氏又因?yàn)楫?dāng)金屬的在大大高于再結(jié)

15、晶溫度下受力變形時(shí)，冷變形強(qiáng)化和再結(jié)晶同時(shí)存在所以（3）鉛在 20 攝氏度，鎢在1000 攝氏度時(shí)變形，個(gè)屬于那種變形？為什么？解再結(jié)晶溫度為該金屬熔點(diǎn)（開氏溫度）的0.4 倍在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的變形稱為冷變形鉛的熔點(diǎn)為327 攝氏度鎢的熔點(diǎn)為 3380 攝氏度對(duì)于鉛（20+273） (327+273)*0.4 鎢（1000+273） (3380+273)*0.4 鉛屬于熱變形鎢屬于冷變形（4）纖維組織是如何形成的？它有何利弊？解 鑄錠在塑性加工中產(chǎn)生塑性變形時(shí)，基體金屬的晶粒形狀和沿晶界分布的雜質(zhì)形狀發(fā)生了變化，它們都將沿著變形方向被拉長，呈纖維狀，這種結(jié)構(gòu)稱為纖維組織利弊一纖維組織使金屬

16、在性能上具有方向性，對(duì)金屬變形后的質(zhì)量也有影響，纖維組織越明顯，金屬在縱向上塑性和韌性越高，而在橫向上塑性和韌性越低。二 纖維組織的穩(wěn)定性很高，不能用熱處理方法加以消除，只有經(jīng)過塑性加工使金屬變形，才能改變其方向和形狀。（5）如何提高金屬的塑性？最常采用的措施是什么？解實(shí)際生產(chǎn)中，常采用加熱的方法使金屬發(fā)生再結(jié)晶，從而獲得良好的塑性最常采用再結(jié)晶退火14 （6）“趁熱打鐵”的含義何在？解當(dāng)金屬在大大高于再結(jié)晶的溫度下受力變形時(shí)，冷變形強(qiáng)化和再結(jié)晶過程同時(shí)存在， 此時(shí)，變形中的強(qiáng)化和硬化被再結(jié)晶過程所消除，塑性也未下降故要趁熱打鐵鍛造（1） 為什么巨型鍛件必須采用自由鍛的方法制造？解自由鍛所用工

17、具簡(jiǎn)單， 具有較大的通用性， 因而應(yīng)用范圍廣泛，它是生產(chǎn)大型和特大型鍛件的唯一成形方法模鍛在模膛內(nèi)變形，其流動(dòng)受模壁的限制（2） 重要的軸類鍛件為什么在鍛造過程中安排有墩粗工序？解 （ 改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)， 保證金屬零件具有較好的力學(xué)性能）不一定正確（3） 敘述圖示鍛件在繪制鍛件圖時(shí)應(yīng)考慮的內(nèi)容？解自由鍛件的鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上考慮機(jī)械加工余量，鍛造公差，余塊與 P119一樣（4） 圖示兩種抵鐵上進(jìn)行拔長時(shí)，效果有何不同？解（5） 如何確定分模面的位置？解一, 應(yīng)保證模鍛件能從模膛中取出二, 應(yīng)使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致, 以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模現(xiàn)象, 及15 時(shí)而方

18、便地調(diào)整鍛模位置三, 分模面應(yīng)選在能使模膛深度最淺的位置上 , 這樣有利于金屬充滿模膛, 便于取件 , 并有利于鍛模的制造. 四, 選定的分模面應(yīng)使零件上所增加的余塊最少分模面最好是一個(gè)平面, 以便于鍛模的制造 , 并防止鍛造過程中上下鍛模錯(cuò)動(dòng). （6） 改正圖示模鍛件的不合理？解圖 P127 需要問老師（7） 圖示零件采用錘上模鍛制造，請(qǐng)選擇最合適的分模面位置？解一, 應(yīng)保證模鍛件能從模膛中取出二, 應(yīng)使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致, 以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象, 及時(shí)而方便地調(diào)整鍛模位置三, 分模面應(yīng)選在能使模膛深度最淺的位置上 , 這樣有利于金屬充滿模膛, 便于取件 , 并

19、有利于鍛模的制造. 四, 選定的分模面應(yīng)使零件上所增加的余塊最少分模面最好是一個(gè)平面, 以便于鍛模的制造 , 并防止鍛造過程中上下鍛模錯(cuò)動(dòng). （8） 為什么胎模鍛可以鍛造出形狀較為復(fù)雜的模鍛件？解胎膜鍛是在自由模鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件胎模不固定在錘頭上或砧座上, 只是在使用時(shí)才放上去, 模具簡(jiǎn)單 , 且不固定在設(shè)備上 , 更換方便合模有上下模組成 , 并有導(dǎo)向結(jié)構(gòu) , 可鍛制形狀復(fù)雜 , 精度較高的非回轉(zhuǎn)體鍛件（9） 摩擦螺旋壓力機(jī)上模鍛有何特點(diǎn)？為什么？解優(yōu)點(diǎn)一, 摩擦螺旋壓力機(jī)的滑塊行程不固定, 并具有一定的16 沖擊作用 , 因而可實(shí)現(xiàn)輕打 , 重打, 可在一個(gè)模膛內(nèi)對(duì)金屬進(jìn)行

20、多次鍛擊二, 由于滑塊運(yùn)動(dòng)速度低, 金屬變形過程中的再結(jié)晶可以充分進(jìn)行. 三, 由于具有頂料裝置, 故可以采用整體式鍛模, 也可以采用特殊結(jié)構(gòu)的組合式模具, 使模具設(shè)計(jì)和制造簡(jiǎn)化, 節(jié)約材料 , 降低成本 . 同時(shí), 可以鍛制出形狀更為復(fù)雜, 余塊和模鍛斜度都較小的鍛件. （10）下列零件若分別為單件，小批，大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)選用哪些鑄造方法？并定性地畫出各種方法所需的鍛件圖解自由鍛適用于小, 中, 大型鑄件 , 單件小批生產(chǎn)錘上模鍛適用于中小鍛件, 大批量生產(chǎn)曲柄壓力機(jī)上模鍛適用于中小型鍛件, 大批量生產(chǎn) ( 不宜進(jìn)行拔長和滾壓工序) 摩 擦螺旋壓力機(jī) 上模鍛適用于 中小型鍛件 , 中 小 批 生 產(chǎn)胎模鍛適用于中小型鍛件, 中小批生產(chǎn)故答案為自由鍛胎膜鍛錘上模鍛（11）下列制品選用哪種鍛造方法？活扳手（大批量）銑床主軸（成批）大六角螺釘（成批）起重機(jī)吊鉤（小批）萬噸輪主傳動(dòng)軸（單件）解沖壓(1)板料沖壓生產(chǎn)有何特點(diǎn)?應(yīng)用范圍如