材料成形復(fù)習(xí)資料

1、一、 名詞解釋（本大題共 5 小題，每小題 3 分，共 15 分）1.凝固成形凝固成形俗稱鑄造，是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型內(nèi)，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過(guò)程。2.鍛造答：在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，通過(guò)金屬體積的轉(zhuǎn)移和分配來(lái)獲得機(jī)器零件或毛坯的塑性成形方法稱為鍛造。多在熱態(tài)下進(jìn)行，故也常稱為熱鍛。3.焊接成形答：焊接是通過(guò)加熱或加壓，或者兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。4.加工硬化答：在塑性變形過(guò)程中，隨著變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度硬度增加，而塑性韌性降低，這種現(xiàn)象稱為加工硬化。5.表面改性技術(shù)答：通過(guò)改變材料表面

2、成分及結(jié)構(gòu)來(lái)改變材料表面性能的技術(shù)稱為表面改性技術(shù)。6. 壓力鑄造答：壓力鑄造是在高壓下（3070Mpa）快速地將液態(tài)或半液態(tài)金屬壓入金屬鑄型中，并使液態(tài)金屬在壓力下凝固，以獲得鑄件的凝固成形方法。7.沖壓板料成形是指使用成形設(shè)備通過(guò)模具對(duì)合金板料在室溫下加壓以獲得所需形狀和尺寸的成形方法，習(xí)慣上稱為沖壓或冷沖壓。8.擠壓9.精密塑性成形技術(shù)答：精密塑性成形技術(shù)是指零件成形后，不需要加工或僅需要少量加工，就可用作機(jī)械構(gòu)件的塑性成形技術(shù)。10.表面涂層技術(shù)答：表面涂層技術(shù)是指在材料表面制備與其性能不同的，且能滿足使用要求的材料覆蓋層技術(shù)。11. 板料成形 12. 釬焊 13. 壓焊 14. 熔焊

3、 15. 表面改性技術(shù)16. 鑄件結(jié)構(gòu)斜度 17. 復(fù)合沖模 18. 連續(xù)沖模 19. 充型能力20. 焊劑：在焊接時(shí)被加熱熔化形成熔渣，對(duì)熔化金屬起保護(hù)和冶金作用，它是埋弧焊接過(guò)程中保證焊縫質(zhì)量的重要材料二、 填空題 （本大題共 10 小題，每空 1 分，共 20 分）1、所謂合格的、高質(zhì)量的液態(tài)金屬，通常包括三方面的要求：具有所需要的溫度、雜質(zhì)含量低、具有所需的化學(xué)成分。2、熔煉金屬常用的設(shè)備有沖天爐、電弧爐和感應(yīng)電爐等。其中，為防止高合金含量鑄鐵中合金元素在熔煉過(guò)程中大量氧化或燒損，必須采用感應(yīng)電爐或電弧爐熔煉。3、在現(xiàn)代制造技術(shù)的許多領(lǐng)域，對(duì)鑄件尺寸精度和外觀質(zhì)量的要求越來(lái)越高，正是這

4、種要求促進(jìn)了近凈成形鑄造技術(shù)的迅猛發(fā)展，它改變著鑄造只能提供毛坯的傳統(tǒng)觀念。 4、從金屬學(xué)角度看，在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形稱為冷塑性變形；在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性變形稱為熱塑性變形。5、塑性成形技術(shù)可分為板料成形和體積成形兩大類。在未來(lái)的發(fā)展中，板料成形主要向大批量生產(chǎn)中的高速化、自動(dòng)化、小批量生產(chǎn)的簡(jiǎn)易化、通用化和萬(wàn)能化，工藝過(guò)程的模擬化和模具設(shè)計(jì)與制造的計(jì)算機(jī)化，成形零件的精密化等方向發(fā)展。6、沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的模具，其中，在沖床的一次行程中只完成一個(gè)工序的沖模稱為簡(jiǎn)單模；在沖床的一次沖程中，模具的同一部位上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具稱為復(fù)合模；在沖床的一次沖程中，在模具的

5、不同部位上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具稱為連續(xù)模。7、與金屬材料的一般熱處理相比，或與塑性成形或凝固成形相比，焊接時(shí)的加熱速度特別快，冷卻速度也相當(dāng)快，這是造成焊接接頭組織不均勻性和性能不均勻性的重要原因。8、焊條由藥皮和焊芯兩部分組成，藥皮的作用是：保護(hù)作用、冶金作用、使焊條具有良好的工藝性能；焊芯的作用為既是電極又是填充金屬。9、釬焊按熔點(diǎn)可分為軟釬焊（釬料熔點(diǎn)低于450）硬釬焊（釬料熔點(diǎn)高于450）兩大類。10、表面成形是以表面工程技術(shù)為基礎(chǔ)，在不改變基體組織結(jié)構(gòu)和成分、不降低基體所具備的各種性能的條件下，通過(guò)表面涂層技術(shù)、表面改性技術(shù)及二者的復(fù)合技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)零件表面，從而賦予表面具有基體材

6、料本身所不具備的特殊性能及功能，如耐腐蝕等。11、鑄造成形按照造型方法習(xí)慣上分為砂型鑄造和特種鑄造，其中后者又包括金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、熔模鑄造和離心鑄造。12、鑄造成形CAD包括：_鑄造工藝CAD以及鑄造工裝CAD。13、現(xiàn)代凝固成型技術(shù)主要包括：定向凝固、快速凝固、深過(guò)冷凝固、連續(xù)鑄造以及超常凝固。14、通過(guò)對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定力學(xué)性能、形狀和尺寸的加工方法，稱為鍛造。鍛造可分為自由鍛和模鍛兩大類。15、多晶體的塑性變形包括晶內(nèi)變形和晶間變形兩種。在冷態(tài)變形條件下，多晶體的塑性變形以前者為主，后者次之，而且需要其他變形機(jī)制的相協(xié)調(diào)。17、焊條由藥皮和

7、焊芯兩部分組成，藥皮的作用是：保護(hù)作用、冶金作用、使焊條具有良好的工藝性能；焊芯的作用為既是電極又是填充金屬。18、電阻焊按焊接工藝主要分成：點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、對(duì)焊。19、等離子弧焊中，產(chǎn)生的等離子弧具有三種效應(yīng)：其中，通道對(duì)電弧產(chǎn)生的為機(jī)械壓縮效應(yīng)、電弧電流周圍磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的為磁收縮效應(yīng)。20、表面涂層技術(shù)的基本問(wèn)題是涂層與基體的結(jié)合和涂層的材料及結(jié)構(gòu)。表面改性技術(shù)的基本問(wèn)題是：針對(duì)材料的服役條件及損傷機(jī)理，并結(jié)合基體材料，設(shè)計(jì)出所希望的組織及結(jié)構(gòu)；并研究獲得這一表面材料的方法。21. 鑄造的種類：砂型鑄造、特種鑄造（金屬型、壓力等）22. 塑性成形分為：板料成形（沖孔、落料、翻邊、拉深、脹

8、形、彎曲）和體積成形（鍛造、擠壓等）； 23. 金屬合金在鑄型中凝固時(shí)，可以分為三個(gè)典型的區(qū)域： 液相區(qū)，固、液兩相區(qū)，固相區(qū)24. 由凝固件斷面的凝固動(dòng)態(tài)曲線，便可看出凝固件的凝固方式；分為糊狀凝固、逐層凝固以及中間凝固方式。 25、 影響鑄件凝固方式的因素有以下兩個(gè)：合金固液相線溫度間隔，凝固件的溫度梯度。26、 合金收縮分為以下三個(gè)階段： 液態(tài)收縮：主要表現(xiàn)液面的降低； 凝固收縮；取決于狀態(tài)改變和凝固溫度范圍的大??； 固態(tài)收縮；對(duì)鑄件的尺寸精度影響較大。 27. 多晶體的塑性變形包括晶內(nèi)變形和晶界變形（晶間變形）兩種。在冷態(tài)條件下，由于晶界強(qiáng)度高于晶內(nèi)，多晶體的塑性變形主要是晶內(nèi)變形，晶

9、間變形只起次要作用，而且需要有其它變形機(jī)制相協(xié)調(diào)。 晶內(nèi)變形方式有滑移和孿生。晶體的滑移過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是位錯(cuò)的移動(dòng)和增殖的過(guò)程。28、熱塑性變形機(jī)理變形機(jī)理主要有：晶內(nèi)滑移與孿生、晶界滑移和擴(kuò)散蠕變。其主要機(jī)理仍然是晶內(nèi)滑移。29. 模鍛:利用模具使坯料變形獲得鍛件的鍛造方法稱為模鍛。 按設(shè)備，模鍛可分為錘上模鍛和壓力機(jī)上模鍛。30. 根據(jù)金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，擠壓成形又可分為正擠壓、反擠壓和復(fù)合擠壓。三、 選擇題 （本大題共 10 小題，每題 2 分，共 20 分）1、鑄造過(guò)程的凝固控制包括多種，其中工藝控制主要包括充型能力控制、 收縮控制應(yīng)力、凝固組織控制。 2、金屬型鑄造具有的

10、特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了一型多鑄、 鑄件尺寸精度高 、節(jié)省場(chǎng)地、改善勞動(dòng)條件。 3、各板料成形工藝參數(shù)中，用于表征彎曲變形程度的是r/t 4、壓力機(jī)上模鍛具有的力學(xué)特征是靜壓力 5、焊接方法中，屬于非熔化極熔焊的是鎢極氬弧焊6、掌握結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼各個(gè)鋼種的焊條牌號(hào)7、下列鎢極氬弧焊的焊接電流連接方式中，存在“陰極清理”作用的是：直流反接、正弦波交流、矩形波交流8、焊接方法中，可以替代鍛造、鑄造和部分機(jī)加工的是摩擦焊9、等離子弧焊的特點(diǎn)是： 高溫、高速、高能量密度。10、下列結(jié)合機(jī)理中，屬于涂層結(jié)合機(jī)理的是機(jī)械結(jié)合、金屬鍵結(jié)合、微擴(kuò)散結(jié)合。11、下列各特點(diǎn)中，屬于熔模鑄造的特點(diǎn)是：鑄型精密、沒(méi)有分型面、能適

11、應(yīng)各種合金的鑄造、生產(chǎn)批量不受限制 12、脹形工件的獲得需要包括下列哪些板料成形加工階段，彎曲、局部脹形 、脹形向外擴(kuò)展過(guò)程13、自由鍛工序中，主要用于生產(chǎn)齒輪、法蘭等餅類鍛件的是墩粗 14、各工藝參數(shù)中，用于判斷拔長(zhǎng)成形難易程度的是相對(duì)送進(jìn)量15、壓力機(jī)上模鍛具有的力學(xué)特征是靜壓力16、手工電弧焊的焊接的適用范圍19、等離子弧焊的特點(diǎn)有高溫.高速高能量密度17、下列結(jié)構(gòu)特點(diǎn)中，屬于涂層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的是.涂層結(jié)構(gòu)不均勻性、多孔性化學(xué)不均勻、性涂層中存在較大應(yīng)力。18、 凝固成形中的宏觀組織，分為以下幾個(gè)區(qū)域 表面細(xì)晶粒區(qū)、 柱狀晶區(qū)、 內(nèi)部等軸晶區(qū)、內(nèi)部細(xì)晶粒區(qū)。19 獲得柱狀晶的理想途徑：定向凝

12、固技術(shù)； 20熔煉鑄鐵的設(shè)備有：沖天爐、反射爐、電弧爐、工頻爐等，其中沖天爐應(yīng)用最廣。對(duì)于一些合金含量高的鑄鐵，為了防止合金元素在沖天爐熔煉過(guò)程中的大量氧化，必須采用感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。21. 沖裁過(guò)程，三個(gè)階段：彈性成形、塑性成形、斷裂分離、22. 沖裁件斷面由圓角帶、光亮帶、斷裂帶和毛刺四部分組成。23. 衡量擠壓工藝的工藝參數(shù)、凸、凹模間隙c 是沖裁工藝計(jì)算及模具設(shè)計(jì)中的主要工藝參數(shù)。24. （1）鍛造成形方法分類： 按所用工具，分為自由鍛和模鍛。25. 鐓粗及其變形特點(diǎn)，根據(jù)子牛面上網(wǎng)格變化情況，可將鐓粗毛坯分成三個(gè)區(qū)域。I區(qū)稱為難變形區(qū)；區(qū)稱為大變形區(qū)。區(qū)稱為小變形區(qū)。變形是極不均勻

13、的。26. 圖顯示了正擠壓坯料區(qū)域劃分及主要變形區(qū)應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)。圖中扇形點(diǎn)劃線，按變形情況將坯料分為、四個(gè)區(qū)域。 區(qū)為彈性變形區(qū)，凸模下降時(shí)，金屬將逐漸進(jìn)入塑性變形；區(qū)為正擠壓的主要變形區(qū)；區(qū)被稱作“死區(qū)”，不參與塑性變形，與區(qū)交界處產(chǎn)生速度間斷和很大的切應(yīng)力。坯料高度小、摩擦阻力小時(shí)，該區(qū)可進(jìn)行少量變形；區(qū)為已變形區(qū)，由于與凹模有摩擦作用，該區(qū)對(duì)區(qū)的變形會(huì)有影響。四、簡(jiǎn)答（本大題共 5小題，每小題 5 分，共 25分）1、試簡(jiǎn)述澆鑄位置的設(shè)計(jì)原則有哪些？ 答：澆鑄位置是指金屬澆鑄時(shí)鑄件所處的空間位置，其選擇原則如下：1）鑄件重要的加工面或工作面應(yīng)朝下或位于側(cè)面，以避免產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷；

14、2）鑄件的大平面應(yīng)盡量朝下，防止形成夾砂缺陷；3）鑄件的大部分薄壁部分應(yīng)位于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置，防止產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷；4）鑄件較厚部位應(yīng)盡量放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便在該處安置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。2、試簡(jiǎn)述采用多層焊或多道焊的意義何在？答：多層焊或多道焊實(shí)際上是每一單層單道焊綜合作用的結(jié)果。每當(dāng)開始焊接后一道焊縫時(shí)，前一道焊縫對(duì)后一道焊縫起預(yù)熱作用，后一道焊縫對(duì)前一道焊縫起后熱作用，相當(dāng)于對(duì)前道焊縫進(jìn)行正火處理作用；改善了焊接接頭組織，提高了焊接接頭塑性；從提高焊接接頭質(zhì)量角度考慮，采用多層或多道焊比單層單道焊更為有利。3、試簡(jiǎn)述鋁及鋁合金熔焊的主要問(wèn)題及預(yù)防措施是什么？答：

15、鋁及鋁合金熔焊的主要問(wèn)題是氣孔、裂紋及接頭性能變化等。防止熱裂紋的措施是：關(guān)鍵在于選擇合適的焊絲、控制焊縫的成分和配以合理的規(guī)范參數(shù)。防止氣孔的措施有：減少氫的來(lái)源、合理選擇規(guī)范參數(shù)、采用氬氣中加少量CO2 或O2的熔化極混合氣體保護(hù)焊、對(duì)厚的工件適當(dāng)預(yù)熱。 4、試簡(jiǎn)述表面成形技術(shù)中電鍍與化學(xué)鍍的基本原理及其最主要的區(qū)別是什么？答：電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽溶液中，以被鍍基體金屬（工件）為陰極，通過(guò)電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽(yáng)離子在陰極（工件）表面上還原成金屬（或合金）的過(guò)程。 化學(xué)鍍又稱為無(wú)電解鍍。是采用某種還原劑，把溶液中的金屬離子還原為金屬，沉積在經(jīng)過(guò)一定處理，具有催化活性的金屬或非金

16、屬基體表面。利用“自催化還原反應(yīng)”獲得金屬鍍層的方法稱為化學(xué)鍍。兩者最主要的區(qū)別是：電鍍是外部通入電流；化學(xué)鍍不用外加電流。5、試從合金鑄造性能方面簡(jiǎn)述對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的五項(xiàng)要求。答：1）從合金的鑄造性能方面考慮，對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的五項(xiàng)要求是：合理設(shè)計(jì)鑄件壁厚；鑄件壁厚盡可能均勻；鑄件的轉(zhuǎn)角應(yīng)采用圓角連接；設(shè)防裂筋；注意緩解收縮應(yīng)力，偶數(shù)直輪輻結(jié)構(gòu)可改為奇數(shù)直輪輻結(jié)構(gòu)或彎曲輪輻結(jié)構(gòu)。6、試簡(jiǎn)述鑄型分型面的選擇原則有哪些？答：鑄型分型面是指砂箱間的接觸表面，是制作鑄型時(shí)從鑄型中取出模型的位置，其選擇原則如下：1）應(yīng)便于起模，使造型工藝簡(jiǎn)化；2）應(yīng)盡量使鑄件的全部或大部置于同一鑄型內(nèi)，以保證鑄件精度；3）應(yīng)盡

17、量使型腔及主要型芯位于下箱。7、試簡(jiǎn)述冷塑性變形特點(diǎn)及對(duì)組織和性能的影響？特點(diǎn)：各晶粒變形的不同時(shí)性，各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性，晶粒與晶粒之間和晶粒內(nèi)部與晶界附近區(qū)域之間變形的不均勻性。影響：組織方面-晶粒形狀變化、晶粒內(nèi)部產(chǎn)生亞結(jié)構(gòu)、晶粒位向改變，性能方面出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象。釬焊的焊接機(jī)理與熔焊或壓力焊相比主要的不同是什么？答：釬焊時(shí)，只有釬料熔化而母材保持固態(tài)（不熔化），釬料熔點(diǎn)低于母材（被焊材料）熔點(diǎn)，其成分也與母材有很大差別，熔化釬料依靠潤(rùn)濕和毛細(xì)作用吸入并保持在母材待焊處間隙中，依靠液態(tài)釬料與固態(tài)母材之間的相互擴(kuò)散形成冶金結(jié)合。8. 從下面4個(gè)方面分析凝固方式的具體影響因素： 鑄型的冷卻

18、能力：冷卻能力強(qiáng)的鑄型，如金屬型，單位體積吸收凝固合金熱量大，且導(dǎo)熱能力強(qiáng)。導(dǎo)致凝固合金與金屬鑄型的界面得以維持較低的溫度和高的溫度梯度，導(dǎo)致合金趨向于逐層凝固； 合金凝固的溫度范圍大?。?金屬內(nèi)部溫度梯度一定時(shí)，凝固溫度范圍窄的合金，液固相線間距較短，趨向于逐層凝固。 合金熱導(dǎo)率： 熱導(dǎo)率大時(shí)，導(dǎo)致熱流強(qiáng)度大，鑄件內(nèi)部溫度梯度平緩，趨向于糊狀凝固。 合金本身的凝固溫度： 合金的凝固溫度和鑄型溫度相比，差別較小，合金 中的溫度梯度也較小，趨向于糊狀凝固。9. 獲得細(xì)等軸晶的工藝措施：（a）適當(dāng)降低澆注溫度：b）合理運(yùn)用鑄型對(duì)液態(tài)合金的強(qiáng)烈激冷作用：c）孕育處理：動(dòng)態(tài)晶粒細(xì)化：10. 砂型鑄造的

19、造型方法分類及各自的特點(diǎn)： 分為手工造型和機(jī)器造型兩類。手工造型有生產(chǎn)靈活、設(shè)備投資低、對(duì)零件結(jié)構(gòu)無(wú)特殊要求等優(yōu)點(diǎn)，被大量中、小型工廠采用。對(duì)于一些大型、單件或者小批量的鑄件生產(chǎn)，手工造型更是首選。但是手工造型勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)工人技術(shù)要求高，鑄型的尺寸精度和質(zhì)量差。機(jī)器造型能提高造型速度及鑄型尺寸精度和質(zhì)量，適合大型鑄造廠連續(xù)大批量生產(chǎn)，廢品率低。但設(shè)備投資大，且用于工藝成熟的定型鑄件。11. 進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)，必須使鑄件結(jié)構(gòu)能使制模、造型、制芯、合箱和清理等過(guò)程簡(jiǎn)化，以便保證鑄件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。具體而言，主要包括：1.鑄件外形應(yīng)便于取出模型2.鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)應(yīng)使型芯數(shù)量少，并有利于型芯的固定和排

20、氣3.鑄件應(yīng)有結(jié)構(gòu)斜度12. 熱塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響1）對(duì)組織的影響（1）改善晶粒組織，細(xì)化晶粒（2）鍛合內(nèi)部缺陷（3）形成纖維組織（4）破碎改善碳化物和非金屬夾雜在鋼中分布2）對(duì)性能的影響細(xì)化晶粒、鍛合內(nèi)部缺陷、破碎并改善碳化物和非金屬夾雜在鋼中分布可提高材料的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性。 纖維組織形成，使金屬力學(xué)性能呈各向異性，沿流線方向比垂直流線方向具有較高的力學(xué)性能，其中尤以塑性、韌性指標(biāo)最為顯著。13 . 焊后消除殘余應(yīng)力的方法（1）整體、局部高溫回火（2）溫差拉伸法 （3）機(jī)械拉伸法（4）爆炸沖擊法（5）振動(dòng)法14、 影響液態(tài)金屬的充型能力的因素：金屬本身的流動(dòng)能力（金屬性質(zhì)

21、）鑄型性質(zhì)鑄型結(jié)構(gòu) 澆注條件15、 凝固過(guò)程涉及到一系列的物理化學(xué)變化，比較材料凝固前后，改變?nèi)缦拢后w積改變、外形改變、產(chǎn)生凝固潛熱、熵值改變、結(jié)構(gòu)改變、發(fā)生溶質(zhì)再分配五、論述分析（本大題共 2小題，每小題 10 分，共 20分）1、鑄造方法有多種，針對(duì)下列各種產(chǎn)品進(jìn)行大批量生產(chǎn)時(shí)，請(qǐng)給出更為適宜的鑄造方法，并對(duì)選擇依據(jù)進(jìn)行論述分析1）曲軸箱答：曲軸箱在進(jìn)行大批量生產(chǎn)時(shí)，我認(rèn)為用低壓鑄造方法更為適宜，原因如下：低壓鑄造是介于金屬型鑄造和壓力鑄造之間的一種鑄造方法，在3070kpa壓力的作用下，將液態(tài)金屬壓入鑄型，并在壓力下凝固，以獲得鑄件的凝固成形方法。該種方法是近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的鑄造新工藝，這種方法便于獲得優(yōu)質(zhì)鑄件，可以彌補(bǔ)壓力鑄造的某些不足：澆鑄時(shí)壓力和速度便于調(diào)節(jié)，可適應(yīng)不同鑄型；充型平穩(wěn)對(duì)型壁沖刷力??；便于實(shí)現(xiàn)順序凝固防止縮孔縮松；鑄件表面質(zhì)量高于金屬型；生產(chǎn)率高；設(shè)