金屬工藝學(xué)-鄧文英-第五版-課后習(xí)題參考答案-副本

第一章（p11）1.什么是應(yīng)力？什么是應(yīng)變？度的伸長量2．縮頸現(xiàn)象在拉伸實驗中當(dāng)載荷超過拉斷前所承受的最大載荷時，bk段;不是，塑性變形在產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象前就已經(jīng)發(fā)生，如果沒有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象也不表示沒有出現(xiàn)塑性變形。4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么優(yōu)缺點？下列材料或零件通常采用哪種方法檢查其硬度？庫存鋼材 硬質(zhì)合金刀頭鍛件 臺虎鉗鉗口洛氏硬度法測試簡便，缺點是測量費(fèi)時，且壓痕較大，不適于成品檢驗。不損傷零件，可用于成品檢驗。其缺點是測得的硬度值重復(fù)性較差，需在不同部位測量數(shù)次。硬質(zhì)合金刀頭，臺虎鉗鉗口用洛氏硬度法檢驗。庫存鋼材和鍛件用布氏硬度法檢驗。第五題

b

抗拉強(qiáng)度

屈服點

它是指拉伸試樣產(chǎn)生屈服時的應(yīng)力。規(guī)定殘余拉伸強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度

它是指金屬材料在應(yīng)力可經(jīng)受無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)不發(fā)生疲勞斷裂，此應(yīng)力稱為材料的疲勞強(qiáng)度。 應(yīng)力 它指試樣單位橫截面的拉力。

K

沖擊韌度

它是指金屬材料斷裂前吸收的變形能量的能力韌性。HRC

洛氏硬度

它是指將金剛石圓錐體施以100N

頭與試樣始終保持緊密接觸，然后，向壓頭施加主載荷，保持?jǐn)?shù)秒后卸除主載荷。以殘余壓痕深度計算其硬度值。HBS 布氏硬度 它是指用鋼球直徑為10mm，載荷為3000N

為壓頭測試出的金屬的布氏硬度。HBW

布氏硬度 它是指以硬質(zhì)合金球為壓頭的新型布氏度計。第二章（p23）(1)什么是“過冷現(xiàn)象”?過冷度指什么？為

“過冷”;理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差，稱為過冷度。（2）金屬的晶粒粗細(xì)對其力學(xué)性能有什么影響？細(xì)化晶粒的途徑有哪些？答：金屬的晶粒粗細(xì)對其力學(xué)性能有很大影響。一般來說，同一成分的金屬，晶粒愈細(xì)，其強(qiáng)度、硬度愈高，而且塑性和韌性也愈好。細(xì)化鑄態(tài)晶粒的主要途徑是：）提高冷卻速度，以增加晶核的數(shù)目（2）在金屬澆注之前，向金屬液內(nèi)加入變質(zhì)劑（孕育劑）進(jìn)行變質(zhì)處理，以增加外來晶核。此外，還可以采用熱處理或塑性加工方法，使固態(tài)金屬晶粒細(xì)化。（4）填表組織名稱 代表符號 含碳量

/% 組織類型 力學(xué)性能特征鐵素體 F 0.006%~0.02

固溶體18%奧氏體 A 0.77%~2.11%

固溶體

強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好。塑性優(yōu)良滲碳體 C 0.058% 化合物 韌性極低珠光體 PF+C

或

0.77%

機(jī)械混合

抗拉強(qiáng)度高，硬物

度較高，有一定的塑性和韌性（6）分析在緩慢冷卻的條件下，亞共析鋼和過過共析鋼的結(jié)晶過程和室溫組織？亞共析鋼冷卻到

1

2

點全部結(jié)晶成奧氏體。當(dāng)亞共析鋼繼續(xù)冷卻到

GS

線上的

3

點之前，不發(fā)

3

由于鐵素體的含量很低，致使剩余奧氏體的含碳量沿著

GS

線增加。當(dāng)溫度下降到4S點的對應(yīng)成分。

4

點一下其組織不變。因此，亞共析鋼的室溫組織由鐵素體和珠光體構(gòu)成。過共析鋼冷卻到

1

2

點全部結(jié)晶成奧氏體。當(dāng)過共析鋼繼續(xù)冷卻到

GS

線上的

3

點之前，不發(fā)生組織變化。當(dāng)溫度降低到

ES

線上

3

點之后，由于奧氏體的溶碳能力不斷的降低，將由奧氏體中不斷以

Fe3C

形式，沿著奧氏體晶界析出多余的碳。由于析出含碳量較高的

Fe3C，剩余奧氏體的含碳量將4

因此，過共析鋼的室溫組織由珠光體和二次滲碳體組成。40，第三章（p29）1.什么是退火？什么是正火？各自的特點和用途理工藝。正火是將鋼加熱到

Ac3

以上

30---50C(亞共析鋼)或

Accm

以上正火和完全退火的作用相似，也是將鋼加熱到奧氏體區(qū)，使鋼進(jìn)行重結(jié)晶，從而解決鑄鋼件，鍛件的粗大晶粒和組織不均問題。但正度，硬度稍高，但韌性并未下降。正火主要用于：（1 用于普通結(jié)構(gòu)件的最終熱處理。）用于過共析鋼，以減少或消除二次滲碳體呈網(wǎng)狀析出。2．亞共析鋼的淬火溫度如何選擇？溫度過高過低的弊端？答：加熱到

Ac3

以上

30~50

攝氏度，并保溫

;

溫度過低，因未能完使鋼的硬度不足；若加熱溫度過高，因奧氏體晶粒長大，淬火后的馬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？都較好。4.鋼在淬火后為什么應(yīng)立即回火？三種回火的用途有何不同？紋，同時也使鋼獲得所需的力學(xué)性能。得高硬度和高耐磨性。中溫回火·目的是使鋼獲得高彈性，較高硬度和一定的韌性。力學(xué)性能。應(yīng)選化學(xué)熱處理中的滲碳熱處理。滲碳件滲碳后，經(jīng)淬火和低溫回火后，表層硬度高，因而耐磨，而心部仍是低碳鋼，故保持良好的塑性和韌性，適用于齒輪和手縫針。7、在普通熱處理中，加熱后進(jìn)行保溫的目的是什么？感應(yīng)加熱表面淬火是否需要保溫？化學(xué)熱處理的保溫有何特點？為什么？答：普通熱處理中保溫的目的：使工件表層和心部的溫度一致，使相變充分完成。 感應(yīng)加熱表面淬火不需要保溫。

化學(xué)熱處理保溫特點：保溫時間較長。目的：使工件表層增碳，使?jié)B碳層深度增加。第四章（p35）

是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其中15

表示剛中平均含碳量為萬分之15

和萬分之

40；Q195

是碳素結(jié)構(gòu)鋼、Q345

表示鋼厚度小于16mm

是合金結(jié)構(gòu)鋼，40、60

表示含碳量的萬分?jǐn)?shù)，CrWMn、40Cr、60Si2Mn

元素符號及其后數(shù)字表示所含合金元素及其平均含量的百分?jǐn)?shù)。（2）比較碳素工具鋼和合金工具鋼，他們的適合場合有何不同？答:碳素工具鋼常用于制造鍛工、鉗工工具和小型模具，且零件不宜過大和復(fù)雜。合金工具鋼主要用于刀具、量具、模具等，適合制造形狀復(fù)雜、尺寸較大、切削速度較高或是工作溫度較高的工具和模具。第二篇

鑄造第一章 鑄造工藝基礎(chǔ)1、為什么鑄造是毛坯生產(chǎn)中的重要方法?結(jié)合具體示例分析之。答：因為鑄造具有如下特點：

）可制成形狀復(fù)雜的外形和內(nèi)腔的毛坯。如箱體，汽缸體等。

2）適用范圍廣，工業(yè)上常用的金屬材料都可鑄造成型且生產(chǎn)批量、鑄造尺寸大小不受限制。3）設(shè)備成本低,產(chǎn)品成本低,加工余量小,制造成本低.2、什么是液態(tài)合金的充型能力？它與合金的流動性有何關(guān)系？不同化學(xué)成分的合金為何流動性不同？為什么鑄鋼的充型能力比鑄鐵差?答：液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整，輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型能力。合金的流動性愈好，充型能力愈強(qiáng)，愈便于澆鑄出輪廓清晰，簿而復(fù)雜的鑄件。鑄鋼和鑄鐵的化學(xué)成分不同，屬溶液的流動，故流動性差，充型能力差，所以鑄鋼的充型能力比鑄鐵差。4、既然提高澆注溫度可提高液態(tài)合金的充型能力，但為什么又要防止?jié)沧囟冗^高？答：因為澆注溫度過高,鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮松、粘砂、氣孔、粗晶等缺陷，故在保證充型能力足夠的前提下，澆注溫度不宜過高。廢。 縮孔集中在鑄件上部或者最后凝固的部位，而縮松卻分布于鑄件整個截面。所以，縮孔比縮松較易防止.6、區(qū)分以下名詞：縮孔：呈倒錐形，內(nèi)腔粗糙，位于鑄件上部中心處?？s松：呈小圓柱形，內(nèi)腔光滑，位于鑄件中心截面處或分布于整個截面。澆不足：沒有獲得形狀完整的鑄件。冷隔：獲得了形狀完整的鑄件，但鑄件最后凝固處有凝固線。出氣口：位于型芯的中心部位，使型芯中的氣體逸出。冒口：位于上砂箱，使金屬在澆注時型腔中的氣體逸出。定向凝固：在鑄件厚大部位，安放澆口和冒口，使鑄件遠(yuǎn)離冒口處先

;

;

逐層凝固：純金屬或共晶成分的合金在凝固過程中不存在固、液并存區(qū)，當(dāng)溫度下降時固體層不斷加厚，液體層不斷減少，直至鑄件的中心，這種凝固方式稱逐層凝固。7、什么是定向凝固原則？什么是同時凝固原則？各需用什么措施來實現(xiàn)？上述兩種凝固原則各適用于哪種場合？答：定向凝固原則：在鑄件厚大部位安放澆口和冒口，使鑄件遠(yuǎn)離冒口處先凝固，爾后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身凝固。實現(xiàn)措施：安放冒口和冷鐵。應(yīng)用場合：收縮大的合金，如鋁青銅、鋁硅合金和鑄鋼件。同時凝固原則：在鑄件薄壁處安放澆口，厚壁處安放冷鐵，使鑄件各處冷卻速度一致,實現(xiàn)同時凝固。實現(xiàn)措施：澆口開在鑄件壁薄處并在鑄件壁厚處安放冷鐵。應(yīng)用場合：灰鑄鐵、錫青銅等收縮小的合金。第二章

常用金屬鑄件的生產(chǎn)1、試從石墨的存在分析灰鑄鐵的力學(xué)性能和其性能特征。答：石墨的強(qiáng)度、硬度、塑性很低，石墨分布于金屬基體，使金屬基現(xiàn)象。因此，灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零。石墨越多，越粗大，分布越不均勻，灰鑄鐵的力學(xué)性能越差。但由于片狀石墨的存在使灰鑄鐵具有如下性能特征：（a）優(yōu)良的減振性；）良好的耐磨性

2、影響鑄鐵石墨化的主要因素是什么？為什么鑄鐵的牌號不用化學(xué)成分來表示？7、為什么球墨鑄鐵是“以鐵代鋼”的好材料？球墨鑄鐵是否可以全部取代可鍛鑄鐵？為什么？

45

不可以。

因為球墨鑄鐵的流動性較差，很難制造形狀復(fù)雜的薄壁小件。第三章

砂型鑄造2、澆注位置的選擇原則是什么？答：澆注位置的選擇原則是：）鑄件的重要加工面朝下；（2）鑄件的大平面朝下；3）鑄件面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或垂直位3、鑄型分型面的選擇原則是什么？答：鑄型分型面的選擇原則是：）鑄件的最大截面，且最好是平直面

（3）盡量使型腔及主要型芯位于下砂箱。4、鑄件的工藝參數(shù)包括哪幾項內(nèi)容？（2）第三篇

金屬塑料加工第一章

金屬的塑性變形（p109）1、

何謂塑性變形？塑性變形的實質(zhì)是什么？力停止作用，金屬的變形仍不消失，這種變形稱為塑性變形。

金屬塑性變形的實質(zhì)是晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果。2、

么？答：碳鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)變形時，不會有冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象。

因為變形時，產(chǎn)生了再結(jié)晶現(xiàn)象，消除了冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象。3、鉛在

的熔點為

327℃，鎢的熔點為

答：Pb：T

再=

0.4（327+273）－273

=

－33℃ ＜

20℃ 屬于熱加工W：T

再=

0.4（3380+273）－273

=

1188.2℃ ＞

1100℃ 屬冷加工4、

纖維組織是怎樣形成的？它的存在有何利弊？

答：鑄錠在塑性狀，這種結(jié)構(gòu)稱纖維組織。

纖維組織的存在使金屬在性能上具有了5、

如何提高金屬的塑性？最常用的措施是什么？答：金屬的塑性和金屬的本質(zhì)、加工條件有關(guān)。為提高金屬的塑性，常采用的措施有1選用純金屬和低碳鋼

2

使金屬組織為固溶體

3提高金屬塑性變形溫度

4

提高塑性變形的速度

5

使金屬在三向受壓條下變形。其中最常用的措施是提高金屬塑性變形的溫度。第二章 鍛造1、為什么重要的巨型鍛件必須采用自由鍛造的方法制造？動，獲得所需形狀和尺寸，同時保證金屬零件具有較好的力學(xué)性能。2、

重要的軸類鍛件為什么在鍛造過程中安排有鐓粗工序？答：其目的是為了擊碎粗大的魚骨狀炭化物組織，同時細(xì)化晶粒。5、如何確定分模面的位置？為什么模鍛生產(chǎn)中不能直接鍛出通孔？（2）使上、下兩模沿分模面的模膛輪廓一致；

（3）使模腔深度最淺；

（4）使零件上所加敷料最少。

為了防止上、下砥鐵相碰，損壞上、下砥鐵，故模鍛生產(chǎn)中不能直接鍛出通孔。第三章

沖壓（p138）1、板料沖壓生產(chǎn)有何特點？應(yīng)用范圍如何？答：板料沖壓生產(chǎn)的特點：（1）可沖出形狀復(fù)雜的零件，且廢料較少2）沖壓件的精度高，粗糙度值低，互換性好；

3）沖壓件重量輕，材耗少，強(qiáng)度高，剛度高；

4）操作工藝簡單，生產(chǎn)率高。應(yīng)用范圍：主要應(yīng)用于高塑性的板料金屬，如低碳鋼、低合金鋼及有色金屬。4、翻邊件的凸緣高度尺寸較大，而一次翻邊實現(xiàn)不了時，應(yīng)采取什么措施？答：翻邊件的凸緣高度尺寸較大，而一次翻邊實現(xiàn)不了時，可采用先拉深、后沖孔、再翻邊的工藝來實現(xiàn)。5、

材料的回彈現(xiàn)象對沖壓生產(chǎn)有何影響？成品件的彎曲角度準(zhǔn)確。6.

比較落料和拉深所用凹凸模結(jié)構(gòu)及間隙有什么不同?為什么料的厚度。落料的凸凹模的刃口，因為要將材料剪切下來，所以都是尖銳的刀口：而拉伸模的凸模、凹模的刃口，都是圓弧的R，以便于所拉伸材料的流入。第四篇

焊接第一章

電焊弧（p166）1、焊接電弧是怎樣的一種現(xiàn)象？電弧中各區(qū)的溫度多高？用直流和交流電焊接效果一樣嗎？答：焊接電弧是在電極與工件之間的氣體介質(zhì)中長時間的放電現(xiàn)象，材時，陽極區(qū)溫度為

2600K，陰極區(qū)溫度為

2400K

，弧柱區(qū)溫度為6000～8000K。用直流和交流電焊接效果不一樣2、何謂焊接熱影響區(qū)？低碳鋼焊接時熱影響區(qū)分為哪些區(qū)段？各區(qū)段對焊接接頭性能有何影響？減小熱影響區(qū)的辦法是什么？變化的區(qū)域。

低碳鋼焊接時熱影響區(qū)分為：熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火易導(dǎo)致焊縫裂紋產(chǎn)生

(2)過熱區(qū)：晶粒粗大，塑性、韌性下降

(3)正火區(qū)：金屬發(fā)生重結(jié)晶，強(qiáng)度、塑性、韌性提高，且優(yōu)于母材

(4)部分相變區(qū)：晶粒大小不一，力學(xué)性能比正火區(qū)稍差。3、產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的原因是什么？在焊接過程中和焊接以后，焊縫區(qū)縱向受力是否一樣？焊接應(yīng)力是否一定要消除？消除的方法有哪些？答：在焊接過程中，由于焊件各部分的溫度不同，冷卻速度不同，熱焊縫區(qū)縱向受力大小和方向均不一樣。

焊接應(yīng)力一定要消除。焊接應(yīng)力消除的方法：）焊前預(yù)熱

（2）焊接中采用小能量焊接或錘擊焊縫 6、焊接變形有哪些基本形式？焊前為預(yù)防和減小焊接變形有哪些措施？答：焊接變形的基本形式：

）縱向和橫向收縮變形

2

角變形

3

彎曲變形

4）扭曲變形 ； （5）波浪變形。（2）焊縫對稱分布 ；

（3）采用小電流、多層焊。6、焊條藥皮起什么作用？為什么藥皮成分中一般都有錳鐵？在其它電弧焊中，用什么取代藥皮的作用？

2）穩(wěn)定電弧

3）保護(hù)焊縫

4）焊縫中滲入合金元素。 藥皮中一般都有錳鐵，因為錳能除氧、脫硫，產(chǎn)生熔渣，保護(hù)焊縫；降低電弧氣氛和熔渣的氧化性，使焊縫金屬獲得必要的合金成分。

在其它電弧焊中，常用焊劑代替藥皮。第二章

其他常用焊接方法（p177）1、厚薄不同的鋼板或三塊薄鋼板搭接是否可以進(jìn)行點焊？點焊對工件厚度有什么要求？對銅或者銅合金板材能否進(jìn)行點焊？為什么？答：點焊主要適用于活度為

4mm

以下的薄板，沖壓結(jié)構(gòu)及線材的焊接2、試比較電阻對焊和摩擦焊的焊接過程特點有何不同？各自的應(yīng)用范圍如何？接觸面上焊接起來的一種方法。 摩擦焊是利用工件間摩擦產(chǎn)生的熱量，在受壓條件下焊接成型。相同點：1）在受壓條件下成型材料；4）焊接表面不需清潔。 ；（2）對工件截面大小、形狀要求不用，摩擦焊可以焊接同種金屬，也可以焊接不同種金屬，工件可以等截面積，也可不同截面接。3）焊件大小不同，摩擦焊件直徑可以從

2mm

至

150mm，而電阻焊件一般直徑大小于

20mm。

4）摩擦焊設(shè)備復(fù)雜，一次行投資大，電阻對焊設(shè)備簡單。3、釬焊和熔化焊的實質(zhì)差別是什么？釬焊的主要使用范圍有哪些？釬焊與熔化焊相比有何特點？熔化的釬料將焊件連接起來的一種焊接方法(2)熔化焊是熔化的母材和焊條形成熔池，冷卻后將兩焊件連接起來的焊接方法。軟釬焊主要用于接頭強(qiáng)度較低、受力不大、工作溫度較低的工件，如精密儀表、電氣部件、異種金屬構(gòu)件等?？椇土W(xué)性能變化小；

（2）接頭光潔，工件尺寸精確；（3）可焊接異種金屬，