金屬工藝學(xué)鄧文英第五版作業(yè)題參考答案樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。第一篇金屬材料導(dǎo)論P(yáng)9:(1):應(yīng)力:試樣單位橫截面上的拉力,。應(yīng)變:試樣單位長度上的伸長量,。(5)::抗拉強(qiáng)度,指金屬材料在拉斷之前所能承受的最大應(yīng)力。:屈服點,指拉伸試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力。:屈服點,對沒有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料,工程上規(guī)定以試樣產(chǎn)生0.2%塑性變形時的應(yīng)力作為該材料的屈服點,用σr0.2表示。:疲勞強(qiáng)度,金屬材料在無數(shù)次循環(huán)載荷作用下不致引起斷裂的最大應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力按正弦曲線對稱循環(huán)時,疲勞強(qiáng)度以符號σ-1表示。:伸長率,衡量塑性的指標(biāo)之一:沖擊韌性,材料抵抗沖擊載荷作用下斷裂的能力,其值大小是試樣缺口處單位截面積上所吸收的沖擊功。HRC:洛氏硬度,以頂角為120度金剛石圓錐體為壓頭,在1500N載荷下硬度計的硬度標(biāo)尺。HBS:布氏硬度,鋼球壓頭測出的硬度值。HBW:布氏硬度,硬質(zhì)合金球壓頭測出的硬度值。第二章鐵碳合金P261.一般來說,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。2.隨著溫度的改變,固態(tài)金屬晶格也隨之改變的現(xiàn)象,同素異晶轉(zhuǎn)變;室溫時,純鐵的晶格是體心立方晶格。1100攝氏度時是面心立方晶格。5.緩慢冷卻條件下,45鋼的結(jié)晶過程如下:1點以上:L;1-2點:L+A;2-3點:A;3-4點:A+F;室溫時:P+FT10鋼的結(jié)晶過程如下:1點以上:L;1-2點:L+A;2-3點:A;3-4點:A+FeCII室溫時:P+Fe3CII第三章鋼的熱處理P32１.答:在此溫度范圍內(nèi)加熱,淬火后可獲得細(xì)小的馬氏體組織。這樣的組織硬度高、耐磨性好,而且脆性相對較小。如果淬火加熱的溫度不足,因未能完全形成奧氏體,致使淬火后的組織除馬氏體外,還殘存有少量的鐵素體,使鋼的硬度不足。如果淬火溫度過高,因奧氏體晶粒長大,淬火后的馬氏體晶粒也粗大,會增加鋼的脆性,致使工件產(chǎn)生裂紋、變形傾向。２.答:鋼在淬火后淬火是為了消除淬火內(nèi)應(yīng)力,以降低鋼的脆性,防止產(chǎn)生裂紋,同時使鋼獲得所需的力學(xué)性能．①.低溫回火的目的是降低淬火鋼的內(nèi)應(yīng)力和脆性,但基本保持淬火所獲得的高硬度(56~64HRC)和高的耐磨性。淬火后的低溫回火主要用于工具鋼的熱處理。②.中溫回火的目的是使鋼獲得高彈性,保持較高的硬度(35~50HRC)和一定的韌性。中溫回火主要用于各種彈簧、發(fā)條、鍛摸等。③.高溫回火的熱處理合稱為調(diào)質(zhì)處理,調(diào)質(zhì)處理廣泛用于承受疲勞載荷的中碳鋼重要件,其硬度為20~35HRC。調(diào)質(zhì)處理的鋼可獲得強(qiáng)度及韌性都很好的綜合力學(xué)性能。汽車發(fā)動機(jī)缸蓋螺釘采用高溫回火,因為高溫回火廣泛用于承受載荷的中碳鋼重要零件,并可獲得較好的綜合力學(xué)性能,故使用高溫回火來處理．鑄造(1)砂型鑄造的關(guān)鍵技術(shù)包括:1．造型方法的選擇。2．澆注位置和分型面的選擇。3.工藝參數(shù)的選擇。(2)鑄件澆注位置選擇應(yīng)遵循以下原則:1.鑄件的重要加工面應(yīng)朝下。2.鑄件的大平面應(yīng)朝下。3.為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷,應(yīng)將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置。4.對于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件,應(yīng)使厚的部分放在鑄型的上部或側(cè)面,以便在鑄件厚壁處直接安置冒口,使之實現(xiàn)自下而上的定向凝固。鑄型分型面的選擇原則:應(yīng)使造型工藝簡化。應(yīng)盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱,以保證鑄件的精度。為便于造型,下芯,合箱和檢驗鑄件的壁厚,應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱。但型腔也不宜過深,并盡量避免使用吊芯和大的吊砂。(3)型芯一般見于形成鑄件的內(nèi)腔,有時還可用它來簡化鑄件的外形,以制出妨礙起模的凸臺,凹槽等。芯頭起定位,支撐,排氣的作用。(4)特點應(yīng)用金屬型鑄造可”一型多鑄”,便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化,可大大提高生產(chǎn)率,精度,表面質(zhì)量力學(xué)性能也顯著提高,但制造成本高,生產(chǎn)周期長,工藝要求嚴(yán)格,鑄件的形狀和尺寸還有一定的限制。主要用于銅,鋁合金鑄件的大批量生產(chǎn)。如:鋁活塞,氣缸蓋等。熔模鑄造鑄件精密,型腔表面極為光滑,鑄件的精度和表面質(zhì)量均優(yōu)能用于生產(chǎn)高熔點的黑色金屬鑄件生產(chǎn)批量不受限制,可用于單件,成批,大量生產(chǎn)但原材料價格昂貴,工藝過程復(fù)雜生產(chǎn)成本高,鑄件成本高。最適合于高熔點合金精密鑄件的成批生產(chǎn),主要用于形狀復(fù)雜難以切削加工的小零件。壓力鑄造精度及表面質(zhì)量較其它鑄造方法均高可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件,或直接鑄出小孔,螺紋,齒輪等鑄件的強(qiáng)度和硬度都較高生產(chǎn)率較其它鑄造方法均高但設(shè)備投資大,制造壓型費用高,周期長。型腔內(nèi)氣體很難排除,后壁處的收縮很難補(bǔ)縮,致使鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮松。熱處理加熱時孔內(nèi)氣體膨脹將導(dǎo)致鑄件表面起泡,因此壓鑄件不能用熱處理方法來提高性能。廣泛應(yīng)用在汽車,拖拉機(jī),航空,兵儀,儀表,電器,計算機(jī),輕紡機(jī)械,日用品等制造業(yè)。如箱體,汽缸體等。實型鑄造鑄造沒有分型面,省去起模和修型工序,便于制出凸臺,法蘭,肋條,吊鉤,等在普通砂鑄造中需要活塊的結(jié)構(gòu),從而可簡化造型工藝,降低勞動強(qiáng)度。加大了鑄件結(jié)構(gòu)的自由度,簡化了鑄件結(jié)構(gòu)和工設(shè)計。鑄件尺寸精度優(yōu)于普通砂型鑄造,鑄件無飛翅,減輕了鑄件清理工作量。適用范圍較廣,幾乎不受鑄造合金,鑄件大小及生產(chǎn)批量限制,特別適用于形狀復(fù)雜件。(5)下列零件在大批量生產(chǎn)是最宜采用的方法:1.汽輪機(jī)葉片:熔模鑄造2.鋁活塞:金屬型鑄造3.柴油機(jī)缸套:離心鑄造4.車床床身:砂型鑄造鍛造部分簡述自由鍛造的成型特點及其基本工序。答:自由鍛造的成型特點是:生產(chǎn)所用工具簡單,具有較大的通用性,應(yīng)用范圍較為廣泛,是生產(chǎn)大型和特大型鍛件的唯一成型方法,鍛件精度低。其基本工序為:鐓粗拔長沖孔彎曲扭轉(zhuǎn)錯移切割。簡述模膛鍛造的成型特點及其基本工序。答:模膛鍛造的成型特點是:所生產(chǎn)的鍛件尺寸精確,加工余量較小,結(jié)構(gòu)能夠較復(fù)雜,而且生產(chǎn)率高。其基本工序為:長軸類:制坯—預(yù)鍛—終鍛短軸類:鐓粗—預(yù)鍛—終鍛106圖3-26是齒輪坯模鍛件圖,就圖說明模膛鍛造的工藝設(shè)計內(nèi)容及分模面的選擇原則。答:模膛鍛造的工藝設(shè)計內(nèi)容是:(1)繪制鍛件圖(主要內(nèi)容有確定機(jī)械加工余量、敷料、公差;分模面的選擇;設(shè)計模鍛斜度;設(shè)計模鍛圓角;確定沖孔連皮)(2)坯料重量和尺寸的確定(3)鍛造工序(工步)的確定分模面的選擇原則是:(1)應(yīng)保證模鍛件能從模膛中取出來,一般應(yīng)選在模鍛件的最大截面處,如圖中的a—a面就不符合此要求(2)按選定的分模面制成鍛模后,應(yīng)使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致,如圖中的c—c面就不符合此原則(3)分模面應(yīng)選在能使模膛深度最淺的位置上,如圖中的b—b面就不適合作分模面(4)選定的分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少,如圖中的b—b面就不適宜作分模面(5)分模面最好是一個平面。4.簡述沖壓成型的基本工序。當(dāng)對坯料進(jìn)行圓筒形拉深時,需要合理控制材料的變形程度。試問:何謂拉深系數(shù)?其數(shù)值大小應(yīng)如何控制?答:沖壓成型的基本工序有分離工序和變形工序兩大類。拉深系數(shù)是指拉深件直徑與坯料直徑的比值,其數(shù)值大小一般情況下不應(yīng)小于0.5—0.8(坯料塑性差取上限,坯料塑性好取下限)。需多次拉深時,后一道的拉深系數(shù)比前一道的拉深系數(shù)大,在一兩次拉深后,應(yīng)安排工序間的退火處理第四篇焊接部分1.焊接電弧是怎樣一種物理現(xiàn)象?電弧各區(qū)的溫度有多高?溫度高對焊接質(zhì)量會帶來什么后果?

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,即在局部氣體介質(zhì)中有大量電子流經(jīng)過的導(dǎo)電現(xiàn)象。陽極區(qū)溫度約為2600K中心區(qū)約為6000～8000K。2.何謂焊接熱影響區(qū)?各區(qū)段對焊接頭性能有何影響?答:焊接熱影響區(qū)是只焊縫兩側(cè)金屬因焊接熱作用而發(fā)生組織何性能變化的區(qū)域。1)

熔合區(qū)焊縫與母材交界區(qū),局部熔化

組織:鑄造組織+受熱長大的粗晶。晶粒大小不均,化學(xué)成分不均性能;接頭中性能最差。2)

過熱區(qū):溫度遠(yuǎn)高于相變溫度,晶粒產(chǎn)生急劇長大。過熱組織。性能:塑性韌性下降。接頭中性能較差3)

正火區(qū):組織:發(fā)生重結(jié)晶,晶粒細(xì)化,正火組織

性能:其力學(xué)性能優(yōu)于母材4)部分相變區(qū):組織:部分相變(F、P)晶粒不均(部分F和P重結(jié)晶成為較細(xì)晶粒,未轉(zhuǎn)變的F長大)

力學(xué)性能比正火區(qū)稍差。

3.產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的原因時什么?如何減小或消除焊接應(yīng)力?如何預(yù)防和消除焊接變形?答:金屬材料具有熱脹冷縮的基本屬性。由于焊件在焊接過程中是局部受熱且各部分材料冷卻速度不同,因而導(dǎo)致焊件各部分材料產(chǎn)生不同程度的變形,引起了應(yīng)力。焊接時局部加熱是焊件產(chǎn)生應(yīng)力與變形的根本原因。減小焊接應(yīng)力的工藝措:(1)選擇合理的焊接順序;設(shè)計時,焊縫不要密集交叉,截面和長度也應(yīng)盡可能小。(2)預(yù)熱法即在焊前將工件預(yù)熱到350～400℃,然后再進(jìn)行焊接。預(yù)熱可使焊接金屬和周圍金屬的溫差減小,焊后又比較均勻地同時緩慢冷卻收縮,因此,可顯著減小焊接應(yīng)力,也可同時減小焊接變形。(3)焊后退火處理這也是最常見的、最有效的消除焊接應(yīng)力的一種方法。整體退火處理一般可消除80%～90%的焊接應(yīng)力。防止與減小焊接變形的工藝措施(1)反變形法用試驗或計算方法,預(yù)先確定焊后可能發(fā)生變形的大小和方向,在焊前將工件安置在與變形相反的位置上,以抵消焊后所發(fā)生的變形。(2)加余量法根據(jù)經(jīng)驗,在焊件下料時加一定余量,一般為工件尺寸的0.1%～0.2%,以補(bǔ)充焊后的收縮,特別是橫向收縮。(3)剛性夾持法焊前將焊件固定夾緊,焊后變形即可大大縮小。但剛性夾持法只適用于塑性較好的低碳鋼結(jié)構(gòu),對淬硬性較大的鋼材及鑄鐵不能使用,以免焊后產(chǎn)生裂紋。(4)選擇合理的焊接順序如果在構(gòu)件的對稱兩側(cè)都有焊縫,應(yīng)設(shè)法使兩側(cè)焊縫的收縮互相抵消或減弱。(5)機(jī)械矯正或火焰矯正來矯正焊接變形下冊切削加工⑷答:⑴較高的硬度。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度,常溫硬度一般在60HRC以上。⑵足夠的強(qiáng)度和韌度,以承受切削