工程材料及成型技术课后作业参考答案ppt课件

工程材料及成型技术作业,01力学性能02a金属结构与结晶02b合金结晶与相图02cFe-C相图03a热处理基础03b热处理工艺04a钢-结构钢04b工具-特殊钢05铸铁06非铁金属,08a铸造理论08b砂型铸造08c特种铸造09a锻压理论09b自由锻、模锻09c冲压10a焊接理论10b焊接方法10c焊接材料、结构13选材,1,作业01力学性能,（1）紧固螺栓使用后发生塑性变形。,屈服强度,（2）齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。,疲劳强度,（3）汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。,冲击韧度,（4）不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。,塑性,（5）齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。,硬度,b1-1.下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？,b1-2下列现象与哪一个力学性能有关？,（1）铜比低碳钢容易被锯割。,硬度,（2）锯条易被折断，而铁丝不易折断。,塑性,2,P151-4,甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC、90HRB、800HV、240HBS，试比较这四种材料硬度的高低。,答：45HRCHV,90HRBHB,HB400时，HBHV240HBS240HV445HV所以，800HV45HRC240HBS90HRB,3,作业02a金属结构与结晶,判断题,1.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。,F,2.室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。,F,选择题,1.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：a.越高b.越低c.越接近理论结晶温度,b,2.为细化晶粒，可采用：a.快速浇注b.加变质剂c.以砂型代金属型,b,3.晶体中的位错属于：a.体缺陷b.面缺陷c.线缺陷d.点缺陷,c,4,填空题,1.晶体与非晶体结构上最根本的区别是,晶体内原子排列是。,有规则、周期性的,2.-Fe的一个晶胞原子数=。,4,3.-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：体心立方；面心立方；密排六方。,-Fe、V,Al、Cu、Ni,Mg、Zn,4.实际金属晶体中存在三种缺陷，引起晶格。,点、线、面,畸变,5.结晶过程是靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是：和。,形核,晶核长大,6.当对金属液体进行变质处理时，变质剂可起到增加数量的作用。,晶核,7.过冷度是指温度与温度之差。,理论结晶,开始结晶,8.在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒常采用、和振动结晶等措施。,提高过冷度,变质处理,5,作业02b合金结晶与相图,填空题,1.溶质溶入使固溶体的强度和硬度，这种现象叫，其原因是畸变，引起变形抗力增加。,提高,固溶强化,晶格,2.间隙固溶体与间隙相的区别是：间隙固溶体的晶格类型与溶剂同，间隙相的晶格类型与任一组元都同。,相,不,3.共晶转变的特点是转变过程温度。,恒定不变,4.与纯金属相比，合金具有更的强度、硬度。,高,6,问答题,将20kg纯铜和30kg纯镍熔化后慢冷至T1温度，求此时：(1)液、固两相L和的化学成分(2)两相的相对重量(3)两相的质量,答：,整个合金含Ni的质量分数为:X=30/(20+30)=60%,(1)两相的化学成分：,wL(Ni)=50%w(Ni)=80%,(2)两相的相对重量为：液相mL=(80-60)/(80-50)67%固相m=1-67%=33%,abc,(2)两相的质量为：液相ML=5067%33(kg)固相m=50-33=17(kg),7,作业02cFe-C相图,判断题,1.铁素体的本质是碳在-Fe中的间隙相。,F,2.珠光体P实质上是由铁素体F和渗碳体Fe3C两个相组成。,T,3.在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳含量为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。,F,4.退火状态（接近平衡组织）的亚共析钢中，碳含量为0.45%比0.20%的塑性和强度都高。,F,选择题,1.奥氏体是：a.碳在-Fe中的间隙固溶体b.碳在-Fe中的间隙固溶体c.碳在-Fe中的置换固溶体,a,2.珠光体是一种：a.单相固溶体b.两相混合物c.Fe与C的化合物,b,8,问答题A,1.设珠光体P的硬度HP=200HBS，伸长率P=20%；铁素体F的硬度HF=80HBS，伸长率F=50%。计算碳含量X（wC）=0.45%碳钢的硬度H和伸长率。,答：,P的C含量XP=0.77%F的C含量XF0%,(1)C钢中P和F的相对重量F=(XP-X)/(XP-XF)=(0.77-0.45)/(0.77-0)42%P=1-42%=58%,(2)C钢的硬度H=HPP+HFF=20058%+8042%=150(HBS),C钢的伸长率=PP+FF=20%58%+50%42%=33%,9,问答题B,2.用显微镜观察某亚共析钢，估计其中的含珠光体的体积分数为80%，估算此钢的碳含量。,答：,亚共析钢室温组织是由珠光体P和铁素体F组成,P的C含量XP=0.77%F的C含量XF0%,(1)珠光体的相对重量PP的体积分数=80%铁素体的相对重量F=1-P=1-80%=20%,(2)钢的C含量X=XPP+XFF=0.77%80%+0%20%0.62%,10,作业03a热处理基础,判断题,1.马氏体M的本质是C在-Fe中的过饱和固溶体。当奥氏体A向M转变时，体积要收缩。,F,2.当共析成分的奥氏体A在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。,F,3.马氏体M中C的过饱和度大，固溶强化效果显著，所以其硬度很高。,T,4.高碳马氏体中C的过饱和度大，晶格畸变大，所以其脆性大。,T,11,选择题,1.奥氏体A向珠光体P的转变是：a.扩散型转变b.非扩散型转变c.半扩散型转变,a,2.共析钢的过冷A在550350的温度区间等温转变时,所形成的组织是：a.索氏体Sb.下贝氏体B下c.上贝氏体B上d.珠光体P,c,3.马氏体M的硬度取决于：a.冷却速度b.转变温度c.碳含量,c,填空题,1.在过冷奥氏体等温转变产物中，P和T都是状的珠光体型组织，但T的层片间距较。,层片,小,2.用光学显微镜观察,上B的组织特征呈状,而下B则呈状。,羽毛,黑色针,3.马氏体的显微组织形态主要有状、状两种。其中状M的韧性较好。,板条,片（针）,板条,12,问答题,直径为10mm的共析钢小试样加热Ac1+30，用图示的冷却曲线进行冷却，各得到的什么组织，属于什么热处理方法？,答：a:M+A单液淬火b:M+A分级淬火c:T+M油冷淬火d:下B等温淬火e:S正火f:P完全退火g:P等温退火,13,作业03b热处理工艺,判断题,1.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。,F,2.表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改变心部组织和性能。,F,3.经退火后再高温回火的钢，能得到回火S组织，具有良好的综合机械性能。,F,4.钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。,T,选择题A,1.淬硬性好的钢具有：a.高的合金元素含量b.高的含C量c.低的含C量,b,2.对形状复杂、截面变化大的零件进行淬火时，应选用：a.高淬透性钢b.中淬透性钢c.低淬透性钢,a,14,选择题B,3.直径为10mm的40钢的常规淬火温度大约为：（Ac3=780）a.750b.850c.920,b,4.上述正确淬火后的显微组织为：a.Mb.F+Mc.M+P,a,5.完全退火主要适用于：a.共析钢b.亚共析钢c.过共析钢,b,6.钢的回火处理是在：a.退火后进行b.淬火后进行c.正火后进行,b,7.20钢的渗C温度范围是：a.600650b.800820c.900950d.10001050,c,8.钢的淬透性主要取决于：a.C含量b.冷却介质c.合金元素,c,15,填空题,1.球化退火的主要目的是硬度，切削性及韧性，它主要适用于钢。,降低,提高,过共析,2.亚共析钢和过共析钢的正常淬火温度范围分别是和。,Ac3+3050,Ac1+3050,3.淬火钢进行回火的目的是淬火应力，力学性能，工件的组织和尺寸。回火温度越高，钢的强度与硬度越。,减少或消除,调整,稳定,低,4.钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越，说明临界冷却速度越。,靠右,小,16,作业04a钢-结构钢,判断题,1.所有的合金元素都能提高钢的淬透性。,F,2.合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。,F,填空题,1.除Co、Al外，几乎所有的合金元素都使Ms点。,下降,2.20钢属于或钢，可制造或。,优质碳素结构,渗碳,冲压、焊接件,小型渗碳件,3.Q345(16Mn)是钢，可制造。,低合金高强度结构,桥梁构件,4.40Cr是钢，可制造。,合金调质,车床齿轮,5.20CrMnTi是钢,最终热处理工艺是。,合金渗碳,渗碳+淬火+低温回火,6.60Si2Mn是钢。,合金弹簧,17,作业04b工具-特殊钢,判断题,1.T8钢比T12和40钢有更好的淬透性和淬硬性。,F,2.T8钢与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。,F,3.调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。,F,4.高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成型。,F,5.高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地溶入A中，从而提高钢的红硬性。,T,6.A型不锈钢可采用加工硬化提高强度。,T,7.A不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。,F,8.GCr15钢制造的高精度丝杠于淬火后进行冷处理，可消除残余A，以提高尺寸稳定性。,T,18,填空题,1.T12是钢，可制造。,碳素工具,锯条、量规,2.9SiCr是钢，可制造。,合金量具刃具,板牙、丝锥,3.5CrMnMo是钢，可制造。,热作模具,中型锤锻模,4.Cr12MoV是钢，可制造。,冷作模具,冷冲模,5.1Cr13是钢，可制造。,M型不锈钢,汽轮机叶片,19,作业05铸铁,判断题,1.可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。,F,2.球墨铸铁可通过调质处理和等温淬火工艺提高其机械性能。,T,3.可以通过球化退火使灰铸铁变成球墨铸铁。,F,20,填空题,1.影响石墨化的主要因素是和。,化学成分,冷却速度,2.灰铸铁中C主要以状的形式存在。,片,石墨,3.可锻铸铁中石墨的形态为。,团絮状,4.球墨铸铁中石墨的形态为，应力集中效应，所以其强度、塑韧性较灰铸铁。,球状,小,高,5.HT200牌号中“HT”表示,“200”表示。,灰铸铁,b200MN/m2,6.生产球墨铸铁常选用作球化剂。,稀土Mg,7.形状复杂的大型铸铁件在500600进行时效处理,目的是。,消除内应力,21,作业06非铁金属,填空题,1.H59属于，“59”表示。,普通黄铜,含Cu59%,2.ZCuSn10P1属于，“10”表示。,铸造Sn青铜,含Sn10%,3.QBe2属于，“2”表示。,Be青铜,含Be2%,4.ZChSnSb11-6属于，“11”表示。,Sn基轴承合金,含Sb11%,5.LC4属于，LF21属于。,超硬Al合金,防锈Al合金,6.铝合金件淬火后于140进行时效处理，目的是。,提高强度,7.下列材料常用的强化方法：紫铜45钢HT350LY12ZL102,冷变形强化（加工硬化）,固溶强化（淬火）,变质处理,时效强化,变质处理,22,作业08a铸造理论,判断题,1.在铸件热节处安放冷铁能够起补缩作用。,F,2.凝固温度范围大的合金，铸造时铸件中易产生缩松。,T,3.防止或减少铸件变形的方法之一是提高流动性。,F,4.合金的浇注温度越高越好。,F,5.铸钢件一般都要安置冒口和冷铁，使之实现同时凝固。,F,23,1.造成铸件冷隔的主要原因是a.浇注温度过高b.浇注温度过低c.浇注速度太快,b,选择题,2.生产中为提高合金的流动性常采用的方法是a.加大出气口b.延长浇注时间c.提高浇注温度,c,3.冒口的一个重要作用是a.液体金属迅速浇注满型腔b.浇注金属液的通道c.补缩和排气,c,4.浇注温度过高，铸件会产生a.气孔b.夹杂物c.冷隔,a,5.在下列物品中，适用于铸造生产的是a.钢精锅b.铝饭盒c.机床丝杠d.哑铃,d,6.能够制造形状复杂、特别是具有复杂内腔毛坯的加工方法是a.铸造b.压力加工c.焊接d.切削加工,a,24,填空题A,1.浇注温度过低,液体金属量不够,铸件就会产生冷隔或。,浇不足,2.对合金流动性的影响最显著。,化学成分,3.合金的铸造性能用和来衡量。,流动性,收缩率,4.铸钢的流动性比铸铁。,差,5.浇注温度越，上砂箱越，合金的充型能力越好。,高,高,25,填空题B,6.铸造合金的收缩经历、三个阶段。,液态收缩,凝固收缩,固态收缩,7.缩孔和缩松是由于合金的收缩和收缩引起的。,液态,凝固,8.防止缩孔的方法是控制铸件的顺序，使之符合原则。,凝固,顺序凝固（定向凝固）,9.铸造合金的收缩会引起的铸造缺陷有：、等。,缩孔,缩松,裂纹,变形,内应力,10.铸件热应力形成是由于铸件壁厚_,引起各部分_不同，以致在同一时期内铸件各部分_不一致。,不均匀,冷却速度,收缩,26,作业08b砂型铸造,判断题,1.砂型铸造是铸造生产中唯一的铸造方法。,F,2.砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。,F,3.机器造型生产率高，铸件尺寸精度较高，因此应用广泛。,T,填空题,1.铸造方法可基本分为_铸造和_铸造两大类。,砂型,特种,2.拔模斜度是为了便于_，或从芯盒中取出_。,起模,型芯,27,1.铸件的重要受力面、主要加工面，浇注时应尽量放在铸型的a.侧面b.下面c.上面,b,选择题,2.造型方法按其手段的不同，可分为a.分模造型和挖砂造型b.整模造型和刮板造型c.手工造型和机器造型,c,3.机器造型要求操作技术不高，适合于a.二箱造型b.活块造型c.三箱造型,a,4.分型面应选择在a.受力面的上面b.加工面上c.铸件的最大截面处,c,5.普通车床床身浇注时，导轨面应a.朝左侧b.朝右侧c.朝下d.朝上,c,28,作业08c特种铸造,判断题,1.金属铸型能“一型多铸”，可反复使用多次。,T,2.金属型铸造适合于大批量生产形状复杂的黑色金属铸件。,F,3.特种铸造主要用于生产大型铸件。,F,29,1.目前，最适用于金属型铸造的合金是：a.铸铁b.铸钢c.铸造铝合金d.高熔点合金,c,选择题,2.熔模铸造适用于制造a.大型铸件b.形状复杂铸件c.形状简单铸件,b,3.金属型预热的目的是为了a.防止模具变形b.防止铸件产生白口和内应力c.不粘附铸件和便于铸件出模,b,填空题,1.常用的特种铸造方法有_铸造、_铸造、_铸造、_铸造、_铸造等。,熔模,金属型,压力,低压,离心,2.用_铸造法生产空心旋转体铸件时，不需用型芯。,离心,30,作业09a锻压理论,判断题,1.金属在常温下经过塑性变形后，强度和硬度上升而塑性下降。,T,2.锻造加热时，温度越高越好。,F,3.各种金属材料的锻造温度都是一样的。,F,4.纤维组织使金属在性能上具有了方向性。,T,5.金属变形程度越大，纤维组织越明显。,T,6.常言道“趁热打铁”，就是说铸铁是可以锻打的。,F,31,1.锻造前坯料加热的目的是a.提高塑性、降低变形抗力b.提高强度和硬度,a,选择题,2.以下的金属材料中可以用来进行锻压加工的是a.可锻铸铁b.球墨铸铁c.铸钢d.灰口铸铁,c,填空题,1.金属的可锻性常用_和_来衡量。,塑性,变形抗力,2.改善金属可锻性的有效措施是_。,提高金属变形时的温度,3.锻压一般可分为_和_两大类。,锻造,冲压,32,作业09b自由锻、模锻,判断题,1.手工锻造适应于单件小批和大型锻件的生产。,F,2.自由锻是巨型锻件成形的唯一方法。,T,3.模锻是将加热后的金属坯料，放入固定于自由锻设备上的锻模内锻造成型的方法。,F,4.胎模锻是在模锻锤上用胎模生产模锻件的一种锻造方法。,F,5.胎模锻一般采用自由锻制坯，然后在胎模中成形。,T,33,1.自由锻件的加工余量比模锻件。a.稍小b.小很多c.大d.相等,c,选择题,2.锻造拔长时，其锻造比总是。a.=0b.1,d,3.模锻件质量一般。a.100kgc.1000kg,c,填空题,1.生产中最常用的自由锻基本工序是_、_和_。,镦粗,拔长,冲孔,2.胎模锻常用的胎模种类有_、_、_、_等。,扣模,筒模,合模,摔模,3.坯料变形前的高度为100，墩粗后高度为50，锻造比为_。,2,34,作业09c冲压,判断题,1.板料冲压所用原材料必须具有足够的塑性。,T,2.冲压工艺生产率高，适用于成批大量生产。,T,3.落料和冲孔是使坯料沿封闭轮廓分离的工序。,T,4.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。,F,5.冲床的一次行程中，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具，是复合模。,F,6.在冲裁精度较低的零件时，如果采用较小间隙，就可以延长模具的寿命。,F,7.拉深系数越小，表明拉深件直径越小，变形程度越小。,F,35,1.如需5件45钢的车床主轴箱齿轮，其合理的毛坯制造方法是a.模锻b.冲压c.铸造d.自由锻,d,选择题,2.如需要年产5000件车床主轴箱齿轮，其合理的毛坯制造方法是a.模锻b.冲压c.铸造d.自由锻,a,3.用冲模沿封闭轮廓线冲切板料,冲下来的部分为成品,这种冲模是a.切断模b.冲孔模c.落料模,c,4.冲裁模的凸模和凹模的边缘均应有a.锋利的刃口b.圆角过渡,a,5.冲压零件在弯曲时，变形主要集中在a.平直部分b.圆角部分,b,6.生产8000件外径12mm、内径6.5mm的垫圈,采用哪种模具较好？a.简单冲模b.连续冲模,b,36,填空题,1.冲压的变形工序包括、等。,拉深,弯曲,翻边,胀形,压筋,2.冲模可分为、三种。,简单冲模,连续冲模,复合冲模,3.拉深模的凸模和凹模在边缘上没有，而是光滑的，因此能使板料顺利地变形。,刃口,圆角,37,作业10a焊接理论,判断题,1.用直流电焊机焊接时，不存在正接或反接的问题。,F,2.药皮和焊剂能够保护焊缝，限制空气侵入焊接区。,T,3.在焊接过程中，焊条移动速度越快越好。,F,4.焊接后焊件的冷却速度越快越好。,F,5.焊接应力与变形产生的原因是对焊件进行了局部不均匀的加热和冷却。,T,填空题,1.焊条焊芯的主要作用是和。,导电,填充焊缝,2.焊接热影响区中的区和区,对焊接接头有不利影响。,过热,部分相变,38,1.对厚度较大的低碳钢结构件,在寒冷的环境下焊接时,应该a.直接焊接b.预热后焊接c.将焊条预热后焊接,b,选择题,2.酸性焊条应用广泛的原因是a.焊接质量好b.焊缝含氢量少c.焊缝抗裂性好d.焊接工艺性好,d,3.采用直流弧焊机焊接薄板时，为防止烧穿，常采用的工艺措施之一是a.CO2气体保护焊b.氩气保护c.反接法d.正接法,c,4.酸性焊条是指药皮熔渣中酸性氧化物与碱性氧化物之比a.小于1b.等于1c.大于1,c,39,作业10b焊接方法,判断题,1.电阻焊一般采用焊接电流很大的大功率焊机。,T,2.氩弧焊是焊接铝及铝合金较好的方法。,T,填空题,1.电阻焊分为_、_、_三种型式。,点焊,缝焊,对焊,2.根据钎料熔点的不同,钎焊可分为_与_两类。,硬钎焊,软钎焊,3.刀具的刀片与刀杆的焊接采用_钎焊，在电路板上焊接元器件采用_钎焊。,硬,软,40,1.在下列三种焊接方法中，属于电阻焊的是a.点焊b.CO2气体保护焊c.钎焊,a,选择题,2.钎焊时，焊件与钎料a.同时熔化b.都不熔化c.焊件不熔化、钎料熔化d.焊件熔化、钎料不熔化,c,3.普通电弧焊属于a.熔化焊b.压力焊c.钎焊,a,4.与埋弧自动焊相比，手弧焊a.生产率高b.焊接质量高且稳定