材料成型技术基础专升本复习题库

1、1、 凝固组织就宏观而言，指的是铸态晶粒的形态、（大小）、取向和分布等情况。铸件的微观组织指晶粒内部的结构的形态、大小和分布，以及各种缺陷等。一般情况下，晶粒越细小均匀，金属材料的（强度）和硬度越高，（塑性）越好。2、 模糊凝固：模糊凝固是指如果合金的结晶温度范围很宽，且铸件的温度分布较为平坦，则在凝固的某段时间内，铸件的表面并不存在固体层，而液、固并存的凝固区贯穿整个断面故称为模糊凝固。3、 合金的结晶温度范围，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固，熔点最低，因而流动性最好。4、 液态收缩：从浇注温度冷却到凝固开始温度的收缩，即合金在液态时由于温度降低而发生的体积收缩固态收缩：从凝固开始温度冷却到

2、凝固终止温度的收缩，即熔融合金在凝固阶段的体积收缩。固态收缩：从凝固终止温度冷却到室温的收缩，即合金在固态由于温度降低而发生的体积收缩。5、 纯金属和（共晶）成分合金倾向于逐层凝固，易形成集中(缩孔).6、 缩孔和缩松的防止：1、按照定向凝固原则进行凝固：定向凝固原则是指采用各种工艺措施，使铸件从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向顺序地凝固。2、合理地确定内浇道位置以及浇注工艺。3、合理的应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。7、 收缩应力：铸件在固态收缩时，因受铸型、型芯、浇冒口等外力的阻碍而产生的应力。8、 减少和消除铸造应力的措施：1、合理

3、的设计铸件的结构。2、尽量选用线收缩率小，弹性模量小的合金。3、采用同时凝固的工艺。4、对铸件进行时效处理是消除铸造应力的有效措施，时效处理分为自然时效、热时效和振动时效。9、 截面不对称及具有细长特点的杆类、板类及轮类等铸件，放残留铸造应力超过铸件材料的（屈服强度）时，往往产生翘曲变形。10、 铸件的裂纹，当铸造应力超过金属的（强度极限）时，铸件便产生裂纹，裂纹是严重的铸造缺陷，必须设法防止，按裂纹形成的温度范围可分为热裂纹和冷裂两种。热裂纹主要是硫的影响，裂纹（短）、缝隙（宽）、形状曲折，缝内呈氧化色，必须严格控制硫的含量，防止热脆性。冷咧的特征是呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色，

4、铸钢中含磷量越高，冷冽倾向越大。11、 砂型铸造成型：1、零件工作图。2、铸造工艺图。3、模样图、芯盒图、铸型装配图。4、制造模样及盒芯。5、混制型砂。6、造型。7、制芯。8、烘干芯子。9、合型。10、浇注。11、取样。12、 手工造型的方法按砂箱特征分类有两箱造型，按模样分类有整模造型、（分模造型）和活块造型。13、 目前应用广泛的起模机构有顶箱起模、漏箱起模、翻转起模。14、 熔模铸造：在易熔模样的表面包覆多层耐火材料，然后将模样熔去制成无分型面的型壳，经焙烧、浇注而获得的铸件方法。熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合金及有特殊要求的精密铸件。目前，主要用于汽轮机，（燃气轮机叶片

5、）、等零件生产。15、 金属型浇注之前需要预热，预热温度为铸铁件250-350。16、 压力铸造，将熔融金属在高压下高速充型并凝固而获得铸件的方法称为压力铸造。压铸机分为热压室和冷压室两大类。17、 压力制造生产特点：1、铸件尺寸精度高。2、可压铸形状负责的薄壁精密铸件。3、铸件组织致密，力学性能好。4、由于压射速度高，型腔内的气体来不及排出而形成针孔。18、 低压铸造：用较低的压力使金属自下而上填充型腔，并在压力下结晶以获得铸件的方法称为低压铸造。19、 低压铸造生产特点：1、充型平稳，无冲击、飞溅现象，不易产生夹渣等缺陷。2、铸件轮廓清晰、组织细密、气密性好。3、充型压力和速度便于调节。4

6、、浇注系统简单。20、 离心铸造：离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的铸型，在离心力作用下凝固成形的铸造方法。21、 离心铸造的特点和应用范围，离心铸造是生产管、套类铸件的主要方法，如铸铁管、铜套、双金属轧辊，其特点为：1、铸件在离心力的作用下结晶（组织细密）。2、铸造圆形中空铸件时，可省去（型芯和浇注）系统，简化了工艺。3、离心铸件内表面粗糙，尺寸不易控制。22、 实型铸造：实型铸造又称为气化模只在和消失模铸造，其原理是用泡沫塑料代替木模或金属模进行造型，造型后模样不取出，铸型呈实体，浇入液态金属后，模样燃烧气化消失，金属充填了模样的位置，冷却凝固成铸件。实型铸造的工序简单、生产周期短、效率高

7、、铸件尺寸精度高，可采用无粘接剂型砂，特别适用于生产形状复杂的零件。23、 铸造成型方案的选择，是金属液态成型工艺的关键，主要从下面几方面考虑：1浇注位置的选择1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面2）铸件宽大平面应朝下3）面积较大的薄壁部分应至于铸型下部或垂直、倾斜位置4）行程缩孔的铸件，应将截面较厚的部分置于上部或侧面5）应尽量减少型芯的数量。2、铸型分型面的选择1）便于起模，使造型工艺简化。主要考虑，尽量将铸件的重要家公墓或大部分加工面、加工基准面放在同一砂箱中，这样以避免产生错箱、披缝和毛刺，降低铸件精度和增加清理工作量。考虑使型腔和主要芯位于下箱，这样做便于下芯、合型和检查腔型尺寸。2

8、4、 铸造工艺参数包括（收缩率）、加工余量、起模斜度、（铸造圆角）及芯头芯座等。25、 各种铸造合金的临界壁厚约等于其最小壁厚的三倍。26、 塑性变形对金属组织和性能的影响：塑性变形程度的大小对金属组织和性能有重大的影响。随着变形程度的增加，可以消除铸态粗大树枝晶组织，获得均匀细小的等轴晶组织，可以破碎并分散碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布，还可以锻合内部空袭和缩松使组织致密，材料的宏观和微观缺陷的到改善和消除，各项力学指标如强度、抗疲劳性能得以提高，特别是塑性、韧性指标提高很大。对于一般的轴类锻件，要使零件工作时的最大拉应力方向和纤维方向一致，最大剪切力放心与纤维方向垂直。齿轮应该镦粗成形，

9、使其纤维呈放射状。27、 冷变形：在再结晶温度以下塑性变形称为冷变形。如果冷变形程度过大，会使金属产生裂纹，为防止开裂，需要在生产中增加再结晶退火，消除加工硬化，然后再继续冷变形。热变形是在再结晶温度以上的塑性变形。28、 影响塑性变形的因素：金属的塑性成型性能也称为金属的可锻性，是衡量材料通过塑性加工获得优质零件难以程度的工艺性能。金属可锻性取决于金属的内在因素和加工条件等，内在因素有化学成分的影响，不同化学成分的金属，塑性不同，其锻造性能也不同，随着含碳量的增加，钢的塑性会降低，磷会使钢出现冷脆性，硫使钢出现热脆性，他们都会降低钢的塑性成型性能。金属组织的影响：金属内部的组织结构不同，其塑

10、性成形性能也有很大差别，碳素钢在高温下为单相奥氏体组织，锻造性能好，纯铁和低碳钢塑性比高碳钢好，随着含碳量的增加，钢中的碳化物增多使钢的塑性下降。加工条件：变形温度的影响，如果加热的时间过高且过长，不但会使胚料表层氧化、脱碳严重，还会使奥氏体晶粒急剧长大，导致锻后粗晶，这种现象成为过热。29、 铅具有极好的塑性，但在（三向拉应力）的状态下，会像脆性材料一样破裂，大理石在（三向压应力）状态下，反而能产生较大的塑性变形。30、 自由锻分为锻锤自由锻和水压机自由锻两大类，根据变形性质和变形程度不同，自由锻工序可分为（基本工序）、（辅助工序）和（修整工序）。自由锻的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、芯轴拔长

11、、芯轴扩孔、弯曲、错移、扭转和切割等，主要用来改变坯形状同时改善性能，芯轴扩孔是使空心坯料内外径同时增大，壁厚减薄，长度略有增加的工序。31、 自由锻的工艺规程包括：1）绘制锻件图，制定锻件技术条件2）确定锻造工序和锻造比3）计算坯料重量，选择坯料尺寸4）选择锻压设备5）确定锻造温度范围和加热、冷却规范6）填写锻造工艺卡等32、 锻造余块：为了简化锻件的形状和锻造工艺，在锻件的某些部分添加了大于加工余量的金属，这部分金属叫做锻造余块。33、 锻锤吨位小于700KG，只能用来锻造小于100KG的锻件。选用水压机锻造，因为水压机吨位大，静压力作用时间长，容易达到较大的（锻透深度），可以改变钢锭的信

12、不质量，获得整个断面为细晶粒组织的锻件。34、 碳钢的锻造温度范围，以铁碳平衡相图为基础，始锻温度一般取固相线一下150-200，以保证金属不会发生过热与过烧，终锻温度一般高于金属再结晶温度50-100，以保证锻后再结晶完全，锻件内部得到细晶粒组织。35、 模锻腔型按其作用可分为制坯模膛，模锻模膛和切断模膛。36、 制定模锻的工艺规程：一、模锻件图的制定1、选择分模面位置，分模面位置的选择是很重要的，它直接影响锻件成形、出模和材料利用率等问题，其选择原则有1）包装锻件能从腔型中取出来，因此按锻件最大水平投影轮廓选取分模面2）分模面位置要尽量使型腔的深度最小和宽度最大3）为了容易发现模锻时锻件错

13、移，分模面应尽量避免选择在截面突变处4）为了使模具制造方便，尽量采用平面分模5）锤上模锻金属容易充满上型腔，锻件较复杂部分应尽量安排在上模。2、确定加工余量和公差3、确定模锻斜度4、确定圆角半径5、设计冲孔连皮,冲孔连皮可以减轻模锻的刚醒接触，（起缓冲作用），避免锻模的损坏。37、 确定模锻变形工步，模锻工步主要是根据模锻件的形状尺寸来确定，计算坯料的尺寸，对于模锻件，坯料的质量包括锻件、飞边、连皮、夹钳料头和氧化烧损的质量。坯料尺寸要根据锻件形状和采用变形工步计算。确定模锻的温度、确定锻后工序。校正然后表面处理和精压。38、 在摩擦压力机上进行模锻主要是靠（飞轮）、螺杆和（滑块）向下运动时所

14、积蓄的能量来实现的。39、 设计冲孔模时，应先按冲孔件尺寸确定（凸模）刃口尺寸，然后根据模具间隙确定（凹模）尺寸。40、 拉深，拉深是利用拉伸模使平面板料编程中空形状零件的冲压工序，拉伸模与冲裁模相似，但拉伸模凹凸模具有一定的圆角而没有刃口，其间隙也大于板料的厚度。板料在凸模的压力下，被拉入凹凸之间的间隙里形成圆筒的直壁。拉深件在底部一般不变形只起传递拉力的作用。拉深件的直壁由板料的环形部分转化而成的主要受拉力作用，厚度有所减少。而直壁与底部之间的过度圆角除容易被拉薄得最为严重。41、 凹凸模的间隙：拉伸模的凹凸间隙要比冲裁模大的多，但间隙过小时，模具与拉深件间的摩擦力增大吗，（易拉穿）工件和

15、（擦伤）工件表面，且降低模具寿命，间隙过大时，又容易使拉深件（起皱），影响拉深件的尺寸精度。42、 翻边：翻边是用扩孔的方法使带孔坯料在孔口周围获得凸缘的工序。43、 简单冲模：在压力机一次行程中只完成一道工序。连续模：在压力机一次行程中在不同部位同时完成数道冲压工序。复合模：在压力机的一次行程中，在模具同一个位置完成数道工序。44、 横轧是指轧辊轴线与轧件轴线平行。45、 高能率成形是一种在极短时间内释放高能量而使金属成形的方法，例如爆炸成形和电磁成形等。46、 焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中强烈而持久的放电现象，直流电焊接时由于阳极区和阴极区温度不同，有正接和反接法两种，直流正接是

16、将工件接电源正极，焊条接负极，可获得较大的熔深，适用于厚板的焊接。直流反接与正接相反，焊条接正极，焊条迅速溶化，可实现薄钢板和有色金属的焊接。47、 熔焊的冶金特点：1）焊接热源和金属溶化的温度高于一般的冶炼温度，冶金反应激烈2）熔池体积小，冷却速度快。48、 氮和氢能溶解在液态金属内，冷却过程中，由于溶解度减小，这些气体将从金属中析出，来不及析出就会在焊缝中形成气孔，氢的存在会引起轻脆性。49、 焊接接头的组织与性能，现以低碳钢为例说明焊接接头的组织与性能变化，低碳钢焊接接头包括焊缝区和热影响区两部分。50、 焊缝区金属的结晶是以熔合区中局部未溶化的晶粒为核心，从熔池侧壁开始以垂直于熔合线的

17、方式向熔池生长为柱状树枝晶粒。由于焊后冷却速度快，所以形成的柱状晶粒很细小，再加上通过渗合金属元素调整焊缝化学成分，所以焊缝金属的强度可与母材相当。51、 焊接热影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区，熔合区是焊缝和基体金属的交界区，此区温度处于固相线和液相线之间，熔化的金属凝固成铸态组织，而成为过热粗晶，强度低、脆性大。过热区由于奥氏体晶粒几句长大，形成过热组织，塑性和韧性差。正火区处于AC3到AC3以上100到200之间的温度范围，得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，即正火组织，故塑性好、韧性较高，是焊接热影响区中性能最好的区域。部分变相区处于AC1到AC3温度范围，部分铁素体不发

18、生相变，因而对力学性能比正火区稍差。52、 焊接缺陷，常见的焊接缺陷有咬边、未焊透、焊瘤、夹渣、气孔、裂纹（热裂纹和冷裂纹）。咬边产生的原因主要是电弧热量太高，即焊接电流太大，电弧过长以及运条速度不当造成的。未焊透的原因主要是焊接电流太小，焊接速度过快，焊条未对准焊缝，焊件不洁。焊瘤是指焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤，焊瘤经常出现在立焊、横焊、和仰焊的焊缝中。夹渣产生的原因是焊前清理不干净或者多层焊时层间清渣不彻底，电流过小。气孔，常见的气孔有氢气孔和一氧化碳气孔两种。常见的裂纹主要有热裂纹和冷裂纹两类，热裂纹产生的原因是焊缝结晶过程中低熔点杂质的偏析，热裂纹的

19、防止措施有限制钢材和焊条、焊剂的低熔点杂质、如硫和磷的含量。冷裂纹产生的原因是焊接接头（淬硬倾向大），焊接接头（含氢量较高），以及存在较大的拉伸应力所致，防止措施有1）选用碱性焊条或者焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性2）加强焊前清理，焊条焊剂要烘干3）焊前预热，焊后缓冷4）采取减少焊接残余应力5）焊后进行消氢处理6）焊后进行热处理。53、 碱性焊条工艺性差，焊缝成形差。焊条选用原则1）等强度原则2）等成分原则。54、 焊条电弧焊的焊接参数有：焊条直径、焊接电流、电弧长度和焊接速度等。焊条直径主要根据工件厚度来选择，平焊时应选用粗些的焊条，以保证生产效率。立焊、横焊或者仰焊时，应选

20、择细一些的焊条，以保证焊缝的良好成型。焊接电流是焊条电弧最重要的焊接参数，电流过小易造成焊缝夹渣、焊不透等缺陷，焊接电流过大易造成焊缝咬边、烧穿等缺陷。焊接电流选择时，还需考虑药皮类型工件厚度焊缝空间位置等因素。在平焊时应选择大些的电流，横焊立焊仰焊时候，熔池不易控制，焊接电流应比平焊位置小100-20，碱性焊条比酸性焊条的焊接电流小10。此外，焊接速度过快易造成未焊透、夹渣等缺陷，焊接速度过慢时热影响区加宽、变形也加大。电弧长度在焊接过程中，一般希望弧长始终保持一致，且尽量用短弧焊接，大多为2-4MM。55、 埋弧焊只适和于（平焊焊接），仅适于批量生产长焊缝与批量生产长焊缝与圆筒形工件的纵、

21、环焊缝。56、 熔化极氩弧焊常采用直流反接，当采用反接时可消除氧化膜。57、 等离子弧焊与切割，是利用电弧压缩效应，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法，叫等离子弧焊，电弧通过喷细孔道时被迫压缩，产生机械压缩效应，当通入一定压力和流量的离子气（氩气）时，带电粒子流产生热压缩效应，其自身磁场所产生的电磁力，电弧进一步压缩产生电磁收缩效应。在上述三种效应作用下，电弧能力高度集中。58、 电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热进行焊接的办法，一般焊接板厚40-450mm环缝焊接和是在垂直立焊位置进行焊接。59、 电阻焊是利用电流通过焊件及其接触处所产生的电阻热，将焊件加热到塑性和局部熔化状态，并

22、在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。60、 定位焊（点焊）是利用柱状电极加压通电，在两个搭接工件表面接触之间形成一个个焊点的焊接方法。61、 对焊是利用电阻热将两个工件在整个接触面上焊接起来的一种电阻焊接的方法，按焊接过程不同，分为电阻对焊和闪光对焊。62、 焊接性的概念，金属材料的焊接性能是指被焊金属在一定焊接条件下，获得优质焊接接头的难易程度。63、 胶接的特点1）接头应力分布均匀，应力集中小，因此它的耐疲劳性能好2）接头的密封性能好，并具有耐磨和绝缘性等3）适应性强，可实现金属之间，金属与非金属，非金属与非金属之间的连接4）工艺简单，操作容易。64、 注塑机的组成：1）注射系统，由加料装

23、置、定量供料装置、料筒以及加热器、注射缸等组成其作用是使塑料塑化和均匀化，并提供一定的注射压力，通过柱塞或螺杆将塑料注入模具型腔内。2）合模、锁模系统，由固定板、移动模板、顶杆、锁模机构和锁模液压缸等组成，其作用是将模具的定模部分固定在固定模板上，模具的动模部分固定在移动模版上，通过合模机构提供足够的锁模力使模具闭合，完成注射后，打开模具并顶出塑件。3）操作控制系统，是各种动力以及传动装置都是通过电气系统和各种仪表控制的。比较先进的注射机可用计算机控制，实现自动化。4）注射机还有电加热和水冷却系统用于调节模具温度，并有过载保护以及安全门等附属装置。65、 注射成形模具是注射成形工艺的主要装备，

24、成为注射模。注射模一般有以下部分：1）成形部分，组成模具型腔的零件，主要由凹凸模、型芯、嵌块和镶块等组成2）浇注系统，熔融塑料从喷嘴进入模具型腔流经通道称为浇注系统。它一般由主流道、分流道、浇口和冷料井等组成，并将注射压力传递到型腔的各个部位。4）侧向抽芯机构。5）推出机构。在注射模上还有加热、冷却系统和排气系统等。66、 压塑成型的工艺过程为，预先对塑料原料进行预压成形和预热处理，然后将塑料原料加入到模具加料室闭模后加热加压，使塑料原料塑化，经过排气和保压硬化后，脱模取出塑件，然后清理模具和对塑件进行后期处理。压塑成形温度高低对塑料顺利充型以及塑件质量有较大的影响，但是如果温度过高会加快塑料

25、的硬化，易出现变形、开裂、翘曲等缺陷，塑件表面无光。67、 浇铸成形，尼龙（MC尼龙）的浇注成形就是采用此方法68、 吹塑成形，吹塑成形是把熔融状态的塑料坯料置于模具中，用压缩空气将此坯料吹胀，使之贴着模壁的内侧成形而获得中空制品的成形方法。69、 塑炼，使其由强韧的弹性状态转变成柔软、具有可塑性的状态。这种生胶转变成可塑性状态的工艺加工过程成为塑炼。生胶在开炼机上塑炼时，在强烈的摩擦剪切作用下，橡胶的（分子链）断裂，（可塑性）得到提高。70、 胶体的混炼一是要保证制品具有良好的物理机械性能，二是胶料本身要有良好的加工性能。71、 模压成型，所谓的模压成型就是将准备好的橡胶半成品置于模具中，在

26、加热加压的条件下，使胶料呈现塑性流动充满型腔，经一定的持续加热时候后完成硫化，再经脱模和修边后得到的制品成形方法，这种方法主要的设备是平板硫化机和橡胶压制模具。72、 新型陶瓷是采用人工精制的无机粉末原料，通过结构设计，精确的化学计量、合适的成形方法和烧结温度而达到特定的性能，再经过加工处理使之符合使用性能要求和尺寸精度的无机非金属。73、 新型陶瓷制品的生产过程：1）配料2）坯料制备，配料后应根据不同的成形方法，混合制备成不同形式的坯料3）成形，将坯料制成具有一定形状和规格的坯体4）烧结5）后续加工，还可根据需要进行后续的精加工。74、 注浆成型是将陶瓷悬浮料注入多孔质模型内，借助模型的吸水

27、能力将料浆中的水吸出，从而在模型内形成坯体。75、 热固性树枝符合材料成形有手糊成型，手糊成型是聚合物基复合材料生产中最早使用和最简单的一种成形方法，其工艺过程是现在经清理并涂有脱模剂的模具上均匀刷上一层树脂，再将纤维增强织物按要求裁剪成一定形状和尺寸，直接铺设到模具上，并使其平整，多次重复以上步骤逐层铺贴，直至所需厚度为止，涂刷结束后让其在室温下固化成型。手糊成型的特点是不需要专用的设备，工艺简单，操作方便，生产成本低，其制品的形状和尺寸不受限制，适用性广。但由于靠手工制作，生产效率低，产品质量不稳定，因而一般适用于要求不搞的大型制件如船体和储罐等。76、 热塑性树脂基复合材料在成形时，过程主要由熔融、融合、和硬化三个阶段组成。77、 粉末冶金生产工艺过程包括制粉、混配料、压制、烧结等工序，粉末冶金的制备有机械法、物理法和化学法，机械法有机械破碎法和液态雾化法两种。物理法包括气相沉积法和液相沉积法。化学法包括还原法、点解沉积法和化学置换法。78、 烧结，烧结是将坯按一定的规范加热到规定温度并保温一段时间，使坯获得一定的物理与力学性能的工序，它是粉末冶金制品压制成形后的固化工艺过程，其目的是进一步提高压坯的强度和密度，铁基粉末冶金制品的烧结温度为1000-1200。79、 后处理包括整形、浸渍、渗透三个阶段。80、 液态