金属工艺学作业及小测

1、第一章 练习题一、填空题1、材料常用的塑性指标有（ ）和（ ）。2、在外力作用下，材料抵抗（ ）和（ ）的能力称为强度。3、金属材料的力学性能指标主要包括( )、( )、( )、( )、( ) 等。二、计算题 书P9第5题。第二章填空题 1、晶体与非晶体最根本的区别是原子排列是否规则。 2、体心立方晶格与面心立方晶格中，晶胞中原子数 分别是_2_和_4_，致密度分别是_0.68_和_0.74_，-Fe属于_面心立方晶格_结构。 3、实际金属中存在有三类晶体缺陷，其中点缺陷包含晶格空位、置换原子和间隙 ；线缺陷的基本类型有 刃型位错，面缺陷主要指晶界和亚晶界。 5、固溶体的晶格与（B）相同。 A

2、 溶液 B 溶剂 C 溶质 D 溶剂或溶质 6、当二元合金进行共晶反应时，其相组成是（C） A 单相组成 B 两相共存 C三相共存 D四相共存 7、二元共晶反应是指（B） A 在一定温度范围内，由一种液相生成一种固相 B 在一恒定温度下，由一种液相生成两种不同固相 C 在一恒定温度下，由一种固相生成两种不同固相 D在一恒定温度下，由一种液相和一种固相生成另一 种固相 第三章 作业1、名词解释AFFe3CPLd1）碳在-Fe中形成的间隙固溶体称为F ，具有 体心立方晶体结构，在 727 碳的最大溶解度最大，为 0.0218。 2）珠光体本质是 F 和 Fe3C 组成的机械混合物，高温莱氏体是 A

3、 和 Fe3C 组成的机械混合物。3） 固溶体出现枝晶偏析后，可用 扩散退火加以消除。4）铁碳相图中，存在着三种重要的固相，说明它们的本质和晶体结构。如F是碳在Fe中的间隙固溶体，体心立方结构。A是碳在r-Fe中形成的间隙固溶体，面心立方晶格；Fe3C 是铁与碳形成的金属化合物，复杂晶格 。5）铁碳合金相图中共晶线是指 ECF ；共析线是指 PSK ； ES线含义是碳在r-Fe中的溶解度曲线；GS线是指 F从A中的析出开始线。6）固溶强化是指 由于溶质原子的加入，使固溶体的强度、硬度升高的现象 ，造成强化的原因是 溶质原子的溶入，造成溶剂晶格发生畸变，增加了塑性变形的抗力，提高了合金的强度和硬

4、度。3、选择题1）铁素体的力学性能特点是（C） A 有良好的硬度和强度 B 有良好的综合力学性能 C 有良好的塑性和韧性 D 有良好的耐磨性2）含碳量4.3的铁碳合金具有（ B ） A 良好的锻造性 B 良好的铸造性 C 良好的焊接性 D 良好的热处理性 3）在二元合金中，铸造性能最好的合金具有（ C）。 A 共析成分合金 B 固溶成分合金 C 共晶成分合金 4）在固溶体结晶过程中，产生枝晶偏析的原因是由于（ C ）。 A 液、固相线间距很小，冷却缓慢 B 液、固相线间距大，冷却缓慢 C 液、固相线间距大，冷却速度也大4、画一张清晰的铁碳合金相图，注明特征点、特征线及温度和组织。5、在1100

5、时，含碳为0.4的钢能进行锻造，含碳4.0的白口铁却不能，根据相图解释原因。在1100时，含碳为0.4的钢组织委奥氏体，奥氏体的塑性很好因此适合锻造，含碳4.0的生铁的组织中有大量的渗碳体，渗碳体的硬度很高，不适合锻造。第4章 练习题1、填空题1）碳钢马氏体组织形态主要有（板条状马氏体）和（片状马氏体）两种，其中（板条状马氏体）强韧性较好。2）热处理时，确定钢的加热温度的理论依据是(铁碳合金相图)。3）按温度划分，淬火钢的回火可分为（低温回火）（中温回火）和（高温回火）三类，低温回火的组织是（回火马氏体），其性能特点（高硬度、高耐磨性），适用于制作（量具，模具，滚动轴承）等零件。4）共析钢加热

6、时A形成是由（奥氏体晶核的形成）（奥氏体晶核的长大）（残余渗碳体的溶解）（奥氏体成分均匀化）等四个基本过程组成。5）共析钢制成的销子，采用何种热处理可得以下组织： 珠光体 ：退火， 托氏体+索氏体：正火， 下贝氏体：等温淬火， 回火索氏体：调质处理， 马氏体+ 残余奥氏体：淬火。2、选择题1、扩散退火的主要目的是（C） A 消除加工硬化 B 降低硬度方便切削 C 消除或改善枝晶偏析 D消除或降低残余应力2、钢经调质处理后的室温组织是（D） A 回火马氏体 B 回火贝氏体 C 回火托氏体 D 回火索氏体3、具有良好综合力学性能的组织是（） A 上贝氏体 B 下贝氏体 C 奥氏体 D 马氏体4、现

7、制造一传动轴，要求其整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用（A）。 A 调质处理 B 淬火低温回火 C 正火处理 D 淬火中温回火5、弹簧的最终热处理工艺一般是（A）。 A 淬火中温回火 B 淬火低温回火 C 去应力退火 D 淬火高温回火6、锉刀的热处理工艺应采用（C）工艺。 A 调质处理 B 淬火中温回火 C 淬火低温回火 D 扩散退火7、马氏体是（B）。 A 碳在-Fe中的固溶体 B 碳在-Fe中的过饱和固溶体 C碳在-Fe中的固溶体 D 碳在-Fe中的过饱和固溶体 3、简答题根据C曲线，描述共析钢等温冷却转变的温度及组织。前四章小测一、填空题1.绝大多数金属的晶体结构都属于（）、（）和

8、（）三种典型的紧密结构。2.液态金属结晶时，过冷度的大小与其冷却速度有关，冷却速度越大，金属的实际结晶温度越（ ），此时，过冷度越（ ）。3.球化退火是使钢中（ ）球状化的退火工艺，主要用于（）钢和（ ）钢，其目的在于降低硬度，改善切削加工性能，为后面的淬火做准备。4.共析碳钢奥氏体化过程包括（ ）（ ）（ ）（ ）。5.共析钢等温冷却转变，按得到的产物组织的不同，可分为三种类型：（ ） 型转变、（ ）型转变、（ ）型转变。6.金属材料的力学性能指标包括（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。7.根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，将固溶体分为（）和（）两大 类，F是碳在( )中形成的固溶体。固溶

9、体的晶格类型与( )的晶格类型相同。8.铁碳合金中，共析钢Wc为（ ），室温平衡组织为（ ）；亚共析钢Wc为（），室温平衡组织为（）；过共析钢Wc为（ ），室温平衡组织为（ ）； 共晶白口铁Wc为( )，室温平衡组织为( ) ；亚共晶白口铁Wc为（），室 温平衡组织为（ ）；过共晶白口铁Wc为（ ），室温平衡组织为（ ）；9. 在铁碳合金相图中，共析转变的温度为（ ），共晶线为（ ）。二、简答 钢淬火后，常采用的回火工艺有哪几种？回火后各得到什么组织？游标卡尺、 弹簧和曲轴三类零件一般采用哪种回火工艺？第五章1 分析下列材料的类别、牌号的含义、用途： 20CrMnTi，40Cr、60Si2Cr

10、A、 Q235A 08F 45 T8 HT200， QT600-3， KTH370-122、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁在组织上的根本区别是什么？3、为下列零件选择材料和热处理方式： 锉刀、锯条、沙发弹簧、拖拉机变速箱齿轮、机床床身、桥梁、螺母、机床主轴。4、选择题1）工业上应用的黄铜是（ A ）。 A铜锌合金 B铜镍合金 C铜铅合金 D铜锡合金 2）白口铸铁中，碳以的形式存在，这种铸铁可用来制造（A）。A渗碳体， 犁铧 B渗碳体，管接头C片状石墨，机座 D球状石墨，曲轴3）20CrMnTi钢是合金渗碳钢，常用的热处理工艺应选用（ A ）。 A渗碳淬火低温回火 B渗碳淬火中温回火C淬火

11、低温回火 D淬火中温回火4）机床床身应选用（ C ）材料。 AQ235钢 B. T8A C. HT250 D. Q3455) 现需要制造一直径25mm的连杆，要求整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用（ A ）。 A40Cr钢，经调质处理 B60Si2Mn钢，经淬火低温回火 C45钢，经正火处理 D20Cr钢，经淬火中温回火6）弹簧钢的最终热处理工艺一般是（ B ）。 A淬火低温回火 B淬火中温回火 C去应力退火 D淬火高温回火7）现需要制造一把锉刀，应选用（ C ）。 A45钢，经调质处理 B9SiCr钢，经淬火+中温回火CT12钢，经淬火低温回火 DQ235钢，经调质处理5. 为什么汽车

12、变速齿轮常采用20CrMnTi制造，而机床上的变速齿轮却采用45钢或40Cr制造？ 因为汽车在运行过程中对变速齿轮的冲击比机床要大，要求齿轮具备耐磨性、疲劳强度、冲击韧性，采用20CrMnTi属于合金渗碳钢，在做齿轮时一般采取渗碳、淬火和低温回火，可使齿面具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳性能，心部保持良好的强韧性。机床齿轮传递动力不大，转速中等，工作平稳，无强烈冲击。45或40Cr调质处理后有较高的综合力学性能，改善齿心的强韧性，能承受较大的弯曲载荷和冲击载荷，可满足使用要求。6. 为什么一般机器的支架和机床床身常采用灰铸铁制造？ 1）良好的减振性：石墨阻止振动传播； 2）缺口敏感性低：层片状的

13、石墨减少了其他缺口对力学性能影响的敏感性； 3）耐磨性：半干摩擦时，石墨充当润滑剂，润滑摩擦时，石墨脱落留下的显微凹坑可储油，灰铸铁有很好的耐磨性。4）价格便宜,这些产品的重量很重.第五章小测把下列材料所属的种类及用途填入表内牌 号材料所属的种类用 途是否热处理20CrMnTiHT300Q235KTH300-0660Si2CrAT10QT600-308F45Q420参考答案: 材料所属的种类：优质碳素结构钢，碳素结构钢，碳素工具钢，球墨铸铁，可锻铸铁，合金渗碳钢，合金弹簧钢，低合金高强度结构钢，普通灰铸铁。用途：水暖管件，机床床身，普通钢筋，汽车变速箱齿轮，手锯锯条，冲压件，小型柴油机曲轴，弹

14、簧, 大型桥梁构件，机床主轴。第7章 铸造1、 选择题1.形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用（ B）。 A 金属型铸造 B 熔模铸造 C 压力铸造2.下列哪种铸造方法生产的铸件不能进行热处理，也不适合在高温下使用（ C ）。 A 金属型铸造 B 熔模铸造 C 压力铸造3. 为了消除铸造热应力，在铸造工艺上应保证（B）。 A 顺序（定向）凝固 B 同时凝固 C 内浇口开在厚壁处。4.铸型中凡能增加合金流动阻力和冷却速度，降低流速的因素，均能降低合金的（ A ）。 A 流动性 B 收缩性 C 粘度 2、 简答题1 为什么选择共晶成分的合金作铸造合金？流动性 共晶成分的合金，结晶温度低，

15、保持液态的时间长，流动性好。收缩性 共晶合金在恒温下结晶，通常是逐层凝固，倾向于形成集中缩孔，缩 孔易于检查和修补，便于采取工艺措施来防止。2、 采取什么工艺措施，可以消除铸造缩孔？定向凝固的原则，利用冒口和冷铁，消除缩孔。3有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图1-1所示，凝固冷却后，用钢锯沿A-A线将30的立柱锯断，此时断口间隙的大小会发生什么变化？为什么？ 1）变大。2）因为凝固冷却后，铸件30的粗杆处于拉应力状态，铸件10的细杆处于压应力状态。当沿A-A锯断后，粗杆给予细杆的压力被释放，所以断口间隙会变大。第7章 小测1.铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中 液态收缩 和 凝固收缩

16、 是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而 固态收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。2.铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于温差造成不均衡收缩而引起的应力，称为铸造热应力，它的分布情况是薄壁或表层受压 应力，厚壁或心部受 拉应力3.衡量合金的铸造性能的指标是流动性和收缩性。4.型砂应具有的主要性能有 透气性、 强度 、 耐火性 和 退让性 。5确定合金浇注温度的原则是高温出炉低温浇注。6、下列铸件大批量生产时，采用什么铸造方法为佳？铸件铸造方法铸件铸造方法铝活塞金属型铸造汽轮机叶片熔模铸造缸套离心铸造车床床身砂型铸造缝纫机头砂型铸造大口径铸铁管离心铸造第8章 作业1、 填空1、常用的塑性成型工艺有

17、轧制 、 挤压 、 拉拔 、 锻造 、 板料冲压 等。2、冲压的基本工序包括 分离工序 、 变形工序 两大类。3、热变形是指 再结晶 温度以上的变形。4、金属的可锻性是指 金属经受塑性成型加工的难易程度 。金属的塑性越好，可锻性越好，变形抗力越小，可锻性 越好 。二、选择题1、设计冲孔凸模时，其凸模刃口尺寸应该是（A ）。 A. 冲孔件尺寸 B.冲孔件尺寸+2Z C.冲孔件尺寸2Z D.冲孔件尺寸Z （Z为单边间隙)2、生产大型锻件的塑性成形方法是（ A ）。 A自由锻造 B模锻 C板料冲压 D轧制3、弯制V形件时，模具角度和工件角度相比（B） A 增加一个回弹角 B 减少一个回弹角 C 不考

18、虑回弹角 D 减少一个收缩量4、用下列方法生产的钢齿轮，使用寿命最长强度最好 的是（D） A 精密铸造 B 利用厚板切削 C 利用圆钢直接加工 D 锻造5、在多工序冷拔钢丝过程中，插有再结晶退火工序，目的是消除（C） A 纤维组织 B 回弹现象 C 加工硬化 D 化学成分偏析6、冲裁工序中，落下部分为工件的工序称为（B）， 落下部分为废料的工序称为（A） A 冲孔 B 落料 C 胀形 D 拉深7、铁丝在室温下反复折弯，会越变越硬，直至断裂；而铅丝在室温下反复折弯，则始终处于软态，其原因是（ C ）。 A铅不发生加工硬化和再结晶，铁发生加工硬化，不发生再结晶； B铁不发生加工硬化和再结晶，铅发生

19、加工硬化，不发生再结晶； C铅发生加工硬化和再结晶，铁发生加工硬化，不发生再结晶； D铁发生加工硬化和再结晶，铅发生加工硬化，不发生再结晶；8、大批量生产外径为50mm,内径为25mm，厚为2mm的垫圈时，为保证孔与外圆的同轴度应选用（ C ）进行冲压。 A简单冲模连续冲模 B连续冲模 C复合冲模 D简单冲模复合冲模3、 简答题1、成批生产如图所示的普通垫片时，应选用何种冲模 进行冲裁，能保证外圆与孔的同轴度？ 复合冲模 2、如图所示为一螺杆毛坯，可用锻造、切削加工、铸造三种方法制造。其中哪种方法制得的螺杆力学性能最好？为什么？（1）细化晶粒、改善组织，提高力学性能；（2）压合铸造缺陷；（3）

20、使纤维组织不被切断，并与零件外形轮 廓相符合。3、用一根冷拉钢丝绳（熔点1400 ）吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至1000,当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。 答： 因钢丝绳在冷拉成形的过程中，产生加工硬化现象，强度和硬度提高； T再0.4（1400+273）670K 1000+2731273K，670K 1273K ； 即加热至1000 时，发生了再结晶退火，使钢丝绳的力学性能下降，导致钢丝绳断裂。第8章 小测1、常用的塑性成型工艺有 、 、 、 、 、 等。2、冲压的基本工序包括 、 两大类。3、热变形是指 温度以上的变形。4、金属的可锻性是指 。金属的塑性越 好，可锻性 ，变形抗力越小，可锻性 。5、加工硬化是指 。6、 合理利用纤维组织的原则是 。1、成批生产如图所示的普通垫片时，应选用何种冲模进行冲裁，能保证外圆与孔的同轴度？2、 金属的塑性变形分为热变形和冷变形，通过计算说明金属钨在1000的变形是哪类变形？（钨的熔点是3380）第9章 作业1、 按照焊接过程的特点，可把焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。焊条电弧焊属于熔化焊