精品课程习题(综合)【材料成型】

1、习题材料成形部分第1章 铸造填空题：1、铸造方法从总体上可分为普通铸造和特种铸造两大类，普通铸造是指砂型铸造方法，不同于砂型铸造的其他铸造方法统称为特种铸造，常用的特种铸造方法有：（熔模铸造）、（压力铸造）、（金属型铸造）、（陶瓷型铸造）、（消失模铸造）等。2、凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充，将产生（缩孔）或（缩松）。3、对砂型铸件进行结构设计时，必须考虑合金的（铸造性能）和铸造（工艺）对铸件结构提出的要求。4、（收缩）是铸造合金本身的物理性质，是铸件许多缺陷（如缩孔、缩松、变形、开裂）产生的基本原因。5、浇注位置是指造型时（模样）在铸型中所处的位置，它影响铸件的质量。6、铸

2、造应力按产生的原因不同，主要可分为（热应力）和（收缩应力）两种。7、铸件上各部分壁厚相差较大，冷却到室温，厚壁部分的残余应力为（拉）应力，而薄壁部分的残余应力为（压）应力。8、任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要经过三个联系的收缩阶段，即（液态收缩）、（凝固收缩）和（固态收缩）。9、在低压铸造、压力铸造和离心铸造时，因人为加大了充型压力，故（充型能力）较强。提高浇铸温度是改善合金（充型能力）的重要措施。10、铸件浇铸位置的选择必须正确，如重要加工面、大平面和薄壁部分在浇铸时应尽量（向下），而厚大部位应尽量（向上），以便安放冒口进行（补缩）。单项选择题：1、下列合金流动性最好的

3、是：（ ）普通灰铸铁； 球墨铸铁； 可锻铸铁； 蠕墨铸铁。2、 摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用：（ ）1下列合金流动性最好的是： （ ）普通灰铸铁； 球墨铸铁； 可锻铸铁； 蠕墨铸铁。2. 摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用： （ ）铸造黄铜； 合金结构钢； 铸造铝硅合金； 铸造碳钢。3、在下列铸造合金中，自由收缩率最小的是：（ ）铸钢； 灰铸铁； 铸造铝合金 ； 白口铸铁4、图示圆锥齿轮铸件，齿面质量要求较高。材料HT350，小批生产。最佳浇注位置及分型

4、面的方案是：( )方案； 方案； 方案； 方案5、为防止大型铸钢件热节处产生缩孔或缩松、生产中常采用的工艺措施是（ ） 采用在热节处加明、暗冒口或冷铁以实现顺序凝固 尽量使铸件壁厚均匀以实现同时凝固 提高浇注温度 采用颗粒大而均匀的原砂以改善填充条件1下列合金流动性最好的是： （ ）普通灰铸铁； 球墨铸铁； 可锻铸铁； 蠕墨铸铁。2. 摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用： （ ）铸造黄铜； 合金结构钢； 铸造铝硅合金； 铸造碳钢。5焊接接头中因受热影响（但未熔化）而发生组织和性能变化的区域称为：（ ）焊缝； 熔合区； 热影响区

5、； 部分相变区。多项选择题：1、液态合金浇注温度冷却到室温所经历的收缩阶段有：（ ）高温收缩； 液态收缩； 凝固收缩 低温收缩； 固态收缩2、 挖沙或假箱造型时候，分型面：（ ）一定是曲面； 一定是圆锥面； 可以是平； 一定是平面； 可以是曲面3、影响液态合金充型能力的主要因素是：（ ） 合金的结晶特性； 浇注温度； 合金的收缩率；铸造工艺凝固原则； 铸件壁厚和铸型条件4、影响液态合金充型能力的主要因素是： （ ） 合金的结晶特性； 浇注温度； 合金的收缩率；铸造工艺凝固原则； 铸件壁厚和铸型条件5、产生缩孔、缩松的基本原因：（ ）液态收缩； 固态收缩； 凝固收缩； 线收缩； 等温收缩结构改错

6、题：1、如下图所示，浇铸位置是否合理？若不合理请改为合理。答：不合理。大平面应朝下，如下图所示。2、请修改下列铸件的结构，并说明理由。 （a） （b） 答：（a）：分型面应为简单平面，使造型工艺大大简化； （b）：防止缩孔产生，壁厚应尽量均匀3、请对下列铸件的结构作适当改进，并说明理由。（a） （b） （c）答： （a）图A-A截面改为加强筋型。（b）图上表面改掉不必要的外凸缘结构，使三箱造型变为二箱造型，简化铸造工艺。（c）图将厚大的截面处改成壁厚均匀的结构，避免热节处易产生的缩孔、缩松等缺陷；另外，避免壁厚不均易产生应力变形甚至产生裂纹等缺陷。4、请修改下列铸件的结构，并说明理由。（a）

7、（b）答：（a）铸件的结构应尽量避免过大的水平壁。浇注时铸件朝上的水平面易产生气孔、砂眼、夹渣等缺陷。将图中过的大水平面改为倾斜的表面。（b）凸台和筋的设计应便于造型和起模。图中的凸台必须用活块或外砂芯才能取出模样。改后图形为：5、 判断下列铸件的结构工艺性，如不良，则请修改（可在图上修改）,并请说明理由。（4分） （a） （b）答：（a）图的两个斜凸台在造型时影响起模，需采用活快。因此，应设计成向上的直凸台，简化造型工艺，减低成本、提高生产效率。（b）图原设计需用两个型芯，其中的型芯1为悬臂型芯、下芯时必须使用芯撑，型芯的固定、排气和清理都比较困难。将两个连通成一体，则便于造型时型芯的稳固支

8、撑、安放、排气和铸造后的清理方便。简答题：1、 用应力框说明热应力的产生过程。答：起始阶段两杆处于塑性阶段，冷却到t1-t2阶段后，细杆进入弹性状态而粗干仍处于塑性，导致在横杆的作用下将对粗干产生压应力，细杆受到拉应力。这时粗杆将产生压塑变形，使粗细两杆收缩趋于一致，应力将消失。继续冷却T2-T3,此时两杆均进入弹性状态，粗杆温度高，产生较大收缩，而细杆温度低，收缩以几乎停止。所以在最后阶段粗杆受拉，细杆受压。2、什么是缩孔？如何区别缩孔和气孔？怎样才能防止铸件产生缩孔？答：（1）缩孔：由于液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充，在铸件最后凝固的部位形成的孔洞。（2）区别：缩孔：通常位于铸件

9、的上部或最后凝固的部位，形状不规则，孔壁粗糙。气孔：是气体在铸件中形成的孔洞，孔内表面比较光滑，明亮或略带氧化色。（3）防止措施：1）采用顺序凝固原则；2）合理确定内浇道位置及浇注工艺；3）应用冒口、冷铁、补贴等；3、轧钢机导轮，材料ZG310-570，在铸后出现缩孔如下图示。试分析该铸件出现缩孔的原因及消除该铸件缩孔的工艺措施。（注意：图中尺寸均不许改变）。答：（1）出现缩孔的原因：材料ZG310-570属于共析的合金，逐层凝固，易在最后凝固部位及热节处产生集中的缩孔，轧钢机导轮的结构恰好为上部是厚大截面，在厚、薄截面转接处形成热节，因此，在图示部位产生缩孔。（2）消除该铸件缩孔的工艺措施：

10、在上部厚大截面处安放冒口、采用顶注式浇铸系统、形成自下而上的顺序凝固，将缩孔引向冒口区。4、什么是“顺序凝固原则”和“同时凝固原则”?实行“顺序凝固原则”和“同时凝固原则”对防止铸件缺陷有何意义？答：顺序凝固：是指利用各种工艺措施，使铸件从原离冒口的部分到冒口之间建立一个递增的温度梯度，凝固从远离帽口的部分开始，逐渐向冒口方向顺序进行，最后是冒口本身凝固。实现顺序凝固可以实现良好的补缩，使缩孔移至冒口，从而获得致密的铸件。同时凝固：利用各种工艺措施，减小铸件各部分的温差，从而实现铸件同一时间的凝固，由此热应力可减小到最低程度5、为什么要规定铸件的最小允许壁厚？不同铸造合金的最小允许壁厚是否一致

11、？为什么？答：铸件壁厚过小，难以充型，容易出现浇不足、冷隔缺陷。不一致。因为，不同合金的流动性各不相同，导致不同合金在一定的铸造条件下所能浇铸出铸件最小壁厚也不同。第2章 金属塑性加工填空题：1、锻压是 （锻造）和（冲压）的总称。2、拉深时，拉深系数愈（小）和板料相对厚度愈（小），板料愈容易起皱。3、塑性加工时，作用在工具表面单位面积上（变形力）的大小称为变形抗力。4、合金的（塑性）越好，（变形抗力）越低 , 其锻造性就越好。5、对于大型或特大型锻件，只能采取（自由锻）来生产。6、冲压加工方法多种多样，但概括起来，可以分为（分离工序）和（成形工序）两大类。7、冲裁的分离过程分为弹性变形阶段、（

12、塑性变形阶段）、断裂分离阶段三个阶段。8、宜于锻造的金属应具有良好的（塑）性，故可锻铸铁是（不可）锻造的。9、锻压件是金属在（固）态下成形的，故其形状一般比铸件的（简单）。10、锻件坯料加热时，应尽量提高始锻温度，但要避免产生（过热）和（过烧）、脱碳和严重氧化等缺陷。单项选择题：1、金属热变形与冷变形的分界线是：（ ）高于或低于回复温度；高于或低于再结晶温度；加热温度；软化温度2、在锻压过程中，磷是钢中的有害杂质，使钢的强度、硬度显著提高，而塑性、韧性显著降低，尤其在低温时更为严重，这种现象称为：（ ）冷脆性； 热脆性； 时效脆性； 氢脆3、用以综合衡量金属锻造性能的因素是金属的：（ ） 塑性

13、，变形抗力 弹性 强度 冲击韧性4、金属的冷变形强化有利于：（ ）冷变形继续进行； 零件的安全使用； 锻压能耗的减少；工件的塑性成形5、选择模锻件分模面的位置时，必须保证的是：（ ）分模面是一个平面； 各个模膛均浅而宽； 模锻件能顺利出模； 分模面采用直线分模。多项选择题：1、 实际生产中最常用的自由锻基本工序有：（ ）镦粗； 拔长； 扭转； 错移； 冲孔2、影响钢料锻造性能优劣的因素有：（ ）化学成分； 石墨形态； 变形温度； 变形速度； 应力状态3、锻压的目的是改变或改善金属材料的：（ ）尺寸； 形状； 晶格结构； 组织； 性能3、冷锻件图要根据零件图来绘制，在绘制的过程中应考虑的因素有：

14、( )锻造余块； 加工余量； 锻造公差；冲孔连皮； 圆角半径4、根据金属流动方向和凸模运动方向，挤压可分为： ( ） 正挤压； 复合挤压； 逆向挤压； 同向挤压； 径向挤压5、下列那些项属于冲压的分离工序：（ ）剪切； 拉深； 翻边； 冲裁； 切边结构改错题：1、判断下列自由锻件的结构工艺性，如不良，则请修改并说明理由。轴类自由锻件 盘类自由锻件 答：(a)原锻件上具有锥体结构，自由锻时成形比较困难，应该为圆柱结构。（b）原锻件结构具有加强筋，自由锻时成形困难，因此，必须尽量减少辅助结构。 零件的合理结构2、如下图所示，锻件要求内部组织流线沿外轮廓连续分布，采用-面分模是否合理？若不合理请改为

15、合理。 答：不合理。将分模面置于一侧（-分模面），内部组织流线沿外轮廓连续分布。3、选择最佳的分模面，并说明理由。 答：c-c面为最佳分模面。原因：锻件能顺利取出，也可锻出零件中的孔，同时也能保证锻件以镦粗填充的方式成形，获得良好的锻件质量。4、对图(a)、(b)所示锤上模锻件的分模面进行修正，并说明理由。 答：（a）图：分模面设在260截面中央，分模面的位置能保证上、下模膛的轮廓相同，以利于模具制造和避免错型。（b）图：分模面设在360截面中央，分模面的位置能保证上、下模膛的轮廓相同，以利于模具制造和避免错型。模锻时，锻件以镦粗方式充满模膛，获得良好的锻件质量。5、齿轮零件图如下（次要尺寸从

16、略），锤上模锻制坯。从其结构上看，有哪些不妥之处？为什么？应如何改进？齿轮零件图如下（次要尺寸从略），锤上模锻制坯。从其结构上看，有哪些不妥之处？为什么？应如何改进（就在图上进行修改）？（3分） 答：锤上模锻制坯，要求锻件的结构最好为沿分模面均匀对称。原设计恰好违反此原则，根据分模面为F250的最大面的中心，其轮毂应设计成沿分模面对称结构，且轮毂与轮辐的转接处应为园角过渡（例如R5）辐板b处尺寸过薄应加厚，附图简答题：1、说明自由段、模锻和胎膜锻的特点及适宜的生产批量。1、 答：自由锻工序多，锻件的加工余量和锻造公差都较大，生产效率低，只适用于单件或小批量生产；胎膜锻使用了较简单的模具，因此加

17、工余量和锻造公差比自由锻小生产效率有所提高；对于模锻而言，操作最为简单，生产效率最高，加工余量和锻造公差小，但模具造价高，生产周期长，适用于大批量生产。2、简述变形温度、变形速度对塑性和变形抗力的影响。答： a) 变形温度对塑性和变形抗力的影响：温度对塑性的影响，就大多数金属而言，其总的趋势是随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。但是，在温度升高过程中的某些温度区间，往往由于过剩相的析出或相变等原因，而使金属的塑性降低和变形抗力增加（也可能降低）。b) 变形速度对塑性和变形抗力的影响：变形速度小于临界值时，随着变形速度的增大，塑性降低，变形抗力升高；变形速度大于临界值时，随着变形速度的增大，

18、塑性提高，变形抗力降低。3、简述应力状态对塑性及变形抗力的影响。答：在应力状态中，压应力状态中，压应力个数愈多、愈大，则金属的塑性愈高。反之，拉应力个数愈多、数值愈大，则金属的塑性越低。应力状态对变形抗力有很大的影响。一般来说，同号主应力图的变形抗力大于异号主应力图的变形抗力。4、依据什么来评定金属的锻造性能？其影响因素有那些？答：依据塑性及变形抗力来评定金属的锻造性能。其影响因素有：（1）金属的化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响； （2）变形温度、变形速度对塑性和变形抗力的影响； （3）应力状态对塑性和变形抗力的影响； （4）毛坏表面状况和周围介质及变形不均匀对塑性和变形抗力的影响。5、绘

19、制自由锻件图要考虑哪些因素？绘制模锻件图要考虑哪些因素？答：绘制自由锻锻件图时，应以零件图为基础，并考虑以下几个因素：锻件敷料、锻件余量、锻件公差。模锻件图分为冷锻图和热锻图两种。冷锻图是用来最终锻件的检验，它要根据零件图来绘制。绘制时要考虑以下因素：分模面，确定加工余量和锻造公差，确定冲孔连皮，确定模锻斜度和圆角半径。热锻件图用于锻模设计和加工制造，它是以冷锻件图为依据，在冷锻件图的基础上加放收缩率，尺寸的标注也应遵循高度、方向、尺寸分模面为基准的原则。3章 焊接填空题：1、埋弧自动焊的焊接材料是（焊丝）和（焊剂）。2、焊接冶金过程中的氧化会使焊缝金属含氧量(增高)，还会使焊缝中合金元素（烧

20、损），影响焊缝的质量。3、手弧焊的焊接过程实质上是一个冶炼过程，焊接时在（熔池中的液态金属）、（周围的熔渣）和周围空气三者之间发生一系列冶金反应。4、消除焊接应力的有效方法是焊后进行（去应力退火）热处理。5、常用的电弧焊方法有（手弧焊）、（埋弧焊）和（气体保护焊）等。6、按照钎料的熔点不同，将钎焊分为（软钎焊）和（硬钎焊）。7、间接评定钢材的焊接性的方法有（碳当量法）和（冷裂纹敏感系数法）。8、焊接电弧一般由（阳极区）、（阴极区）和（弧柱区）三部分组成。9、按焊接过程物理特点，焊接方法可以分为（熔焊）、（压焊）和（钎焊）。10、焊接结构材质不同时，焊接的难易程度（不同），因此，应尽量选择（可焊

21、性好）材料来制造焊接结构。单项选择题：1、焊接接头中因受热影响（但未熔化）而发生组织和性能变化的区域称为：（ ）焊缝； 熔合区； 热影响区； 部分相变区2、下列焊接方法中使工件变形最小的是：（ ）手弧焊； 气体保护焊； 埋弧焊； 钎焊；3、气焊黄铜时采用：（ ）中性焰； 碳化焰； 弱氧化焰； 强氧化焰；4、对钎焊的钎料熔点的要求是：（ ）低于母材的熔点； 高于母材的熔点；与母材的熔点相等； 可低于、等于或高于母材的熔点5、对于有复杂内腔的零件最佳成形方法是：（ ）锻造； 冲压； 铸造； 焊接 多项选择题：1、 埋弧自动焊的优点有：（ ）生产率高； 可进行全位置焊； 焊接质量好； 节省金属材料；

22、 劳动条件好2、为避免或减少焊接应力和变形，焊缝布置的一般原则是：（ ）应尽可能密集； 应尽可能分散； 应尽可能避开加工表面；应便于焊接操作； 焊缝位置应尽量对称。3、熔焊的接头设计如下图所示，合理的接头设计是：（ ） 4、焊条选用必须遵守的最基本原则：（ ） 同成分原则； 抗裂性； 等强度原则； 成本要求； 组织原则5、低碳钢焊接接头包括：（ ） 焊缝热区； 熔合区； 淬火区； 正火区； 部分相变区结构改错题：1、说明以下焊缝布置及焊接顺序是否合理，并说明原因。 （a） （b）答：（a）不合理。焊缝应尽量避免密集和交叉，如果焊缝密集或交叉会使接头处过热，力学性能下降。（b）不合理。合理的焊接

23、顺序：1-3-4-2-7-6-5-8，这样可减小焊接产生的变形。2、修改焊接结构及焊缝布置不合理处。 答：（a）焊缝应对称分布，使焊接变形相互抵消。（b）焊缝应避免交叉结构，克服焊接接头热影响区过热，力学性能下降。3、修改焊缝布置不合理处，并说明理由。答：（1）焊缝应尽量避开最大应力的位置。应改成自两端分散的2条焊缝。（ 2）焊缝应避免应力集中的位置。应改成碟型封头。4、焊缝布置应便于操作，修改下面手弧焊的焊缝设置。 （a） （b） （c）答： （a）图的设计在进行手弧焊时，操作空间不够，应加大两立柱的间距（45°，15mm）。 （b）图的设计在进行手弧焊时，操作空间不够，应颠倒两个

24、搭接件的位置。（c）图的设计在进行手弧焊时，操作空间不够，无法施焊，应将焊缝改成直角后再转接的形状5、判断下列焊接件的结构工艺性，如不良，则说明理由。管子钎焊接头 电阻对焊接头 （a） （b）答：（a）接触面积过小，可改成斜面接触、台阶界面、搭接等形式。（b）截面积不一样，电阻不一样导致熔化速率不同，易产生较大焊接变形。应改为同截面积零件焊接。简答题：1、试述减小焊接残余应力的工艺措施1、 答：结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度也要尽可能小。将焊件预热后再进行焊接。去应力退火，锤击焊缝。2、 三块钢板拼焊，其焊接顺序有a和b两种，试问哪一个方案比较合理？并说明不合理方案在焊接时可能产生的缺陷。 方案a 方案b答：方案a比较合理。先焊完焊缝1后，可进行去应力处理，例如、采用锤击的方法进行校形然后进行焊缝2的焊接，可保证构件整体变形小并容易进行校形。方案b不合理，因为按此顺序焊接将产生很大的焊接变形。焊缝1焊完后，由于整个构件受热和冷却不均，在对接接头2处将出现外缘接缝间隙大、靠近焊缝1处接缝间隙小的不规矩的接头形状，焊缝2的接头间