材料成型技术2013考试题

1、 材料成形技术基础 综合练习题一、判断题: (正确者画, 错误者画×, 共 15分)1. 在相同过热度及其它浇注条件下，铸铁的流动性好于铸钢，共晶合金流动性大于非共晶合金流动性。 （ O）2. 提高型砂及芯砂的退让性可以消除铸件中的残余应力。 （ X）3. 熔模铸造和离心铸造既不需要型芯也不需要浇注系统。 （ X）4. 锻件内部锻造流线的存在使材料性能表现为各向异性，因此在设计锻件结构时应该使锻件工作时的正应力方向与流线方向垂直，切应力方向与流线方向平行。 （ X）5. 金属加工硬化是指冷变形后，其材料强度和塑性升高的现象。 （ X）6. 确定浇注位置时，将铸件薄壁部分置于铸型下部的

2、主要目的是利于补缩铸件。 （ X）7. 预锻模膛和终锻模膛在外形上的一个显著区别在于后者设有飞边槽。 （ O）8. 为了改善压力铸造生产的铸件性能，可以通过热处理的方法提高其力学性能。 （ X）9. 锻件经过热处理后可以使锻造流线得以消除。 （ X）10. 金属的焊接性不是一成不变的，采用不同的焊接方法和焊接材料，其焊接性可能有很大差别。 （ O）11. 塑性是材料可变形能力。 （ O）12. 手工电弧焊在焊接过程中，药皮会产生大量刺激性气体，对人体健康不利，因此，可以采用焊丝代替焊条。 （ X）13. 可以通过碳当量法间接评价材料焊接性能的优劣。 （ O）14. 埋弧焊、电渣焊、气体保护焊均

3、属于熔化焊焊接。 （ O）15. 焊接熔池中将发生氧化、还原和合金化等过程。 （ O）1. 金属的塑性变形将产生加工硬化，再结晶后形成纤维组织。 ( )2. 焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区，焊缝是最危险的部位。 ( )3. 金属材料的铸造性能主要是指流动性和铸造应力。 ( )4. 金属材料的塑性成形工艺性能指材料的塑性性能。 ( )5.焊接工艺性能是指金属材料在指定焊接条件下，获得优质、无缺陷的能力。 ( )6铸钢采用顺序凝固，可以得到好的补缩效果和小的铸造应力。 （ )7. 为便于锻造，锻件的外形要求简单，但内腔可以复杂。 ( )8. 为减少焊接应力和变形，要求焊缝集中布置。 ( )9.

4、 传递扭矩和力的轴类件， 一般采用锻件。 ( )10.大部分的柴油机的曲轴是采用灰铸铁制造的。 ( )1. 就灰铸铁而言， 流动性最好的合金是 晶合金。 2. 合理使用锻造纤维组织应使锻件中的正应力与流线 、切应力与流线 ，且要保持流线不被 。3. 焊接接头的热影响区有 区、 区和 区。4. 选择毛坯时，除了要考虑使用性要求（适用性原则）外，还要考虑 要求和 要求。5. 箱体类毛坯一般采用 方法生产。1. 铸造的实质是使液态金属在铸型中凝固成型。 （ O）2. 铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。 （ X）3. 浇注位置选择原则是将铸件大平面朝下，防止产生缩孔缺陷。 （ X）4. 纤维

5、组织使金属在性能上具有了方向性。 （ O）5. 中碳钢的可焊性比低碳钢、低合金钢的好。 （ X）6. 铸造生产的显著优点是适合于制造形状复杂，特别是具有复杂内腔的铸件。 （ O）7. 为了获得铸件的内腔，不论是砂型铸造还是特种铸造均需使用型芯。 （ X）8. 冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。 （ O）9. 金属加工硬化是指经冷变性后，其材料的强度升高、塑性也升高的现象。 （ O）10. 金属的锻造性常用塑性和变形抗力来综合衡量。 （ O）11. 粉末冶金是制取金属材料的冶金方法，同时也是制造机械零件的加工方法。 （ X）12. 铸造生产中，模样的形状就是零件的形状。 （ X）13. 焊

6、接过程中，焊件进行不均匀加热和冷却是产生焊接应力和变形的主要原因。 （ O）14. 复合材料按照增强材料不同可以分为颗粒增强和纤维增强。 （ O）15. 金属的焊接性不是一成不变的。同一种金属材料，采用不同的焊接方法及焊接材料，其焊接性可能有很大差别。 （X） 1. 浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。 （ X）2. 为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性 （ O）3. 采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩

7、孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。 （ O）4. 自由锻是单件、小批量生产锻件最经济的方法，也是生产重型、大型锻件的唯一方法。因此，自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用。 （ O）5. 焊接接头的热影响区是焊接接头的最危险的区域。 （ X）6. 合金的液态收缩和固态收缩形成铸件的缩孔和缩松缺陷。 （ X）7. 离心铸造铸件内孔径尺寸不准确，内表面光滑，加工余量大。 （ X）8. 低压铸造采用底注充型，铸件的内在质量好。 （ O）9. 冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。 （ O）10. 某一批锻件经检查，发现由于纤维组织分布不合

8、理而不能应用。若对这批锻件进行适当的热处理，可以使锻件重新得到应用。 （ X）11. 铸件在凝固过程中表现出的体积和尺寸缩小的现象称为收缩。 （ O）12. 对于塑性变形能力较差的合金，为了提高其塑性变形能力，可采用降低变形速度或在三向压应力下变形等措施。 （ O）13. 在拔长工序中，锻造比总是大于1的。 （ O）14. 一般采用焊接方法生产减速机箱体等箱体类部件。 （ X）15. 焊接成型是焊缝金属从液相转变为固相，最终实现焊件冶金结合的成型方法。 （ X） 二、 填空 (每空1分 共15分)1. 一般来说，在亚共晶范围内，含碳量越高，合金流动性越 。2. 框架类毛坯一般采用 方法成形，轴

9、类毛坯一般采用 ，箱体类毛坯一般采用 方法生产。3. 毛坯选择选择时，要考虑的主要原则是 、 和 。4. 焊接接头中性能最差的区是 ，性能最优的区是 。5. 板料冲压模具一般分为 、 和 三种。6. 焊接方法可分为 、 和 三大类。1. 铸件顺序凝固的目的是 防止缩孔 。2. 纤维组织的出现会使材料的机械性能发生 各向异性 ，因此在设计零件时，应使零件所收剪应力与纤维方向 垂直 ，所受拉应力与纤维方向 平行 。3. 板料冲压的基本工序分为 分离工序 和 变形工序 。4. 焊接方法可分为 熔化焊 、 压力焊 和 钎焊 三大类； 5. 生产效率最高的铸造生产方法是 压力铸造 ，适用于高熔点合金的铸

10、造成型方法是 熔模铸造 ，应用最广泛的是 砂型铸造 。6. 选择毛坯时，要考虑的主要原则有： 使用性 、 经济性 和 工艺性 。1. 按照铸造应力产生的原因不同可以分为热应力、机械应力、相变应力。2. 压力焊时也需对工件接头进行加热，主要目的是 将接头金属加热到高塑性状态 。3. 焊接方法可分为 熔化焊 、 压力焊 和 钎焊 三大类。4. 合金的 液态 收缩和 凝固 收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。5. 选择毛坯时，要考虑的主要原则有： 使用性 、 经济性 和 工艺性 。 6. 金属的锻造性能常用 塑性 和 变形抗力 来综合衡量。7. 纤维组织使金属在性能上具有了方向性。三、单项选择题 (

11、每空1分 共20分)1下列铸件结构中最不容易产生铸造应力的是列图中（ C ）。A BC D2右图所示铸件，在凝固冷却后，在热应力的作用下，两夹角和如何变化（ A ）。 A两夹角和都增大； B两夹角和都减少； C夹角增大，夹角减少； C夹角减少，夹角增大。3下列零件最适宜采用熔模铸造成形的是（ B ） A铝活塞； B钻头； C内腔复杂薄壁零件；D箱体4那种铸造缺陷与合金流动性不足的关系最不相关。（ D ）。A冷裂纹； B浇不足； C冷隔； D渗漏。5. 电阻点焊一般适用于（ C）。 A. T形接头； B. 对接接头；C. 搭接接头； D. 角接接头；6. 为减少缩孔缺陷，下列表述正确的是（ B）

12、A结晶温度范围小的合金，其凝固方式为糊状凝固，其凝固控制原则为同时凝固； B结晶温度范围小的合金，其凝固方式为逐层凝固，其凝固控制原则为顺序凝固；C结晶温度范围小的合金，其凝固方式为逐层凝固，其凝固控制原则为同时凝固；D结晶温度范围小的合金，其凝固方式为糊状凝固，其凝固控制原则为顺序凝固；7. 确定浇注位置时，将铸件的大平面朝下放置，主要目的是为了（ D）A避免浇不足； B避免裂纹； C避免缩松； D防止夹渣；8. 下列铸造成形方法中，通常采用反重力充型的是（ C ）A熔模铸造； B金属性铸造； C低压铸造； D砂型铸造；9. 铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。减少铸件中残余热应力的方法是

13、（D ）；减少铸件中机械应力的方法是（ C）。 A采用同时凝固原则； B提高型、芯砂的退让性； C提高浇注温度； D回火热处理。10. 应用碱性焊条的主要优点在于（ A ）。 、焊缝力学性能好； 、焊缝抗气孔性好；、成本低；、焊接工艺性好。11. 右图所示零件如果采用模型锻造，分模面应该选在（C ）AA-A；BB-B；CC-C；DD-D； 12. 焊接工字梁结构，截面如右图所示。为减少焊接变形，四条长焊缝的正确焊接顺序是（B ）。abcd；adcb；acdb；acbd。 13. 为下列零件选择合适的毛坯生产方案：承受冲击的重载齿轮（200mm），批量为2万件。 （ B ）不承受冲击的低速齿轮（

14、200mm），批量为50件。 （ C ）卷扬机大型人字齿轮（1500mm），批量5件。 （C+A）厚度为1.0 mm，直径为10mm的手表齿轮，批量2万件。（ D ）A锻焊； B锻造； C铸造； D冲压；14. 压力加工的操作工序中，工序名称比较多，属于自由锻的工序是（ C），属于板料冲压的工序是（ D）。A. 镦粗、拔长、冲孔、轧制； B. 拔长、镦粗、挤压、翻边； C. 镦粗、拔长、冲孔、弯曲； D. 拉深、弯曲、冲孔、翻边。 15. 以下不是粉末冶金成型基本工序的是（ B ）。 粉末制备； 硫化； 成形； 烧结1. 合金流动性与下列哪些因素无关（D）A合金的成分； B合金的结晶特征； C

15、过热温度； D砂型的透气性； 2如图所示的A、B、C、D四种成分的铁碳合金中，流动性最好的合金是（ D ）；形成缩孔倾向最大的合金是（ D ）；形成缩松倾向最大的合金是（ B ）。3用化学成分相同的铸造合金浇注相同形状和尺寸的铸件。设砂型铸造得到的铸件强度为砂；金属型铸造的铸件强度为金；压力铸造的铸件强度为压，则（C ）。A. 砂金 =压； B. 金砂压； C. 压金砂； D. 压砂金。4如下图所示的具有大平面铸件的几种分型面和浇注位置方案中，合理的是（ A ）。5铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（ D ）；消除铸件中机械应力的方法是（ C ）。A采用同时凝固原

16、则； B提高型、芯砂的退让性；C及时落砂； D去应力退火。6. 铸件壁厚小于某一临界值时，容易产生的缺陷是（B）A夹渣； B浇不足； C裂纹； D缩孔； 7焊接工字梁结构，截面如右图所示。四条长焊缝的正确焊接顺序是（ B ）。abcd；adcb；acdb；adbc。 8、焊接热影响区中，晶粒得到细化，机械性能也得到改善的区域是（A）A正火区； B熔合区； C过热区； D部分相变区； 9. 以下不是粉末冶金基本工序的是（ B ）。 、粉末制备； 、硫化； 、成形； 、烧结。10不同金属材料的焊接性是不同的。下列铁碳合金中，焊接性最好的是（ D ）。A中碳钢； B可锻铸铁； C球墨铸铁； D低碳钢

17、； 11. 以下冲压工序中，属于冲裁工序的是（A）A落料； B拉深； C冲挤； D弯曲； 12、自由锻控制其高径比（H/D）为1.52.5的工序是（C）A拔长； B冲孔； C镦粗； D弯曲； 13、金属材料承受三向压应力的压力加工方法是（B）A轧制； B挤压； C冲压； D拉拔； 14. 在锤上模锻中，带有飞边槽的模膛是（B）A预锻模膛； B终锻模膛； C制坯模膛； D切断模膛； 15. 塑料中的必要和主要成分是（ A）A树脂； B固化剂； C填充剂； D润滑剂；16、材料为铜合金, 厚度为1.0 mm, 直径为10mm的手表齿轮毛坯生产方法是（D），材料为20 Cr , 厚度为50mm, 直

18、径为158 mm 的汽车用齿轮毛坯生产方法是（B）。A焊接； B锻造； C铸造； D冲压； 1如图所示的A、B、C、D四种成分的铁碳合金中，逐层凝固的合金是（ A ）；流动性最好的合金是（ A）；最易采用顺序凝固成型的合金是（A ）。2如图1所示应力框铸件。若用钢锯沿A-A线将30杆锯断，此时断口间隙将（A ）。断口间隙变化的原因是各杆的应力（C ），导致30杆（E ），10杆（D ）。A增大； B减小； C消失； D伸长； E缩短；F不变；3在图2所示的四种材料中，那种材料铸造后产生的残余应力最大（ A ）图1图22004006000.20.40.60.81.0温度，线膨胀系数X100ABC

19、D4大批量生产外径为50mm，内径为25mm，厚为2mm的零件。为保证孔与外圆的同轴度应选用（ C ）。A简单模； B连续模； C复合模。5.焊接电弧中三个区产生的温度由高到低的排列顺序是（ B）。 A. 阴极阳极弧柱； B. 弧柱阳极阴极；C. 阴极弧柱阳极； D. 阳极阴极弧柱；6. 在铸造过程中，流动性较好的铸造合金（ A）A结晶温度范围较小； B结晶温度范围较大； C结晶温度较高； D结晶温度较低；7. 确定浇注位置时，将铸件薄壁部分至于铸型下部的主要目的是（ A）A避免浇不足； B避免裂纹； C利于补缩铸件； D利于排除气体；8. 不能通过热处理提高铸件性能的铸造成型方法是（ C ）

20、A砂型铸造； B金属性铸造； C压力铸造； D低压铸造；9. 下列合金中，铸造性能最差的是（A）A铸钢； B铸铁； C铸铜； D铸铝；10、酸性焊条得到广泛应用的主要原因是（ D ）。 、焊缝强度高； 、焊缝抗裂性好；、焊缝含氢量低；、焊接工艺性好。11、焊接热影响区中，晶粒得到细化，机械性能也得到改善的区域是（A）A正火区； B熔合区； C过热区； D部分相变区； 12、焊接工字梁结构，截面如右图所示。四条长焊缝的正确焊接顺序是（ B ）。abcd；adcb；acdb；adbc。 13、材料为45钢, 厚度为 300mm, 直径为600mm 的减速机齿轮，中批量生产是（A，C），材料为20

21、Cr , 厚度为50mm, 直径为158 mm 的汽车用齿轮毛坯生产方法是（ B）。A焊接； B锻造； C铸造； D冲压； 14. 以下不是粉末冶金基本工序的是（ B ）。 、粉末制备； 、硫化； 、成形； 、烧结。四、简答题（共10分）1.简述焊条选用应遵守的基本原则？（4分） 焊条的选用原则如下：1）等强度原则；4）抗气孔要求；5）低成本要求。2. 简述顺序凝固和同时凝固，以及各自的优缺点。（6分）1.什么是铸造合金的收缩性，有哪些因素影响铸件的收缩性？合金的收缩性是指合金在从液态冷却至室温的过程中，其体积和尺寸缩小的现象，从浇注温度冷却到室温，铸件收缩先后经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩

22、三个阶段。铸件收缩的大小主要取决于合金的成分、浇注温度、铸件的结构和铸型条件等。2. 计算机模拟与辅助制造的意义是什么？答：1） 降低生产成本、提高设计效率2） 缩短研制周期3） 节约人力和物力资源4） 降低对经验的依赖程度5）实现材料成形工艺设计方案优化1.焊接变形的形式有哪几种？焊接的主要缺陷有哪些？（4分）答：焊接变形的基本形式有：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形变形。焊接的主要缺陷有气孔、固体夹杂、裂纹、未焊透、形状缺陷。2. 下图所示零件如果采用模型锻造，分模面应该选在图示A、B、C、D的那个位置？并阐明选择的理由和不选的原因。（6分）AACCDDBB答：顺序凝固是在铸件

23、上从远离浇口部分到浇口或冒口之间建立一个递增的温度变化，从而实现由远离冒口的部分向冒口方向顺序的凝固。有利于实现良好的补缩，减少铸件内部的缩孔和缩松缺陷，但是铸件内部易于形成热应力。同时凝固是采取工艺措施保证铸件上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分五、综合题 (共40分)1、各零件的分型面选择是否合理？若不合理，请在原图上修改或简要说明理由。（4分）2、铸件1、铸件( ) 合理 （ ）不合理( ) 合理 （ ）不合理2、点焊1、手工电弧焊2、下列焊接结构设计是否合理？若不合理，请在原图上修改并简要说明理由。（4分）( ) 合理 （ ）不合理( ) 合理 （ ）不合理3、右图为低碳钢热影响

24、区分区示意图，请分析回答以下问题。（10分）（1）图中、分别代表什么？（2）试分析、区晶粒变化大小变化的原因，以及对性能的影响。4、图示轮形件，材料25钢，砂型铸造，浇铸温度为1560 ，轮辐的截面面积是轮缘截面面积的两倍，请回答以下问题。（12分）1）如果砂型的退让性足够好，请详细分析轮形件冷却到室温的过程中，轮缘和轮辐的热应力变化情况？2）如果轮形件发生变形，请绘制变形图。3）如果轮形件发生断裂，请标明断裂发生位置。5、试定性绘出下图所示零件的自由锻件图，并制定自由锻基本工序（零件表面全部加工）坯料规格：100；材料：45钢（10分）（1）定性绘制零件的锻件图（2）制定自由锻基本工序1、如

25、右图所示为圆柱，材料为ZG230-450，砂型铸造，浇铸温度为1560 ，请回答以下问题。（12分）1）绘出从凝固温度到室温过程中I和II两点的冷却曲线；2）分析冷却过程中圆柱体内部热应力的产生过程。3）图示说明A-A截面上的应力分布情况。答：1）冷却曲线如图所示。2）圆柱内外从同一温度tH开始冷却，最后达到同一温度t0，内外部分的固态冷却曲线如图所示。收材料的热传导和对流换热的影响，圆柱体内外两部分的冷却却速度不同，前期圆柱外侧的冷却速度比内部快，导致外部温度低于内部，但圆柱内外两部分的最终温度相同，冷却后期必然是内部的冷却速度比外部快。 Tk为临界温度，在此温度以上，合金处于塑性状态，以下

26、处于弹性状态。塑性变形受阻不产生内应力，而弹性变形受阻会引起内应力。热应力形成过程可根据冷却曲线图分三个阶段说明之： 第一阶段（01）：内外两部分都处于塑性状态。冷却时圆柱外部的温度差（tHt1）小于内部的温度差（tHt1），若内外两部分能自由收缩，则圆柱外部的收缩量将大于内部的收缩量。但由于内外一体，彼此受阻碍，只能缩到同一长度。因此， 圆柱内部被压缩一点，圆柱外部被拉长一点。因为都是塑性变形，铸件内无应力产生。 第二阶级（12）：圆柱内部于塑性状态，圆柱外部的温度降至tK以下，圆柱外部的转变为弹性状态，弹性部分的变形比塑性部分要困难得多，所以整个圆柱的收缩由圆柱外部决定所确定，圆柱内部随之

27、收缩，虽收缩仍受限制，因是塑性变形，仍不产生内应力。 第三阶段（23）：内外两部分都处于弹性状态。因圆柱内部的温度差大于圆柱外部的温度差，故内部的自由收缩量大于外部。但由于内外一体，彼此受限制，所以只能收缩到同一长度。于是内部被拉长一点，外部被压缩一点。因为弹性变形，所以圆柱内部产生拉应力，而圆柱外部产生压应力，这就构成铸件的残留应力。 3） 表示拉应力， 表示压应力2、焊接变形的基本形式有哪几种？对于下图所示圆筒件焊后会发生什么变形（用图表示）？为了得到一个合格的焊件，焊后采用火焰矫正法进行矫正，应该加热什么部位（用图表示）？（8分）答：焊接变形的基本形式有：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形变形。3、各零件的结构设计是否合理？若不合理，请在原图上修改，并简要说明理由。（12分）4、如下图所示的整体活塞采用自由锻制坯。试在右侧双点划线绘制的零件轮廓图上定性绘出锻件图，选择合理的坯料直径（现有圆钢直径有：120、110、100、90、80、70），并说明理由，拟定锻造基本工序，在表7-1中画出工序简图。（8分）答：序号工序名称工 序 简 图1下料2局部镦粗3拔长五、综合题 (共40分)1、各零件的结构设计是否合理？若不合理，请在原图上修改或简要说明理由。（12分）2、用下列板材制作如图所示的大型钢板，有两条焊缝1和2，确定焊接应力小的焊缝焊接顺序，选择焊接方法。