材料成型工艺基础习题答案

.资料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案第一章.合金流动性决定于那些要素？合金流动性不好对铸件质量有何影响？答：①合金的流动性是指合金自己在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特点、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺点，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原由。.何谓合金的收縮？影响合金收縮的要素有哪些？答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。②影响合金收縮的要素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对下列图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。答：①同时凝固原则：将内浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固迟缓，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，进而达到同时凝固。②定向凝固原则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位布置冒口，使铸件远离冒口的部位最初凝固，凑近冒口的部位后凝固，冒口自己最后凝固。第二章⑴.试从石墨的存在和影响解析灰铸铁的力学性能和其余性能特色。答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数目越多，形态愈粗大、散布愈不平均，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有优异的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白..口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。.影响铸铁中石墨化过程的主要要素是什么？同样化学成分的铸铁件的力学性能可否同样？答：①主要要素：化学成分和冷却速度。②铸铁件的化学成分同样时铸铁的壁厚不同样，其组织和性能也不同样。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获取铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获取硬而脆的白口组织或麻口组织。.什么是孕育铸铁？它与一般灰铸铁有何差别？怎样获取孕育铸铁？答：①经孕育办理后的灰铸铁称为孕育铸铁。②孕育铸铁的强度、硬度显然提升，冷却速度对其组织和性能的影响小，所以铸件上厚大截面的性能较平均；但铸铁塑性、韧性依旧很低。③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，尔后向铁液中冲入少许细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化忽然加强，进而获取细化晶粒珠光体和散布平均的细片状石墨组织。⑻.为何一般灰铸铁热办理收效不如球墨铸铁好？一般灰铸铁常用的热办理方法有哪些？其目的是什么？答：①一般灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能够依靠热办理来除掉或改进；而球墨铸铁的热办理能够改进其金属基体，以获取所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。②一般灰铸铁常用的热办理方法：时效办理，目的是除掉内应力，防备加工后变形；软化退火，目的是除掉白口、降低硬度、改进切削加工性能。..第三章⑴．为何制造蜡模多采纳糊状蜡料加压成形，而较少采纳蜡液浇铸成形？为何脱蜡时水温不该达到沸点？答：蜡模资料可用白腊、硬脂酸等配成，在常用的蜡猜中，白腊和硬脂酸各占50%，其熔点为50℃~60℃，高熔点蜡料可加入塑料，制模时，将蜡料熔为糊状，目的除了使温度平均外，对含填补料的蜡料还有防备积淀的作用。蜡在回收办理时，为除掉杂质和水分，一定加热到蜡的熔点以上，但不能够达到水的沸点。⑼．压力铸造工艺有何优缺点？它与熔模铸造工艺的适用范围有何显然不同样？答：压力铸造的长处：①生产率高，便于实现自动化和半自动化；②铸件的尺寸精度高，表面粗糙度低，可直接铸出极薄件或带有小孔、螺纹的铸件；③铸件冷却快，晶粒微小，表层亲密，强度、硬度高；④便于采纳嵌铸法。缺点：①压铸机花费高，压铸型制造成本极高，工艺准备时间长，不宜单件、小批量生产；②尚不适用于铸钢、铸铁等高熔点合金的铸造；③因为金属液注入和冷却速度过快，型腔气体难以完整排出，厚壁处难以进行补缩，故压铸件内部常存在气孔、缩孔和缩松。适用范围：压力铸造在汽车、拖沓机、航空、仪表、纺织、国防等工业部门中已广泛应用于低熔点非金属的小型。薄壁、形状复杂的大量量生产；而熔模铸造则适用于航天飞行器、飞机、汽轮机、泵、汽车、拖沓机和机床上的小型精美铸件的复杂刀具生产。⑽．低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同样？为何铝合金常采纳低压铸造？答：①低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之间的一种铸造方法，它是在0.02~0.07MPa的低压下经金属液注入型腔，并在压力下凝固成形而获取铸件的方法。..②低压铸造的浇注压力和速度便于调治，可适应不同样资料的铸型，同时，充型平稳，对铸件的冲击力小，气体较易消除，特别能有效战胜铝合金针孔缺点。⑾．什么是离心铸造？它在圆筒形铸件中有哪些优胜性？圆盘状铸件及成形铸件应采纳什么形式的离心铸造？答：①将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使其在离心力作用下充填铸型和凝固而形成铸件的工艺称为离心铸造。②长处：a.可省去型心，浇注系统和冒口;b.补缩条件好，铸件组织致密，力学性能好。③圆盘状铸件用立式离心铸造，成形铸件采纳成形件的离心铸造。第四章⑶．试述分型面与分模面的观点。分模两箱造型时，其分型面可否就是其分模面？答：①分型面是指两半铸型或多个铸型相互接触、配合的表面。分模面是分模时两箱的接触面。②分模两箱造型时，其分型面不必然是分模面。.浇注地址对铸件的质量有什么影响？应按什么原则来选择？答：①浇注地址不妥会造成铸件产生夹渣、气孔等缺点或浇不到、冷隔缺点。②浇注地址的选择应以保证铸件质量为主，兼备造型、下芯、合箱及清理操作便利等方面，切不能够够牺牲铸件质量来知足操作便利。第五章⑴．试述结构斜度与起模斜度的异同点。答：同样点：都是便于铸造而设计的倾斜。..不同样点：结构斜度是进行铸件结构设计时设计者自行确立的，其斜度大小一般是没有限制的；起模斜度是有限制的，应依据模样的高度、表面粗糙度以及造型方法来确立。⑵．在方便铸造和易于获取合格铸件的条件下，下列图所示构件有何值得改进之处？怎样改进？..第六章⑴．什么是最小阻力定律？答：金属在受外力作用发生塑性变形时，若是金属质点在几个方向上都可流动，那么金属质点就优先沿着阻力最小的方向流动。⑶．轧材中的纤维组织是怎样形成的？它的存在对制作部件有何利害？答：①钢锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界散布的杂质形状将沿着变形方向被拉长，呈纤维状。此中，纤维状的杂质不能够经再结晶而消逝，在塑性变形后被保留下来，这类结构叫纤维组织。②纤维组织的存在使部件散布情况不能够经过热办理除掉，只好经过不同样方向上的锻压成形才能改变。同时，我们也能够利用纤维组织的方向性，加固部件使部件不易被切断。第七章⑴．怎样确立模锻件分模面的地址？答：模锻件分模面要保证以下原则：①要保证模锻件能从模膛中拿出；②按选定的分模面制成锻模后，应使上、下两模沿分模面的模膛轮廓一致；③最好把分模面选定在模膛深度最浅的地址处；④选定的分模面应使部件所加的敷料最少；⑤最好使分模面为一个平面，上、下锻模的模膛深度基本一致，以便于锻模制造。第八章⑴．凸、凹模缝隙对冲裁件断面质量和尺寸精度有何影响？..答：①凸凹模缝隙过小：冲裁件断面形成第二光明带，凸凹碰到金属挤压作用增大，增加了与凸凹模之间摩擦力，使冲裁件尺寸略有变化，即落料件外形尺寸增大，冲孔件孔腔尺寸减小，不能够从最短路径重合。②凸凹模缝隙过大：冲裁件切断面的光明带减小，圆角带与锥度增大，形成厚而大的拉长毛剌，同时翘曲现象严重，尺寸有所变化，落料件外形尺寸减小，冲孔件内腔尺寸增大。③凹凸模缝隙合理：冲裁件断面光良带占板厚的1/2~1/3，圆角带、断裂带和锥度均很小，部件尺寸几乎与模具一致。⑺．翻边件的凸缘高度尺寸较大，而一次翻边实现不了时，应采纳什么举措？答：可采纳先拉深、后冲孔、再翻边的工艺来实现。第九章⑴．辊锻与模锻对照有什么优缺点？答：①辊锻比模锻的长处：a设备简单，吨位小，投资少；b震动小，噪声低，劳动条件好，生产率高，易于实现机械化和自动化；c模具价格便宜，加工简单；d锻件力学性能好；e资料利用率高。②缺点：锻件尺寸精度不高，可铸造形状简单。⑵．挤压部件生产的特色是什么？答：a.可提升金属抷料的塑性；b.可挤压出各种形状复杂、深孔、薄壁、异形截面的零件；c.部件精度高，表面粗糙度低；d.挤压变形后部件内部的纤维组织是连续的，基本沿部件外形散布而不被切断，提升了部件力学性能。⑷．轧制部件的方法有几种？各有什么特色？答：有四种。..纵轧：轧辊轴线与抷料轴线相互垂直；横轧：轧辊轴线与抷料轴线相互平行；斜轧：轧辊轴线与抷料轴线订交成必然角度；楔横轧：利用轧辊轴线与轧件轴线平行，轧辊的辊面上镶有楔形凸棱、并作同向旋转的平行轧辊对沿轧辊轴向送进的坯料进行轧制的成型工艺。第十章⑵.CO2气体保护收效怎样？为何CO2气体保护可除氢，并且易产生飞溅？答：①CO2气体密度大，受热后体积膨胀大，所以在隔断空气、保护焊接熔池和电弧方面的方面优异。②因CO2是氧化性气体，在高温下易分解称CO和O2，所以可除氢；CO和O2致使合金元素的氧化、熔池金属的飞溅和CO气孔。⑸.焊接接头有哪几个部分组成？各部分的组织和性能特色怎样？答：①焊接接头由焊缝区和热影响区组成。②焊缝：晶粒以垂直熔合线的方向熔池中心生长为柱状树枝晶，低熔点物将被推向焊缝最后结晶部位，形成成分偏析区。热影响区:熔合区，成分不均，组织为粗大的过热组织或淬硬组织，是焊接热影响区中性能很差的部位；过热区，晶粒粗大，塑性差，易产生过热组织，是热影响区中性能最差的部位；正火区，正火区因冷却时奥氏体发生重结晶而转变成珠光体和铁素体，所以晶粒微小，性能好；部分变相区，存在铁素体和奥氏体两相，晶粒大小不均，性能较差。..焊接热影响区是影响焊接接头性能的重点部位。焊接接头的断裂经常出现在热影响区，特别是熔合区及过热区。⑺．试述热裂纹及冷裂纹的特色、形成原由及防备举措。答：①热裂纹：特色：沿晶界开裂，表面有氧化色彩。原由：焊缝粒状晶形态和晶界存在很多低熔点杂质、接头存在拉应力。防备举措：限制资料的低熔点杂质、提升焊缝成形条数，防备中心偏析、减少焊策应力。②冷裂纹：特色：无分支，穿晶形，表面无氧化色彩。原由：钢材的淬硬偏向大、焊接接头的含氢量高和结构的焊策应力大。防备举措：采纳碱性焊条、焊剂，严格清理，焊前预热，焊后缓冷，减少焊策应力，焊退后火去氢办理。⑻．常用无损检测焊缝的方法有哪几种？分述其原理和适用范围。答：磁粉查验、着色查验、超声波查验、χ射线和γ射线查验。⑽．酸性焊条和碱性焊条有什么不同样？各应用于什么场合？答：酸性焊条要皮不含CaF2,生成的气体主要为H2和CO，脱硫。脱磷能力差，焊缝氢含量高。韧性差。碱性焊条要批含有大量的CaCo3和CaF2,生成的气体主要为CO和CO2，脱硫。脱磷能力强，焊缝氢含量低。韧性好酸性焊条用交直流电源焊接，碱性药皮只好用直流电源焊接⒄．电子束焊和激光焊的特色和适用范围。答：电子束焊：①保护收效好，焊缝质量好，适用范围广；②能量密度大，穿透能力强，可焊接厚大截面工件和难熔金属；③加热范围小，热影响区小，焊接变形小；④焊件尺寸大小受真空室容积的限制；⑤电子束焊设备复杂，成本高。主要用于微电子器件焊装、导弹外壳的焊接、核电站锅炉汽包和精度要求高的齿轮等的焊接。..激光焊：①高能高速，焊接热影响区小，无焊接变形；②灵便性大，光束可偏转、反射到其余焊接方法不能够达到的焊接地址；③生产率高，资料不易氧化；④设备复杂。主要用于薄板和微型件的焊接。第十一章⑵．接触点焊的热源是什么？为何会有接触电阻？接触电阻对点焊熔核的形成有什么影响？怎样控制接触电阻大小？答:热源：当电流从两极流过焊件时，焊件因拥有较大的接触电阻而集中产生电阻热。原由：接触面上存在的微观凹凸不平、氧化物等不良导体膜，使电流线波折变长，实质导风光积小，产生接触电阻。影响：接触电阻致使熔核偏向厚板或导热差的资料。方法：能够经过控制焊体表面粗糙度、氧化程度、电极压力的大小来控制接触电阻的大小。⑶什么是点焊的分流和熔核偏移？怎样减少和防备这类现象？答：①分流：因已焊点形成导电通道，在焊下一点时，焊接电流一部分将从已焊点流过，使得焊点电流减少的现象。②熔核偏移：在焊接不同样厚度或不同样材质的资料时，因薄板或导热性好的资料吸热少，散热快而致使熔核偏向厚板或导热差的资料的现象。③方法：对不同样的材质和板厚的资料应知足不同样的最小点距的要求；可采纳特别电极和工艺垫片的举措，防备熔核偏移。⑷．试述电阻对焊和闪光对焊的过程，为何闪光对焊为固态下的连接接头？..答：电阻对焊：先将焊件夹紧并加压，尔后通电使接触面积温度达到金属的塑性变形温度（950℃~1000℃），接触面金属在压力下产生塑性变形和再结晶，形成固态焊接接头。闪光对焊：先通电，后接触。开始时因个别点接触、个别点通电而形成的电流密度很高，接触面金属刹时融化或气化，形成液态过梁。过梁上存在电磁缩短力和电磁力及斥力而使过梁爆破飞出，形成闪光。闪光一方面消除了氧化物和杂质，另一方面使得对接触的温度迅速高升。当温度散布达到适合的状态后，马上施加顶锻力，将对接地方有的液态物质所有挤出，使纯净的高温金属相互接触，在压力下产生塑性变形和再结晶，形成固态连接接头。第十二章⑴．钎焊和熔焊最实质的差别是什么？钎焊依据什么而分类？答：①差别：钎焊在低于构件的熔点的温度下进行，而熔焊是在达到资料的熔点时进行。②钎焊是依据资料的熔点和受力而分类。⑵．试述钎焊的特色及应用范围。钎料有哪几种？答：①特色：a.钎焊过程中，工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，变形也小。接头圆滑平展、焊件尺寸精确；可焊接性能差别大的异种金属，对焊件厚度没有严格限制；c.对焊件整体加热钎焊时，可同时钎焊由多条接头组成的、形状复杂的构件，生产率很高；钎焊设备简单，生产投资花费少。②范围:焊接精美仪表，电器零部件，异种金属构件，某些复杂薄板结构。③种类：硬钎焊、软钎焊。..第十三章⑴．什么叫焊接性？怎样评论和判断资料的焊接性？答：焊接性:被焊金属在必然的焊接方法、焊接资料、工艺参数及结构形式条件下，获取优异焊接接头的难易程度，即金属资料在必然的焊接工艺条件下，表现出“好焊”和“不好焊”的差别。方法：用碳当量方法来估量被焊接钢材的焊接性。ω（C当量）=ω（C）+ω（Mn）/6+[ω（Cr）+ω（Mo）+ω（V）]/5+[ω（Ni）+ω（Cu）]/15当ω（C当量）<0.4%时，焊接性优异；当ω（C当量）=0.4%~0.6%时,焊接性较差；当ω（C当量）>0.6%时，焊接性不好.第十四章⑴．以下列图所示三种焊件的焊缝部署可否合理？若不合理，请改正。..附带：刀具正交平面参照系有那些平面组成？它们是怎样定义的？答：刀具正交平面参照系由基面，切削平面和正交平面组成基面Pr：经过主切削刃上选定点，垂直于该店切削速度方向的平面。切削平面Ps:经过主切削刃上选定点，与主切削刀相切，且垂直于该点的平面正交平面Po：经过主切削刃上选定点，垂直于基面和切削平面的平面刀具的工作角度和注明角度有什么差别？影响带锯工作角度的主要要素有哪些？举例说明。答：刀具的工作角度是切削过程中实质的基面、切削平面和正交平面为参照系所确立的刀具角度，而注明角度是刀具设计图上予以注明的角度主要要素：刀具进给运动的影响比方：在切断、车螺纹以及加工非圆标表面的时候，应该将工作角换算成注明角度。与其余刀具对照，高速钢有什么特色。常用的牌号有哪些？主要用来制造哪些刀具？答：特色：高速钢相较于其余刀具资料；能提升切削速度1-3倍，提升刀具耐用度10-40倍常用牌分别是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2W18Cr4V用来制造螺纹车刀、成形车刀、拉刀W6Mo5Cr4V2常用来制造热成形工具及承受冲击，结构单薄的工具刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角各有何作用？怎样采纳合理的刀具切削角度?答：刀具前角对切削难易程度有很大影响，合理后角大小取决于切削层，也与工件资料、工艺系统的刚性有关..主偏角和副偏角对刀具耐用度影响很大，工艺系统较好时，主偏角30-45度；工艺系统刚性差或强力切削时，主偏角取60-75度，车削修长轴时，主偏角取90—93度，副偏角依据表面粗糙度从5-15度采用刃倾角影响刀头强度和切削流动方向，合理的刀刃倾角依据要求在-45-5度之间砂轮的特点主演由那些要素所决定？一般怎样采纳砂轮？答：砂轮特点由磨料、粒度、结合剂、组织及形状尺寸等要素决定。磨削钢时，采纳刚玉砂轮，磨削硬铸铁，硬质合金和非铁质金属时，采纳sic砂轮磨削软而韧的资料时，采纳粗磨粒；磨削硬而脆的资料时，采纳细磨料磨削表面的粗糙度值要求较低时采纳细磨料，金属磨率要求很高时，采纳粗磨粒要求加工表面质量好时，采纳树脂或橡胶结交剂的砂轮；要求最大金属磨除率时，采纳陶瓷结合剂砂轮。试述工件资料、刀具前角、切削厚度和切削速度对切屑变形影响的规律答：工件资料强度愈高，切屑变形愈小；工件资料塑性愈大，切屑变形愈大；刀具前角愈大，切屑变形愈小。切削厚度增添，切屑变形愈小。在无积屑瘤的切削速度范围内，切削速度愈高，切屑变形愈小。影响切削热的产生和传到的要素是什么？答：影响切削热产生的要素是工具资料和切削条件影响传到的要素是工件和刀具资料的导热系数以及切削条件的变化高速钢与硬质合金刀具磨损的主要原由是什么？有何异同？为何？答:高速钢刀具磨损的主要原由是切削时，切削、工件资猜中含有的一些硬度极高的微小硬质点及积屑瘤碎片和锻、铸件表面残留的夹砂在刀具表面刻划出沟纹..硬质合金刀具磨损的主要原由是磨粒磨损、粘接磨损、扩散磨损、氧化磨损。异同点：除磨粒磨损外，粘接磨损、扩散磨损、氧化磨损与温度有关原由：在不同样切削速度下引起刀具磨损的原由及强烈程度不同样道具破坏与磨损的原由有何实质差别？答：刀具的破坏实质上就是刀具的非正常磨损。破坏与磨损的实质差别在于，磨损是不行防备的，并且磨损是刀具迟缓无效的过程，而刀具的破坏在生产中是能够防备的，并且破坏会使刀具迅速无效试述铸钢的铸造性能及铸造工艺特色。答：铸钢的强度高。拥有优异的塑性，适合制造承受大能量冲击吻合下高强度、高韧性的铸件。工艺特色:a.铸钢用砂应拥有高的耐火度、优异的透气性和退步性、低的发襟怀等布置冒口和冷铁c.在两壁交接处设防裂肋，以防备铸钢件部分产生裂纹铸钢件的热办理电弧的三个区是哪三个区？每个区的电现象怎样？由此致使的温度散布有何特色？答：阴极区、阳极区、弧柱区阴极区，阴极资料发射电子的强度与其待女子的逸出功有关，阴极温度降落阳极区，阳极区接受有弧柱来的电子留和向弧柱供给正离子流。阳极温度高升弧柱区，中性的气体原子和分子碰到电场的作用产生