工程材料及成型技术课后作业参考答案市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

工程材料及成型技术作业01力学性能02a

金属结构与结晶02b

合金结晶与相图02c

Fe-C相图03a

热处理基础03b

热处理工艺04a

钢-结构钢04b

工具-特殊钢05

铸铁06

非铁金属08a

铸造理论08b

砂型铸造08c

特种铸造09a

锻压理论09b

自由锻、模锻09c

冲压10a

焊接理论10b

焊接方法10c

焊接材料、结构13

选材第1页作业01力学性能 （1）紧固螺栓使用后发生塑性变形。屈服强度 （2）齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。疲劳强度 （3）汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。冲击韧度 （4）不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯过程中发生裂纹。塑性 （5）齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。硬度b1-1.以下情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？b1-2以下现象与哪一个力学性能相关？

（1）铜比低碳钢轻易被锯割。

硬度

（2）锯条易被折断，而铁丝不易折断。

塑性第2页P151-4

甲、乙、丙、丁四种材料硬度分别为45HRC、90HRB、800HV、240HBS，试比较这四种材料硬度高低。答：

45HRC

HV

90HRB

HB

HB＜400时，HB≈HV

240HBS≈240HV＜445HV所以，800HV＞45HRC＞240HBS＞90HRB第3页作业02a

金属结构与结晶判断题1.凡是由液体凝固成固体过程都是结晶过程。F2.室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。F选择题1.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：

a.越高b.越低c.越靠近理论结晶温度b2.为细化晶粒，可采取：

a.快速浇注b.加变质剂c.以砂型代金属型b3.晶体中位错属于：

a.体缺点b.面缺点c.线缺点d.点缺点c第4页填空题1.晶体与非晶体结构上最根本区分是,晶体内原子排列是

。有规则、周期性2.γ-Fe一个晶胞原子数=

。4

3.α-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：

体心立方

；面心立方

；密排六方

。α-Fe、VAl、Cu、NiMg、Zn4.实际金属晶体中存在

三种缺点，引发晶格

。点、线、面畸变5.结晶过程是靠两个亲密联络基本过程来实现，

它们是：

和

。形核

晶核长大

6.当对金属液体进行变质处理时，变质剂可起到增加

数量作用。晶核7.过冷度是指

温度与

温度之差。理论结晶开始结晶8.在实际应用中，细晶粒金属材料往往含有很好常温力学性能，

细化晶粒常采取

、

和振动结晶等办法。提升过冷度变质处理第5页作业02b

合金结晶与相图填空题1.溶质溶入使固溶体强度和硬度

，这种现象叫

，

其原因是

畸变，引发变形抗力增加。提升固溶强化晶格2.间隙固溶体与间隙相区分是：

间隙固溶体晶格类型与溶剂

同，

间隙相晶格类型与任一组元都

同。相不

3.共晶转变特点是转变过程温度

。恒定不变4.与纯金属相比，合金含有更

强度、硬度。高第6页问答题将20kg纯铜和30kg纯镍熔化后慢冷至T1温度，求此时：(1)液、固两相L和α化学成份(2)两相相对重量(3)两相质量

答：整个合金含Ni质量分数为:

X=30/(20+30)=60%

(1)两相化学成份：wL(Ni)=50%wα(Ni)=80%

(2)两相相对重量为：

液相mL

=(80-60)/(80-50)

≈67%

固相mα=1-67%=33%

abc(2)两相质量为：

液相ML

=50×67%≈33(kg)

固相mα=50-33=17(kg)第7页作业02c

Fe-C相图判断题1.铁素体本质是碳在α-

Fe

中间隙相。F2.珠光体P实质上是由铁素体F和渗碳体Fe3C两个相组成。T3.在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳含量为4.3%铁碳合金才能发生共晶反应。F4.退火状态（靠近平衡组织）亚共析钢中，碳含量为0.45%比0.20%塑性和强度都高。F选择题1.奥氏体是：

a.碳在γ-Fe中间隙固溶体b.碳在α-Fe中间隙固溶体

c.碳在α-Fe中置换固溶体

a2.珠光体是一个：

a.单相固溶体b.两相混合物c.Fe与

C化合物b第8页问答题A1.设珠光体P硬度HP

=200HBS，伸长率δP

=20%；铁素体F硬度HF

=80HBS，伸长率δF

=50%。计算碳含量X（wC）=0.45%碳钢硬度H和伸长率δ。答：PC含量XP

=0.77%FC含量XF

≈0%(1)

C钢中P和F相对重量

F

=(XP

-X)/(XP-XF)

=(0.77-0.45)/(0.77-0)≈42%P=1-42%=58%

(2)C钢硬度

H=

HP

P+

HF

F

=200×58%+80×42%=150(HBS)

C钢伸长率δ

=δP

P+δF

F

=20%×58%+50%×42%

=33%00.450.77XFXXP第9页问答题B2.用显微镜观察某亚共析钢，预计其中含珠光体体积分数为80%，估算此钢碳含量。答：亚共析钢室温组织是由珠光体P和铁素体F组成PC含量XP

=0.77%FC含量XF

≈0%(1)珠光体相对重量P≈P体积分数=80%

铁素体相对重量F=1-P=1-80%=20%(2)钢C含量

X

=XP

P+

XF

F=0.77%×80%+0%×20%≈0.62%

第10页作业03a

热处理基础判断题1.

马氏体M本质是C在α-Fe中过饱和固溶体。当奥氏体A向M转变时，体积要收缩。F2.当共析成份奥氏体A在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。F3.马氏体M中C过饱和度大，固溶强化效果显著，所以其硬度很高。T4.高碳马氏体中C过饱和度大，晶格畸变大，所以其脆性大。T第11页选择题1.奥氏体A向珠光体P转变是：

a.扩散型转变b.非扩散型转变c.半扩散型转变

a2.共析钢过冷A在550～350℃温度区间等温转变时,所形成组织是：

a.索氏体S

b.下贝氏体B下

c.上贝氏体B上

d.珠光体P

c3.马氏体M硬度取决于：

a.冷却速度b.转变温度c.碳含量c填空题1.在过冷奥氏体等温转变产物中，P和T都是

状珠光体型组织，但T层片间距较

。层片小2.用光学显微镜观察,上B组织特征呈

状,而下B则呈

状。羽毛黑色针3.马氏体显微组织形态主要有

状、

状两种。

其中

状M韧性很好。板条片（针）板条第12页问答题直径为10mm共析钢小试样加热Ac1+30℃，用图示冷却曲线进行冷却，各得到什么组织，属于什么热处理方法？答：

a:M+A′单液淬火

b:M+A′分级淬火

c:T+M 油冷淬火

d:

下B 等温淬火

e:S 正火

f:P 完全退火

g:P 等温退火

第13页作业03b

热处理工艺判断题1.高合金钢既含有良好淬透性，也含有良好淬硬性。F2.表面淬火既能改变钢表面组织，也能改变心部组织和性能。F3.经退火后再高温回火钢，能得到回火S组织，

含有良好综合机械性能。F4.钢淬透性高，则其淬透层深度也越大。T选择题A1.淬硬性好钢含有：

a.高合金元素含量b.高含C量c.低含C量

b2.对形状复杂、截面改变大零件进行淬火时，应选取：

a.高淬透性钢b.中淬透性钢c.低淬透性钢a第14页选择题B3.直径为10mm40钢常规淬火温度大约为：（Ac3

=

780℃）

a.750℃

b.850℃

c.920℃b4.上述正确淬火后显微组织为：

a.M

b.F+M

c.M+P

a5.完全退火主要适合用于：

a.共析钢b.亚共析钢c.过共析钢b6.钢回火处理是在：

a.退火后进行b.淬火后进行c.正火后进行

b7.20钢渗C温度范围是：

a.600～650℃

b.800～820℃

c.900～950℃

d.1000～1050℃

c8.钢淬透性主要取决于：

a.C含量b.冷却介质c.合金元素c第15页填空题1.球化退火主要目标是

硬度，

切削性及韧性，

它主要适合用于

钢。降低提升过共析2.亚共析钢和过共析钢正常淬火温度范围分别是

和

。Ac3+30～50℃Ac1+30～50℃3.淬火钢进行回火目标是

淬火应力，

力学性能，

工件组织和尺寸。回火温度越高，钢强度与硬度越

。降低或消除调整稳定低4.钢淬透性越高，则其C曲线位置越

，

说明临界冷却速度越

。靠右小第16页作业04a

钢-结构钢判断题1.全部合金元素都能提升钢淬透性。

F2.合金元素对钢强化效果主要是固溶强化。

F填空题1.除Co、Al外，几乎全部合金元素都使Ms点

。

下降2.20钢属于

或

钢，

可制造

或

。

优质碳素结构

渗碳冲压、焊接件小型渗碳件3.Q345(16Mn)是

钢，可制造

。

低合金高强度结构桥梁构件4.40Cr是

钢，可制造

。

合金调质车床齿轮5.20CrMnTi是

钢,最终热处理工艺是

。合金渗碳渗碳+淬火+低温回火6.60Si2Mn是

钢。

合金弹簧第17页作业04b

工具-特殊钢判断题1.

T8钢比T12和40钢有更加好淬透性和淬硬性。F2.T8钢与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。F3.调质钢合金化主要是考虑提升其红硬性。F4.高速钢需要重复铸造是因为硬度高不易成型。F5.高速钢采取很高温度淬火，其目标是使碳化物尽可能多地

溶入A中，从而提升钢红硬性。T6.A型不锈钢可采取加工硬化提升强度。T7.A不锈钢热处理工艺是淬火后低温回火处理。F8.GCr15钢制造高精度丝杠于淬火后进行冷处理，

可消除残余A，以提升尺寸稳定性。T第18页填空题1.T12是

钢，可制造

。碳素工具锯条、量规2.9SiCr是

钢，可制造

。合金量具刃具板牙、丝锥3.5CrMnMo是

钢，可制造

。热作模具中型锤锻模4.Cr12MoV是

钢，可制造

。冷作模具冷冲模5.1Cr13是

钢，可制造

。M型不锈钢汽轮机叶片第19页作业05

铸铁判断题1.可锻铸铁在高温时能够进行铸造加工。F2.球墨铸铁可经过调质处理和等温淬火工艺提升其机械性能。

T3.能够经过球化退火使灰铸铁变成球墨铸铁。F第20页填空题1.影响石墨化主要原因是

和

。化学成份冷却速度2.灰铸铁中C主要以

状

形式存在。片石墨3.可锻铸铁中石墨形态为

。团絮状4.球墨铸铁中石墨形态为

，应力集中效应

，

所以其强度、塑韧性较灰铸铁

。球状小高5.HT200牌号中“HT”表示

,“200”表示

。灰铸铁σb≥200MN/m2

6.生产球墨铸铁常选取

作球化剂。稀土Mg7.形状复杂大型铸铁件在500～600℃进行时效处理,目标是

。消除内应力第21页作业06

非铁金属填空题1.H59属于

，“59”表示

。普通黄铜含Cu59%2.ZCuSn10P1属于

，“10”表示

。铸造Sn青铜含Sn10%3.QBe2属于

，“2”表示

。Be青铜含Be2%4.ZChSnSb11-6属于

，“11”表示

。Sn基轴承合金含Sb11%5.LC4属于

，LF21属于

。超硬Al合金防锈Al合金6.铝合金件淬火后于140℃进行时效处理，目标是

。提升强度7.以下材料惯用强化方法：

紫铜

——

45钢

——

HT350——

LY12——

ZL102——

冷变形强化（加工硬化）固溶强化（淬火）变质处理时效强化变质处理第22页作业08a铸造理论判断题1.在铸件热节处安放冷铁能够起补缩作用。F2.凝固温度范围大合金，铸造时铸件中易产生缩松。T3.预防或降低铸件变形方法之一是提升流动性。F4.合金浇注温度越高越好。F5.铸钢件普通都要安置冒口和冷铁，使之实现同时凝固。F第23页1.造成铸件冷隔主要原因是

a.浇注温度过高b.浇注温度过低c.浇注速度太快b选择题2.生产中为提升合金流动性常采取方法是

a.加大出气口b.延长浇注时间c.提升浇注温度c3.冒口一个主要作用是

a.液体金属快速浇注满型腔b.浇注金属液通道c.补缩和排气c4.浇注温度过高，铸件会产生

a.气孔b.夹杂物c.冷隔a5.在以下物品中，适合用于铸造生产是

a.钢精锅b.铝饭盒c.机床丝杠d.哑铃d6.能够制造形状复杂、尤其是含有复杂内腔毛坯加工方法是

a.铸造b.压力加工c.焊接d.切削加工a第24页填空题A1.浇注温度过低,液体金属量不够,铸件就会产生冷隔或

。浇不足

2.

对合金流动性影响最显著。化学成份

3.合金铸造性能用

和

来衡量。流动性收缩率

4.铸钢流动性比铸铁

。差5.浇注温度越

，上砂箱越

，合金充型能力越好。高

高

第25页填空题B6.铸造合金收缩经历

、

、

三个阶段。液态收缩

凝固收缩

固态收缩

7.缩孔和缩松是因为合金

收缩和

收缩引发。液态

凝固

8.预防缩孔方法是控制铸件

次序，使之符合

标准。凝固

次序凝固（定向凝固）9.铸造合金收缩会引发铸造缺点有：

、

、

、

、

等。缩孔缩松裂纹变形内应力10.铸件热应力形成是因为铸件壁厚________,引发各部分__________不一样，

以致在同一时期内铸件各部分_______不一致。不均匀冷却速度收缩第26页作业08b砂型铸造判断题1.砂型铸造是铸造生产中唯一铸造方法。F2.砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。F3.机器造型生产率高，铸件尺寸精度较高，所以应用广泛。T填空题1.铸造方法可基本分为________铸造和________铸造两大类。砂型特种2.拔模斜度是为了便于_________，或从芯盒中取出_________。起模型芯第27页1.铸件主要受力面、主要加工面，浇注时应尽可能放在铸型

a.侧面b.下面c.上面

b选择题2.造型方法按其伎俩不一样，可分为

a.分模造型和挖砂造型b.整模造型和刮板造型

c.手工造型和机器造型

c3.机器造型要求操作技术不高，适合于

a.二箱造型b.活块造型c.三箱造型

a4.分型面应选择在

a.受力面上面b.加工面上c.铸件最大截面处

c5.普通车床床身浇注时，导轨面应

a.朝左侧b.朝右侧c.朝下d.朝上

c第28页作业08c特种铸造判断题1.金属铸型能“一型多铸”，可重复使用屡次。T2.金属型铸造适合于大批量生产形状复杂

黑色金属铸件。F3.特种铸造主要用于生产大型铸件。F第29页1.当前，最适合用于金属型铸造合金是：a.铸铁b.铸钢c.铸造铝合金 d.高熔点合金

c选择题2.熔模铸造适合用于制造

a.大型铸件b.形状复杂铸件c.形状简单铸件b3.金属型预热目标是为了

a.预防模具变形b.预防铸件产生白口和内应力

c.不粘附铸件和便于铸件出模b填空题1.惯用特种铸造方法有_______铸造、________铸造、______铸造、

______铸造、______铸造等。熔模金属型压力低压离心2.用_______铸造法生产空心旋转体铸件时，不需用型芯。离心第30页作业09a锻压理论判断题1.金属在常温下经过塑性变形后，强度和硬度上升而塑性下降。T2.铸造加热时，温度越高越好。F3.各种金属材料铸造温度都是一样。F4.纤维组织使金属在性能上含有了方向性。T5.金属变形程度越大，纤维组织越显著。T6.常言道“趁热打铁”，就是说铸铁是能够锻打。F第31页1.铸造前坯料加热目标是

a.提升塑性、降低变形抗力 b.提升强度和硬度a选择题2.以下金属材料中能够用来进行锻压加工是

a.可锻铸铁

b.球墨铸铁

c.铸钢

d.灰口铸铁c填空题1.金属可锻性惯用__________和__________来衡量。塑性变形抗力

2.改进金属可锻性有效办法是______________________。

提升金属变形时温度

3.锻压普通可分为________和________两大类。

铸造冲压第32页作业09b自由锻、模锻判断题1.手工铸造适应于单件小批和大型锻件生产。F2.自由锻是巨型锻件成形唯一方法。T3.模锻是将加热后金属坯料，放入固定于自由锻设备上锻模内铸造成型方法。F4.胎模锻是在模锻锤上用胎模生产模锻件一个铸造方法。F5.胎模锻普通采取自由锻制坯，然后在胎模中成形。T第33页1.自由锻件加工余量比模锻件

。

a.稍小b.小很多c.大d.相等c选择题2.铸造拔长时，其铸造比总是

。

a.

=0

b.

<1

c.

=1

d.

>1

d3.模锻件质量普通

。

a.

<10kg

b.

>100kg

c.

<150kg

d.

>1000kgc填空题1.生产中最惯用自由锻基本工序是______、______和______。镦粗拔长冲孔2.胎模锻惯用胎模种类有______、______、______、______等。扣模筒模合模摔模3.坯料变形前高度为100，墩粗后高度为50，铸造比为_____。2第34页作业09c

冲压判断题1.板料冲压所用原材料必须含有足够塑性。T2.冲压工艺生产率高，适合用于成批大量生产。T3.落料和冲孔是使坯料沿封闭轮廓分离工序。T4.冲床一次冲程中，在模具同一部位上

同时完成数道冲压工序模具，是连续模。F5.冲床一次行程中，在模具不一样部位上

同时完成数道冲压工序模具，是复合模。F6.在冲裁精度较低零件时，假如采取较小间隙，

就能够延长模具寿命。F7.拉深系数越小，表明拉深件直径越小，变形程度越小。F第35页1.如需5件45钢车床主轴箱齿轮，其合理毛坯制造方法是

a.模锻b.冲压c.铸造d.自由锻

d选择题2.如需要年产5000件车床主轴箱齿轮，其合理毛坯制造方法是

a.模锻b.冲压c.铸造d.自由锻

a3.用冲模沿封闭轮廓线冲切板料,冲下来部分为成品,这种冲模是

a.切断模b.冲孔模c.落料模

c4.冲裁模凸模和凹模边缘均应有

a.尖锐刃口b.圆角过渡a5.冲压零件在弯曲时，变形主要集中在

a.平直部分b.圆角部分b6.生产8000件外径12mm、内径6.5mm垫圈,采取哪种模具很好？

a.简单冲模b.连续冲模b第36页填空题1.冲压变形工序包含

、、、、等。拉深弯曲翻边胀形压筋2.冲模可分为

、

、

三种。

简单冲模连续冲模复合冲模3.拉深模凸模和凹模在边缘上没有

，

而是光滑

，所以能使板料顺利地变形。刃口圆角第37页作业10a

焊接理论判断题1.用直流电焊机焊接时，不存在正接或反接问题。F2.药皮和焊剂能够保护焊缝，限制空气侵入焊接区。T3.在焊接过程中，焊条移动速度越快越好。F4.焊接后焊件冷却速度越快越好。F5.焊接应力与变形产生原因是对焊件进行了

局部不均匀加热和冷却。T填空题1.焊条焊芯主要作用是

和

。导电填充焊缝2.焊接热影响区中

区和

区,对焊接接头有不利影响。过热部分相变第38页1.对厚度较大低碳钢结构件,在严寒环境下焊接时,应该

a.直接焊接b.预热后焊接c.将焊条预热后焊接b选择题2.酸性焊条应用广泛原因是

a.焊接质量好

b.焊缝含氢量少

c.焊缝抗裂性好

d.焊接工艺性好d3.采取直流弧焊机焊接薄板时，为预防烧穿，

常采取工艺办法之一是

a.CO2气体保护焊 b.氩气保护

c.反接法 d.正接法c4.酸性焊条是指药皮熔渣中酸性氧化物与碱性氧化物之比

a.小于1

b.等于1

c.大于1

c第39页作业10b

焊接方法判断题1.电阻焊普通采取焊接电流很大大功率焊机。T2.氩弧焊是焊接铝及铝合金很好方法。T填空题1.电阻焊分为________、_________、_________三种型式。点焊缝焊对焊2.依据钎料熔点不一样,钎焊可分为_________与_________两类。

硬钎焊软钎焊3.刀具刀片与刀杆焊接采取______钎焊，

在电路板上焊接元器件采取______钎焊。

硬

软

第40页1.在以下三种焊接方法中，属于电阻焊是

a.点焊b.CO2气体保护焊c.钎焊a选择题2.钎焊时，焊件与钎料

a.同时熔化b.都不熔化

c.焊件不熔化、钎料熔化d.焊件熔化、钎料不熔化c3.普通电弧焊属于

a.熔化焊 b.压力焊 c.钎焊a4.与埋弧自动焊相比，手弧焊

a.生产率高 b.焊接质量高且稳定

c.劳动条件好 d.工艺灵活，适用面广

d第41页作业10c

焊接材料、结构判断题1.随钢中含碳量增加，其可焊性变差。

T2.高碳钢可焊性差，通常不用它作焊接结构。T3.低碳钢和低合金结构钢是焊接结构主要材料。T填空题1.铸铁焊补方法分为__________和_________二种。热焊法冷焊法2.20Cr可焊性比20钢_________。

差3.厚板焊接时为确保焊透应开制________。坡口

第42页1.在以下四种焊接位置中，生产中最理想、最惯用是

a.仰焊b.横焊c.立焊d.平焊

d选择题2.焊接构件中，用得最多接头