工程材料与成形技术基础第三章答案(机械工业出版社)

第一篇：工程材料与成形技术基础第三章答案(机械工业出版社)

庞国星主编 工程材料作业第三章答案

1、比较下列名词

（2）比较索氏体和回火索氏体 , 马氏体和回火马氏体的主要区别。正火组织：索氏体S:属于细珠光体，其中渗碳体呈片状。回火组织,淬火后高温回火,碳化物从过饱和F中析出,称为回火索氏体S回，呈粒状渗碳体，塑、韧性更好

淬火组织:马氏体:过饱和F 回火组织:淬火后低温回火，碳化物开始从M中析出，成为M回。保持高硬度，消除内应力，改善脆性。

2、判断下列说法是否正确：

（1）钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的加热温度。

错误，钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的冷却速度。（2）低碳钢与高碳钢工件为了便于切削加工，可预先进行球化退火。

错误，低碳钢工件为了便于切削加工，预先进行热处理应进行正火（提高硬度）或完全退火。而高碳钢工件则应进行球化退火（若网状渗碳体严重则在球化退火前增加一次正火），其目的都是为了将硬度调整到HB200左右并细化晶粒、均匀组织、消除网状渗碳体。

（3）钢的实际晶粒度主要取决于钢在加热后的冷却速度。

错误，钢的实际晶粒度主要取决于钢的加热温度。（4）过冷奥氏体冷却速度快，钢冷却后的硬度越高

错误，钢的硬度主要取决于含碳量。（5）钢中合金元素越多，钢淬火后的硬度越高

错误，钢的硬度主要取决于含碳量。

（6）同一钢种在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。

正确。同一钢种，其C曲线是一定的，因此，冷速快或工件小容易淬成马氏体。（7）钢经过淬火后是处于硬脆状态。

基本正确，低碳马氏体韧性要好些，而高碳马氏体硬而脆。（8）冷却速度越快，马氏体的转变点Ms和Mf越低。正确。

（9）淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。

错误，淬火钢回火后的性能主要取决于回火温度。（10）钢中的含碳量就等于马氏体的含碳量

错误，钢中的含碳量是否等于马氏体的含碳量，要看加热温度。完全奥氏体化时，钢的含碳量等于奥氏体含碳量，淬火后即为马氏体含碳量。如果是部分奥氏体化，钢的含碳量一部分溶入奥氏体，一部分是未溶碳化物，从而可以减轻马氏体因含碳量过高的脆性，也能细化晶粒，此时马氏体含碳量要低于钢的含糖碳量。

4、什么是钢的回火？钢的回火有哪些过程？。。

淬火碳钢回火过程中的组织转变对于各种钢来说都有代表性。回火过程包括马氏体分解，碳化物的析出、转化、聚集和长大，铁素体回复和再结晶，残留奥氏体分解等四类反应。

第一阶段回火（250℃以下）马氏体在室温是不稳定的，填隙的碳原子可以在马氏体内进行缓慢的移动，产生某种程度的碳偏聚。随着回火温度的升高，马氏体开始分解，在中、高碳钢中沉淀出ε-碳化物（图2），马氏体的正方度减小。高碳钢在 50～100℃回火后观察到的硬度增高现象，就是由于ε-碳化物在马氏体中产生沉淀硬化的结果（见脱溶）。ε-碳化物具有密排六方结构，呈狭条状或细棒状，和基体有一定的取向关系。初生的 ε-碳化物很可能和基体保持共格。在250℃回火后，马氏体内仍保持含碳约0.25%。含碳低于 0.2%的马氏体在200℃以下回火时不发生ε-碳化物沉淀，只有碳的偏聚，而在更高的温度回火则直接分解出渗碳体。回火

第二阶段回火（200～300℃）残留奥氏体转变。回火到200～300℃的温度范围，淬火钢中原来没有完全转变的残留奥氏体，此时将会发生分解，形成贝氏体组织。在中碳和高碳钢中这个转变比较明显。含碳低于 0.4%的碳钢和低合金钢，由于残留奥氏体量很少，所以这一转变基本上可以忽略不计。

第三阶段回火（200～350℃）马氏体分解完成，正方度消失。ε-碳化物转化为渗碳体(Fe3C）。这一转化是通过 ε-碳化物的溶解和渗碳体重新形核长大方式进行的。最初形成的渗碳体和基体保持严格的取向关系。渗碳体往往在ε-碳化物和基体的界面上、马氏体界面上、高碳马氏体片中的孪晶界上和原始奥氏体晶粒界上形核（图3）。形成的渗碳体开始时呈薄膜状，然后逐渐球化成为颗粒状的Fe3C。回火

第四阶段回火（350～700℃）渗碳体球化和长大，铁素体回复和再结晶。渗碳体从400℃开始球化，600℃以后发生集聚性长大。过程进行中，较小的渗碳体颗粒溶于基体，而将碳输送给选择生长的较大颗粒。位于马氏体晶界和原始奥氏体晶粒间界上的碳化物颗粒球化和长大的速度最快，因为在这些区域扩散容易得多。

铁素体在350～600℃发生回复过程。此时在低碳和中碳钢中，板条马氏体的板条内和板条界上的位错通过合并和重新排列，使位错密度显著降低，并形成和原马氏体内板条束密切关联的长条状铁素体晶粒。原始马氏体板条界可保持稳定到600℃；在高碳钢中，针状马氏体内孪晶消失而形成的铁素体，此时也仍然保持其针状形貌。在600～700℃间铁素体内发生明显的再结晶，形成了等轴铁素体晶粒。此后，Fe3C颗粒不断变粗，铁素体晶粒逐渐长大。

5、两个碳的质量分数均为1.2%的碳钢试件，分别加热到760℃和900℃，保温时间相同，达到平衡状态后以大于临界冷速的速度快速冷却至室温。问：

（1）哪个温度的试件淬火后晶粒粗大。900℃粗大，处于完全奥氏体化区，对于过共析钢易造成晶粒粗大。

（2）哪个温度的试件淬火后未溶碳化物较少。900℃，处于完全奥氏体化区。

（3）哪个温度的试件淬火后马氏体的含碳量较多。900℃，处于完全奥氏体化区，奥氏体的含碳量即为马氏体含碳量。

（4）哪个温度的试件淬火后残余奥氏体量多。900℃，奥氏体的含碳量越高，Ms和Mf就越低，残余奥氏体量就越多。

（5）哪个试件的淬火温度较为合理，为什么？760℃，处于部分奥氏体化区，加热组织为奥氏体+未溶碳化物（阻碍晶粒长大），晶粒细小。同时控制了奥氏体含碳量，也就控制了马氏体含碳量，降低了马氏体脆性。淬火组织：马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体，保证了强度、硬度。

6、45钢调质后的硬度为240HBS，若再进行200℃回火，硬度能否提高? 为什么? 该钢经淬火和低温回火后硬度57HRC，若再进行高温回火，其硬度可否降低，为什么?

45钢调质后的硬度为240HBS，若再进行200℃回火，不能提高硬度。因为，回火温度越高，硬度下降越多，而调质工艺就是淬火+高温回火，碳化物已经析出，铁素体回复，硬度已经下降了，不能再升高。

该钢经淬火和低温回火后硬度57HRC，若再进行高温回火，硬度可以。因为，回火温度越高，硬度下降越多。该钢经低温回火，组织是回火马氏体，碳化物还未析出，存在过饱和，因此，可继续提高回火温度，使得硬度降低。这也是为何经低温回火处理的碳素工具钢，不能使用很高的切削速度的原因。高速切削，摩擦生热，切削温度高于低于回火温度后，就相当于继续回火。

7、T12钢经760℃加热后，按照图3-26所示的冷却方式进行冷却。问它们各获得何种组织？并比较它们的硬度。（图3-26：庞国星教材P70）

冷速1：相当于水冷，组织：马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体，硬度：HRC60 冷速2：相当于油冷，组织：索氏体+未溶碳化物+马氏体+残余奥氏体，硬度：不均匀。冷速3：相当于炉冷，组织：索氏体+未溶碳化物（二次渗碳体）硬度：HRC20-30 冷速4：同冷速3。已经通过转变完成线，保温时间的延长，不影响组织，但可能晶粒粗大。

8、一根直径为6mm的45钢棒，先经860℃淬火，160℃低温回火后的硬度55HRC，然后从一端加热，使钢棒各点达到如图3-27，所示温度，问：（图3-27：庞国星教材P70）45钢棒，先经860℃淬火，160℃低温回火后的硬度55HRC，组织：回火马氏体（1）各点的组织是什么？

150℃点：低于160℃，组织不变，回火马氏体

550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，组织：回火索氏体。

750℃点：高于A1线，相当于重新加热，部分奥氏体化，组织：奥氏体+铁素体。840℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：奥氏体。

950℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：粗大奥氏体。（2）从各点的图示温度缓冷到室温后的组织是什么？

150℃点：低于160℃，缓冷到室温后，组织不变，回火马氏体

550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，缓冷到室温后，组织：回火索氏体。750℃点：高于A1线，相当于重新加热，部分奥氏体化，缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。

840℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：奥氏体。缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。

950℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：粗大奥氏体。缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。

（3）从各点的图示温度水冷到室温后的组织是什么？

150℃点：低于160℃，水冷到室温后，组织不变，回火马氏体。

550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，水冷到室温后，组织：回火索氏体。750℃点：高于A1线，相当于重新加热，部分奥氏体化，水冷到室温后，组织：马氏体+铁素体。

840℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：奥氏体。水冷到室温后，组织：马氏体 950℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：粗大奥氏体。水冷到室温后，组织：粗大马氏体

9、现有20钢和40钢制造的齿轮各一个，为提高齿轮的硬度和耐磨性，宜采用何种热处理工艺？

（1）20钢齿轮，要求齿面耐磨，心部强韧。

锻造→正火→机加工→渗碳，淬火，低温回火→精加工（2）40钢齿轮，要求齿面耐磨，心部强韧要求不高

锻造→完全退火→机加工→整体调质（淬火+高温回火）→齿面高频表面淬火，低温回火→精加工（磨齿）

10、用T12钢制造锉刀和用45钢制造较重要的螺栓，工艺路线均为： 锻造——热处理——机加工——热处理——精加工。对两工件：（1）

说明预备的工艺方法和作用

（2）

制订最终热处理的工艺规范（加热温度、冷却介质），并指出最终热处理的显微组织和大致硬度。T12钢制造锉刀：

锻造——球化退火——机加工——淬火+低温回火——精加工。球化退火：消除网状渗碳体，细化晶粒，便于切削加工。淬火（760℃）+低温回火（200℃），水冷，回火马氏体，HRC60。45钢制造较重要的螺栓: 锻造——完全退火——机加工——淬火+高温回火——精加工。完全退火：细化晶粒、均匀组织，便于切削加工。淬火（860℃）+低温回火（600℃），水冷，回火索氏体，HRC20-25。

第二篇：工程材料与成形技术基础实验报告

实验

一、金属材料的硬度实验

一、实验类型

验证性

二、实验目的

1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。

2、了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。

三、实验仪器与设备

1、HB-3000型布氏硬度试验机；

2、H-100型洛低硬度试验机；

3、读数放大鏡；

四、实验内容：

金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外，硬度与其它机械性能（如强调指标b及塑性指标和）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。

压入法硬度试验的主要特点是：

（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。

（2）金属的硬度与强调指标之间存在如下近似关系。

bKHB

（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。

（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体系内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。（5）设备简单，操作迅速方便。

布氏硬度（HB）：

（一）布氏硬度试验的基本原理

布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P,将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图1-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。

其计算公式如下：

HBP/F凹

根据压痕面积和球面之比等于压痕深度h和钢球直径之比的几何关系，可知压痕部分的球面积为：

F凹Dh

（1-2）

由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，故可将（1-2）式中h改换为d来表示，这可根据图1-1（b）中Oab的关系求出：

12Dh12(D2)(2d2)2

h(DDd)2

2（1-3）

将式（1-2）和（1-3）代入式（1-1）即得：

HBPDh2PD(DDd)22

（1-4）

式中只有d是变数，故只需测出压痕直径d，根据已知D和P值就可计算出HB值。在实际测量时，可由测出之压痕直径d直接查表得到HB值。

（三）布氏硬度试验机的结构和操作

1、HB-3000型布氏硬度试验机的外形结构如图1-2所示。其主要部件及作用如下。

（1）机体与工作台：硬度机有铸铁机体，在机体前台面上安装了丝杠座，其中装有丝杠，丝杠上装立柱和工作台，可上下移动。

（2）杠杆机构：杠杆系统通过电动机可将载荷自动加在试样上。（3）压轴部分：用以保证工作时试样与压头中心对准。

（4）减速器部分：带动曲柄及曲柄连杆，在电机转动及反转时，将载荷加到压轴上或从压轴上卸除。（5）换向开关系统：是控制电机回转方向的装置，使加、卸载荷自动进行。

2、操作程序：

（1）将试样放在工作台上，顺时针转动手轮，使压头压向试样表面直至手轮对下面螺母产生相对运动为止。

（2）按动加载按钮，启动电动机，即开始加载荷。此时因紧压螺钉已拧松，圆盘并不转动，当红色指示灯闪亮时，迅速拧紧紧压螺钉，使圆盘转动。达到所要求的持续时间后，转动即自动停止。

（3）逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径d值，以此值查表即得HB值。洛氏硬度（HR）：

（一）洛氏硬度试验的基本原理

洛氏硬度同布氏硬度一样也属于压入硬度法，但它不是测定压痕面积，而是根据压痕深度来确定硬度值指标。

洛氏硬度测定时，需要先后两次施加载荷（预载荷和主载荷），预加载荷的目的是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确。0-0位置为未加载荷时的压头位置，此时压入深度为h1,2-2位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为h2，h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（h=h3-h1）来表示。洛氏硬度的试验规范：

洛氏硬度值的计算公式如下： HRK(h3h1)0.002

（三）洛氏硬度试验机的结构和操作

1、H-100型杠杆式洛氏硬度试验机的结构如图1-4所示，其主要部分及作用如下：

（1）机体及工作台：试验机有坚固的铸铁机体，在机体前面安装有不同形状的工作台，通过手轮的转动，借助螺杆的上下移动而使工作台上升或下降。

（2）加载机构：由加载杠杆（横杆）及挂重架（纵杆）等组成，通过杠杆系统将载荷传至压头而压入试样，借扇形齿轮的转动可完成加载和卸载任务。

（3）千分表指示盘：通过刻度盘指示各种不同的硬度值（如图1-5所示）。

2、操作规程如下：

（1）根据试样预期硬度按表1-2确定压头和载荷，并装入试验机。

（2）将符合要求的试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触，直至表盘小指针指到“0”为止，此时即已预加载荷10kgf。然后将表盘大指针调整至零点（HRA、HRC零点为0，HRB零点为30）。此时压头位置即为图1-3中的1-1位置。

（3）按动按钮，平稳地加上主载荷。当表盘中大指针反向旋转若干格并停止时，持续8~4秒（此时压头位置为图1-3中的2-2位置），再顺时针旋转摇柄，直至自锁为止，即卸除主载荷。此时大指针退回若干格，这说明弹性变形得到恢复，指针所指位置反映了压痕的实际深度（此时压头位置相当于图1-3中的3-3位置）。由表盘上可直接读出洛氏硬度值，HRA、HRC读外圈黑刻度，HRB读内圈红刻度。

（4）逆时针旋转手轮，取出试样，测试完毕。

五、实验方法与步骤

1、分成两大组，分别进行布氏和洛氏硬度试验，并相互轮换。

2、在进行试验操作前必须事先阅读并弄清布氏和洛低硬度试验机的结构及注意事项。

3、按照规定的操作顺序测定试样的硬度值（HB和HRC）。

4、注意事项

1）试样两端要平行，表面应平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测试。2）圆柱形试样应放在带有“V”型槽的工作台上操作，以防试样滚动。3）加载时应细心操作，以免损坏压头。

4）加预载荷（10kgf）时若发现阻力太大，应停止加载，立即报告，检查原因。5）测完硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。

6）金刚钻压头系贵重物件，质硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。

7）应根据硬度试验机使用范围，按规定合理选用不同的载荷和压头，超过使用范围将不能获得准确的硬度值。

实验二 金属相图的观察

一.实验类型

验证性

二.实验目的

了解金属相图在显微镜下的图形

三.实验内容 1．试样制备

要在金相显微镜下对金属的组织进行观察和摄影，必须制备平整、光亮、清洁、无划痕、并用适当的方法显示出真实组织的试样

(1)手工磨样

试样在金相砂纸上由粗到细磨制。磨样时用力均匀，待磨面上旧磨痕消失，新磨痕均匀一致时就更换细一号的砂纸，并且试样转90o再磨。一般磨制到4号（粒度800）砂纸即可。

(2)抛光

本实验采用机械抛光的方法。PG－2金相制样抛光机

在专用的抛光机上进行，抛光织物（如呢料、金丝绒等）固定在抛光盘上，洒以抛光粉悬浮液，试样轻压于旋转的抛光盘上。靠嵌于抛光织物中的抛光粉的磨削作用和滚压作用，得到平整、光亮无划痕的磨面。

(3)化学浸蚀

试样在浸蚀剂作用下，组织中电位低的部分为阳极，电位高的部分为阴极，低电位处于溶解较快而呈现凹陷从而显示出组织特征。碳钢常用3~4%硝酸酒精溶液浸蚀。

2．观察金相显微组织

制好的试样放在显微镜下观察。使用显微镜时，动作轻、速度慢，由低倍到高倍进行观察，结合试样热处理工艺，观察与分析组织。

选择能说明组织特征的典型视场，确定合适的放大倍数及图象采集。

第三篇：材料成形技术基础习题

金属材料力学性能部分

一、填空题

1.材料力学性能指标有：（）、（）、（）、（）、（）、（）。

2.拉伸试验可以用来测试（）、（）、（）。3.塑性可由（）和（）两种方式是表示。4.硬度表示方法有三种，分别是：（）、（）、（）。5.布什硬度的压头有两种，（）和（）。6.一个洛氏硬度单位是（）mm。

二、判断题

1.面收缩率表示塑性比伸长率表示塑性跟接近真实变形。（）2.疲劳强度的单位是KPa/m2。（）

3.布氏硬度计适合测量灰铸铁、非铁合金及较软的钢材。（）4.洛氏硬度是根据压痕直径测试材料硬度值。（）

三、单项选择题

1.布氏硬度的符号是：

A、HA B、HB C、HC D、HD 2.布氏硬度符号中，HBS表示：

A、压头是淬火钢球 B、压头是硬质合金 C、压头是高铬铸铁 3.洛氏硬度的符号是：

A、HL B、HN C、HR D、HQ

四、简答题

1.什么是材料的刚度？

2.什么是材料的强度？什么是屈服强度？什么是抗拉强度？

3.什么是材料的塑性？

4.什么是材料的冲击韧性？

5.什么是材料的疲劳强度？

6.“520HBW10/1000/30”的含义是？

7.三种硬度的测量标准有何不同？

D、压头是金刚石

铁碳相图部分

一、填空题

1.纯铁的同素异构体有（）、（）、（）。2.共晶反应的方程式是（）。3.共析反应的方程式是（）。4.包晶反应的方程式是（）。5.亚共析钢和过共析钢的碳含量分界点是（）。

6.亚共晶白口铁和过共晶白口铁的碳含量分界点是（）。7.奥氏体最大含碳量为（）。8.铁素体最大含碳量为（）。

二、判断题

1.实际讨论的铁碳相图的含碳量范围是0.0008~6.69%。（）2.莱氏体的物相包括α-Fe和Fe3C。（）3.珠光体的物相包括α-Fe和Fe3C。（）4.初生奥氏体存在于过共析钢中。（）

5.珠光体的组织特征是平行线状黑白交替的铁素体和渗碳体。（）6.板条状渗碳体出现在过共晶白口铁中。（）

三、简答题

1.什么是铁素体？它的特征是什么？

2.什么是奥氏体？它的特征是什么？

3.什么是渗碳体？它的特征是什么？

四、计算题

根据铁碳相图计算含碳量为0.5%，0.77%，1.2%，2.11%，3%，4.3%，5%的常温下各组织的含量？各物相的含量？

热处理部分

一、填空题

1.普通热处理有四种，分别是：（）、（）、（）、（）。

2.冷却的方式分两大类，即（）和（）。3.连续冷却的方式有多种，比如：（）、（）、（）和（）。

4.共析碳钢TTT曲线中，高温转变区转变终止产物为（），中温转变区转变终止产物为（），低温转变区转变终止产物为（）。5.珠光体型组织根据片层厚薄不同，可以分为（）、（）、（）。

6.上贝氏体的形态为（）。7.下贝氏体的形态为（）。

8.马氏体分为（）和（），又称为（）和（）。

9.热处理分为预备热处理和最终热处理两种，预备热处理有（）、（），最终热处理有（）、（）。

二、判断题

1.根据片层厚度由厚到薄排列顺序为：珠光体>索氏体>托氏体。（）

2.上贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一。（）

3.马氏体中碳含量小于0.2%时，组织为板条马氏体。（）

三、简答题

1.什么是热处理？

2.影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？

3.什么是过冷奥氏体？

4.什么是孕育期？

5.珠光体、贝氏体和马氏体的组织形态特征分别是什么？

6.马氏体转变的特点有哪些？

7.什么是退火？退火的目的是什么？

8.什么是正火？

9.什么是淬火？淬火的目的是什么？

10.什么是回火，回火的目的是什么？

11.为什么过共析钢的淬火温度为 Ac1+30-50℃？

12.淬透性的定义是什么？

13.淬硬性的定义是什么？

铸造部分

一、填空题

1．合金流动性差，浇注时铸件容易产生（）和（）的缺陷。2．在铸件的凝固过程中，铸件的凝固方式有（）和中间凝固以及（）三种方式。

3．液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所减的容积得不到补足，则在铸件最后凝固的部位形成一些空洞。按照空洞的大小和分布，可将其分为（）和（）两类。

4．要使缩孔进入冒口，就要实现（）凝固的原则，使冒口（）凝固。

5．铸件热裂的特征是裂纹短，缝隙宽，形状（），缝内呈（）色。6．铸件由于壁厚不同，冷却速度不同，收缩不同，所以容易产生内应力，通常室温下厚壁受（）应力，而薄壁受（）应力。

7．由于合金的液态收缩和凝固收缩，易使铸件产生（）缺陷，防止此缺陷的工艺方法是实现（）凝固。8．影响铸铁石墨化的因素是：（）和（）。

9．灰口铸铁和可锻铸铁以及球墨铸铁三种铸铁在强度相同的前提下，塑性和韧性最好的是（）铸铁，次之是可锻铸铁，最差的是（）铸铁。

10．可锻铸铁的制取方法是，先浇注成（）铸铁件，然后进行长时间的（）。

11．KTH300—06是（）铸铁，其石墨形态为（）。

12．QT400—17是（）铸铁，其石墨形态为球状，“400”表示最低抗拉强度为400MPa,“17”表示（）。

13.手工整模造型的特点是分形面选在零件的（），模样做成整体，不但造型过程简单，而且铸件不产生（）等缺陷。

14．普通车床床身毛坯铸造浇注时，导轨面应该朝（），钳工用工作台浇注时其大平面应该朝（）。

15．型心头可分为（）和（）两大类。

16．下列铸件在批量生产时，最合适的铸造方法是：大口径铸铁污水管用（）铸造；汽车用铝合金活塞用（）铸造。

17．离心铸造必须在离心铸造机上进行，根据铸型旋转轴空间位置的不同，离心铸造机可分为（）和（）两大类。

二、判断题

1．浇注温度越高，合金的流动性越好，因此，为了防止浇不足缺陷，浇注温度越高越好。2．合金的铸造性能是一种机械性能。

3．HT200，ZG45，ZCuSn5Zn5Pb5，QT600—03等几种材料中，铸造性能最好的是HT200。

4．铸件在凝固收缩阶段受阻时,会在铸件内部产生内应力。

5．铸造合金的液态收缩使铸件产生应力和变形。

6．收缩是合金的物理本性，对正常浇注温度下已定成分的合金，其收缩是不可避免的，收缩的体积也是不能改变的，因此，铸件的缩孔是不可避免的。

7．与灰口铸铁相比，铸钢具有良好的机械性能和铸造性能。8．化学成分是影响铸铁组织与性能的唯一因素。

9．合金的结晶温度范围愈大，合金的铸造性能愈好。

10．合金的固态收缩使铸件产生缩孔和缩松。

11．铸件由于壁厚不同，冷却速度不同，收缩不同，所以容易产生内应力，通常室温下厚壁受拉应力；而薄壁受压应力。

12．在保证铸型充满的前提下，生产中广泛采用高温出炉，低温浇注的生产工艺。13．灰口铸铁的强度随着截面积的增加而增加。14．孕育铸铁件上厚大截面的性能比较均匀。

15.铸铁中的石墨呈片状时，在石墨片的尖角处容易造成应力集中，从而使铸铁的抗拉强度低、韧性几乎为零。

16．由于铸造生产的发展，砂型铸造将逐步被特种铸造方法所取代。17．可锻铸铁是适合生产形状复杂经受振动的厚壁铸件。

18．特种铸造在特种条件下具有先进性,但不能完全代替砂型铸造。19．对铸件需要切削加工的重要表面铸造时应朝上放置。

三、单项选择题

1．合金的流动性差会使铸件产生下列何种铸造缺陷（）

A.偏析 B.冷隔

C.应力

D.变形

2．下列零件中最适合用灰口铸铁制造的是

（）

A.汽车活塞

B.轧辊

C.压力机曲轴

D.车床床身

3．被广泛用来制造机床床身.机器底座的灰口铸铁因为有良好的（）

A.低的缺口敏感性 B.切削加工性 C.减振性

D.耐磨性

4．设计薄壁铸件有“最小壁厚”的规定，主要根据是（）

A.合金的流动性B.合金的收缩性C.合金的抗裂性D.合金的吸气性 5．常用的铸造合金中流动性最好的是（）

A.可锻铸铁

B.灰口铸铁

C.球墨铸铁

D.白口铸铁

6．常用鑄造合金中收缩性最小的是

（）

A.灰口铸铁 B.可锻铸铁

C.球墨铸铁

D.铸钢

7．在相同的工艺条件下，流动性最好的合金是（）

A.共晶合金成分

B.亚共晶合金成分

C.过共晶合金成分

D.结晶间隔宽的合金

8．不同的铸造合金，其最小壁厚的规定不同，主要是根据合金的（）A.流动性B.收缩性C.吸气性

D.氧化性

9．以下牌号的铸造合金中，σb最高的是

（）

A.HT150 B.QT500—07

C.KTH300—06 D.KTZ450—06

10．用HT150生产一壁厚不均匀的铸件，该铸件在（）的强度与牌号中的强度值近似。

A.壁厚10mm左右B.壁厚30mm左右C.壁厚50mm左右D.任意地方

11．可代替铸钢的铸铁有

（）

A.孕育铸铁 B.球墨铸铁 C.白口铸铁

D.灰口铸铁

12．兵马俑铜车马的驮手铜像，按真人1/10的尺寸进行缩小复制，最合适的铸造方法是（）

A.砂型铸造

B.金属型铸造 C.熔摸铸造

D.压力铸造

13．生产普通车床床身应采用

（）

A.熔模铸造

B.砂型铸造C.压力铸造

D.低压铸造 14．设计铸件结构时其分型面尽量选择

（）

A.对称平面

B.曲面

C.最大截面

D.最小平面 15．目前砂型铸造方法应用广泛的主要原因是

（）

A.生产过程简单B.适应性广 C.铸件机械性能好D.生产率低

16．大量生产铝合金照相机壳，应采用的制造方法是（）

A.金属型铸造成形

B.压力铸造成形

C.冲压拉深成形

D.冲压焊接成形

17．生产内腔形状复杂的钢件，毛坯的加工方法用

（）

A.焊接

B.铸造

C.锻造

D.冲压

18．为了提高铸铁件的强度，在不改变壁厚的情况下，常采用的措施是

（）

A.增设拔模斜度

B.增设铸造圆角

C.增设加强筋或改变截面形状

D.改变壁薄厚过渡

19．灰口铸铁壁越厚，其强度越低，这主要是由于壁越厚铸件易产生缩孔、缩松，同时由于（）

A.晶粒粗大

B.气孔越大C.冷隔越严重D.浇不足越厉害

20．大量生产气轮机叶片应采用的铸造方法是（）

A.熔模铸造

B.金属型铸造 C.压力铸造

D.砂型铸造

四、简答题

1.下列铸件的结构工艺性是否合理？若不合理，请说明理由，并在原图上进行修改

或另画出合理图形。

2.如图所示轧钢机导轮铸钢零件，铸造中出现缩孔，试分析原因；并说明采取的防止措施。

3.大批量生产下图所示灰铸铁零件，铸造毛坯要求不使用型芯和活块，采用两箱造型，请修改此零件结构设计中的不合理之处，并重新画出修改后的零件图，标出分型面和浇注位置。

焊接部分

一、名词解释

1、焊接

2、熔化焊

3、压力焊

4、钎焊

5、焊接接头

6、焊接热影响区（HAZ）

7、焊接坡口

8、焊接性

二、简答或论述

1、焊接的基本原理是什么？与其他连接工艺（例如铆接或螺纹连接）有何优势和缺点？

2、主要的焊接方法有哪些？具体要求有何不同？

3、常规的熔焊接头可以分为几个区？为什么说焊接接头是一个组织及力学性能不均匀体？

4、绘图示意说明常见的焊接接头及焊接坡口的型式

5、焊条电弧焊的原理、优缺点及适用场合

6、埋弧焊的原理、优缺点及适用场合

7、钨极氩弧焊的原理、特点及适用场合

8、CO2气体保护焊的原理、特点、适用场合

9、简述焊接中所用的焊条、焊丝、焊剂及氩气、CO2的主要作用

10、电子束焊和激光焊的特点和适用范围

11、什么是焊接电弧，焊接电弧可以分为那几个区域，温度分布有何特点？

12、什么是熔滴过渡，一般分为哪几种形式？

13、电阻焊方法可以分为哪几类，其基本原理和适用场合是什么？

14、什么是摩擦焊？可以分为哪些种类？

15、钎焊的基本原理是什么？可以分为哪些种类？

16、焊接热过程有何特点？

17、低碳钢焊接热影响区的形成及其对焊接接头的影响

18、焊接残余应力和变形产生的原因是什么？有何危害？有哪些消除或防止措施？

19、防止焊接结构脆性断裂，可以从哪些方面入手？

20、影响材料的焊接性的因素有哪些？评价材料的焊接性有哪些方法？

21、试比较一下低碳钢与低合金高强钢的焊接性的不同

22、焊接结构生产的一般工艺流程包括哪些？

三、分析题

1、如图所示低压容器，材料为20钢，板厚为15mm，小批量生产，试为焊缝A、B、C选择合适的焊接方法，并简要说明选择理由。

2、分析下图中所示焊接结构哪组合理，并说明理由。

锻造部分

一、填空题

1.金属的加工硬化是指塑性变形后其机械性能中强度和硬度（），而塑性和韧性（）的现象。

2.金属经塑性变形后，强度升高塑性下降的现象称为（），它可以通过（）方法消除。

3.金属产生加工硬化后的回复温度T回=（）T熔(金属熔化的绝对温度);再结晶温度T再=（）T熔。

4.锻造时对金属加热的目的是（）和（）。

5.45钢合理的锻造温度范围是（），在此温度区间，该钢的组织主要是（）。

6.碳钢随含碳量增加，其锻压性能变（），高碳钢的始锻温度比低碳钢的始锻温度（）。

7.衡量金属可锻性的两个指标是（）和（）。

8.影响金属可锻性的因素归纳起来有（）和（）两大方面。

9.金属在塑性变形过程中三个方向承受的（）数目越多，则金属的塑性越好，（）的数目越多，则金属的塑性越差。

10．锤上模锻的终锻模膛设飞边槽的作用是（）和（）以及保护模膛等。

11．模锻件的分模面即上下模在锻件上的（）,为了便于模锻件从模膛中取出，锻件沿锤击方向的表面要有一定的（）。

12．板料冲压的基本工序可分为（）和（）两大类。

13．板料落料时，凹模的尺寸（）落料件的尺寸，而凸模的尺寸小于落料件的尺寸；板料冲孔时，凸模的尺寸（）孔的尺寸，而凹模的尺寸大于孔的尺寸。14．板料拉深时拉深系数m愈小，板料的变形量愈（），故多次拉深时，m 应愈取愈（）。

15．为使弯曲后角度准确，设计板料弯曲模时考虑到（）现象，应使模具的角度比需要的角度（）。

16．板料弯曲时，弯曲线应（）纤维组织，弯曲方向应（）纤维组织。

17．板料冲压基本工序冲孔和落料是属于（）工序；而拉深和弯曲则属于（）工序。

18.按照挤压时金属流动方向和凸模运动方向之间的关系，挤压可分为（）、（）、（）和（）。

19、锻造前金属加热的目的是为了提高（），降低（），并使（）均匀。

二、判断题

1.滑移是金属塑性变形的主要方式。

2.变形金属经再结晶后不仅可以改变晶粒形状，而且可以改变晶体结构。3.钨的熔点为3380℃，当钨在1200℃变形时，属于冷变形。

4.金属存在纤维组织时，沿纤维方向较垂直纎维方向具有较高的强度，较低的塑性。5.锻造纤维组织的稳定性很高，故只能用热处理的方法加以消除。

6.金属材料凡在加热条件下的加工变形称为热变形，而在室温下的加工变形称为冷变形。7.钢料经冷变形后产生加工硬化而提高强度，钢锭经锻造热变形后因无加工硬化，故机械性能没有改善。

8.自由锻不但适用于单件,小批生产中锻造形状简单的锻件,而且是锻造中型锻件唯一的方法。

9.模型锻造比自由锻造有许多优点,所以模锻生产适合于小型锻件的大批大量生产。

10.胎膜锻造比自由锻造提高了质量和生产率，故适用于大件，大批量的生产。

11．带孔的锻件在空气锤上自由锻造时，孔中都要预留有冲孔连皮，而于锻后冲去。

12．自由锻造可以锻造内腔形状复杂的锻件。

13．锤上模锻可以直接锻出有通孔的锻件。

14．自由锻件上不应设计出锥体或斜面的结构，也不应设计出加强筋，凸台，工字型截面或空间曲线型截面，这些结构难以用自由锻方法获得。

15．锤上模锻时，终锻模膛必须要有飞边槽。

16．锻造时，对坯料加热的目的是提高塑性和降低变形抗力，所以，加热温度越高越好。

17．制定锻件图时，添加敷料是为了便于切削加工。

18．曲柄压力机上的模锻不能进行拔长.滚压等制坯工序

19．在空气锤上自由锻造有孔的锻件时，都不能锻出通孔，而必须留有冲孔连皮，待锻后冲去。

20．板料冲压的弯曲变形，其弯曲的半径越大，则变形程度越大。选择题

1.钢料锻前加热必须避免

（）

A.氧化皮

B.热应力

C.过烧

D.脱碳

2.锻件坯料加热时产生的过热现象主要指（）

A.晶界形成氧化层

B.晶界杂质熔化

C.晶粒急剧变粗

D.晶粒细化

3.滑移总是沿着（）晶面和晶向进行。

A.与外力成45度的B.密排

C.非密排

D.任意的

4.设计零件时的最大工作切应力方向最好与钢料纤维组织方向成（）

A.0度

B.30度

C.45度

D.90度

5.金属经过冷变形后，有（）现象。

A.加工硬化

B.回复

C.再结晶

D.晶粒长大

6.经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度，采用的热处理方法是

（）

A.再结晶退火 B.去应力退火 C.完全退火 D.球化退火 7.为了提高锻件的承载能力，应该

（）

A.用热处理方法消除纤维组织

B.使工作时的正应力与纤维方向垂直

C.使工作时的切应力与纤维方向一致

D.使工作时的正应力与纤维方向一致

8.冷变形强化现象是指金属冷变形后

（）

A.强度硬度提高，塑性韧性提高

B.强度硬度提高，塑性韧性下降 C.强度硬度下降，塑性韧性提高

D.强度硬度下降，塑性韧性下降

9.起重用10吨的吊钩，最合适的材料和生产方法是（）

A.ZG35铸造而成B.35钢锻造而成C.QT420-10铸造而成D.35钢钢板切割而成

10.锻件拔长时的锻造比Y 总是()

A.=1

B.>1

C.< 1

D.无所谓

11．胎膜锻造是在（）设备上使用胎膜生产模锻件的工艺方法。

A.自由锻锤 B.模锻锤

C.曲柄压力机

D.平锻机

12．生产500Kg 以上的锻件毛坯，应采用

（）

A.模型锻造 B.胎膜锻造 C.机器自由锻造 D.手工自由锻造

13．自由锻锻件上不应设计出

（）

A.平面

B.消除空间曲线结构 C.圆柱面 D.加强筋

14．绘制模型锻件图时与绘制自由锻件图时考虑的不同因素有（）A.敷料 B.分型面C.锻件公差D.锻件加工余量

15．板料冲压拉深时，拉深系数m总是

（）

A.>1

B.=1

C.=0

D.<1

16．拉深系数（m）是衡量拉深变形程度的指标，当变形程度愈大，则

A.m愈大

B.m=0.5

C.m>0.5

D.m愈小

17.大批量生产小锻件应采用

（）

A.胎膜锻造

B.模型锻造

C.手工自由锻造 D.机器自由锻造

18．拉深时凸模和凹模之间的单面间隙Z与板厚度S应是

A Z

B.Z>S

C.Z=S

D无所谓

19．利用模具使平板坯料变成开口空心杯状零件的工序叫做（）

A.拉深

B.弯曲

C.翻边

D.成型

问答题

1.题图所示钢制拖钩，可采用下列方法制造：

（1）铸造

（2）锻造

3）板料切割 试问何种方法制得拖钩其拖重能力最大？为什么？

（）

（）

2.冲压下图所示桶形件，所用条料为宽105mm，厚1mm的低碳钢板，按先后顺序指出需要哪些冲压基本工序？如果拉深1次完成，请计算拉深系数。

3．如图所示零件为2mm厚的低碳钢板冲压件，试写出该件的冲压工序，并绘出相应的工序简图。

第四篇：材料成形技术基础课程试题答案及评分标准

一、判断题(每题1分，共20分。正确的打√，错误的打×)

1.淬火的主要目的是为了提高钢的硬度，因此，淬火钢就可以不经回火而直接使用。（×）2.钢中的含碳量对钢的力学性能具有重要的影响，40钢与45钢相比，后者的强度和硬度高，而塑性较差。（√）

3.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。（×）

4.气孔是气体在铸件中形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（√）

5.灰口铸铁组织中由于存在着大量片状石墨，因而抗拉强度和塑性远低于铸钢。但是片状石墨的存在，对灰口铸铁的抗压强度影响很少，所以灰口铸铁适合于生产承受压应力的铸件。（√）

6.铸造生产的显著特点是适合于制造形状复杂，特别是具有复杂内腔的铸件。（√）

7.为了避免缩孔、缩松或热应力、裂纹的产生，铸件壁厚应该尽可能均匀，所以设计零件外壁和内壁，外壁和筋，其厚度应该相等。（×）

8.采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它增加了造型的复杂程度，并耗费了许多金属液体，同时增大了铸件产生变形和裂纹的倾向。（√）

9.芯头是砂芯的一个组成部分，它不仅能使砂芯定位、排气，还能形成铸件内腔。（×）10.浇注位置选择原则之一是将铸件的大平面朝下，主要目的是防止产生缩孔缺陷（×）11.分型面是为起模或取出铸件而设置的，砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造所用的铸型都有分型面。（×）

12.压力加工是利用金属产生塑性变形获得零件或毛坯的一种方法。在塑性变形的过程中，理论上认为金属只产生形状的变化而其体积是不变的。（√）

13.板料弯曲时，弯曲后两边所夹的角度越小，则弯曲部分的变形程度越大。（×）

14.板料冲压落料工序中的凸凹模间隙是影响冲压件剪断面质量的关键。凸、凹模间隙越小，则冲压件毛刺越小，精度越高。（×）

15.氩弧焊采用氩气保护，焊接质量好，适于焊接低碳钢和非铁合金等。（√）

16.焊接中碳钢时，常采用预热工艺，预热对减少焊接应力十分有效，同时，预热也可防止在接头上产生淬硬组织。（√）

17.电阻焊是利用电流通过工件及其接触处所产生的电阻热作为焊接热源，将工件接触处加热到塑性状态或熔化状态，并在压力作用下，形成焊接接头的一种压力焊方法。（√）18铸造生产中，模样形状就是零件的形状。（×）19.铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。（×）20.铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。（√）

二、单选题：（每题1分，共30分）

1、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱的造型方法称（C）A.挖砂造型

B.整模造型

C.分模造型

D.刮板造型

2、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是由于（A）

A.析出石墨弥补体收缩

B.其凝固温度低

C.砂型阻碍铸件收缩

D.凝固温度区间小

３、65Mn钢是常用的合金弹簧钢，“65”的意义是：（B）

A.钢中的含碳量为6.5% B.钢中的含碳量为0.65% C.钢中的含锰量为6.5% D.钢中的含锰量为6.5%

4、对于重要结构、承受冲击载荷或在低温下工作的结构，焊接时需要采用碱性焊条，原因是碱性焊条的（D）A.焊缝抗裂性好 B.焊缝冲击韧性好 C.焊缝含氢量低

D.A、B、C

5、确定分型面时，尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中，其主要目的是（C）A.利于金属液充填型腔

B.利于补缩铸件

C.防止错箱

D.操作方便

6、各种铸造方法中，最基本的方法是（C）

A.金属型铸造

B.熔模铸造

C.砂型铸造

D.压力铸造

7、酸性焊条得到广泛应用的主要原因是（D）

A.焊缝强度高

B.焊缝抗裂性好

C.焊缝含氢量低

D.焊接工艺性好

8、经过热变形的锻件一般具有纤维组织，通常应使锻件工作时的最大正应力与纤维组织方向（A）A.平行 B.垂直 C.呈45°角 D.呈任意角度均可

9、确定浇注位置时，应将铸件的重要加工表面置于（B）A.上部

B.下部

C.竖直部位

D.任意部位

10、铸件形成缩孔的基本原因是由于合金的（D）

A.液态收缩

B.固态收缩

C.凝固收缩

D.液态收缩和凝固收缩

11、单件生产直径1米的皮带轮，最合适的造型方法是（C）A.整模造型

B.分开模造型

C.刮板造型

D.活块造型

12、控制铸件同时凝固的主要目的是（A）

A.减少应力

B.消除缩松

C.消除气孔

D.防止夹砂

13、自由锻件控制其高径比（H/D）小于2.5的工序是（C）。A.拨长

B.冲孔

C.镦粗

D.弯曲

14、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

15、绘制自由锻锻件图时，为简化锻件形状，便于锻造，需加上（A）A.敷料

B.余量

C.斜度

D.公差

16、锻造前加热时应避免金属过热和过烧，但一旦出现，（C）

A.可采取热处理予以消除

B.无法消除 C.过热可采取热处理消除，过烧则报废。

17、设计和制造机器零件时，应便零件工作时所受切应力与流线方向（B）

A.一致

B.垂直

C.不予考虑

D.随意

18、下列钢中锻造性较好的是（C）

A.中碳钢

B.高碳钢

C.低碳钢

D.合金钢

19、冲孔模或落料模是属于（C）

A.跳步模

B.连续模

C.简单模

D.复合模 20、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

21、模锻件与自由锻的尺寸精度相比为（C）

A.相等

B.相差不大

C.前者比后者要高

D.前者比后者要低

22、锤上模锻时，用来减小坯料某一部分的横截面积以增加坯料另一部分的横截面积，使坯料的体积分配符合锻件要求的模膛称为（B）

A.拔长模膛

B.滚压模膛

C.弯曲模膛

D.成型模膛

23、自由锻造时，以下工序哪些属于基本工序的是（A）

A.拔长 B.压肩

C.校直

D.平整

24、锻造生产中，生产批量为单件或小批量生产时，优先选用的锻造方法为（A）

A.自由锻

B.胎膜锻

C.模锻

25、以下钢种焊接性能最好的是（A）

A.低碳钢

B.中碳钢

C.高碳钢

26、大批量生产汽车油箱的焊接方法是（D）

A.手工电弧焊

B.气焊

C.点焊

D.缝焊

27、使坯料最后变形到锻件所要求的形状和尺寸的模膛称为（A）A.终锻模膛 B.预锻模膛 C.切断模膛 D.弯曲模膛

28、焊接方法按其焊接过程的特点，可以归纳为以下三大类（A）

A.熔化焊、压力焊、钎焊

B.平焊、仰焊、横焊

C.电阻焊、氩弧焊、气体保护焊

29、工件接电源的正极，焊条接负极，这种接法叫（B）

A.反接法

B.正接法

C.Y接法

D.Δ接法

30、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

三、名词解释（每题3分，共12分）

1.焊接电弧

焊接电弧是由焊接电源供给的，具有一定电压的两个电极间或电极与焊件间，在气体介质中所发生的强烈而持久的放电现象。

2.分型面 分型面是指上、下两半铸型相互接触的表面。3.起模斜度

铸件上为了便于起模，在垂直于分型面的壁上留有一定的斜度，称为起模斜度。4.可锻性

衡量金属材料经受压力加工时获得优质零件难易程度的工艺性能。

四、分析题（共38分）

1.分析采用顺序凝固原则防止铸件中产生缩孔的原理。对图示铸件如何实现顺序凝固？（10分）

顺序凝固原则—在铸件可能出现缩孔的部位厚壁处，通过设置冒口、冷铁或补贴等，使铸件远离冒口的部分最先凝固，然后向冒口方向逐步凝固，冒口最后凝固，从而保证铸件各个部位的凝固收缩均能得到液态金属的补缩，而将缩孔转移到冒口中。冒口是多余部分，清理铸件时去掉。（5分，酌情扣分）

如图所示铸件，凝固顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→冒口。

.冷铁：冷铁的作用是对铸件热节部位进行激冷（加快热节部位的冷却速度）。一般设在厚壁处。（图示5分，酌情扣分）

2.指出图示铸件结构不合理的部位，并说明理由并改正。（每题7分，共28分）

图中偶数轮辐，收缩受阻，易引起轮缘变形或轮辐产生裂纹。可以改成图1：弯曲轮辐，可借助于本身的微量变形减缓内应力，收缩时受阻力小。或者改成图2：奇数轮辐，用轮缘的微量变形减缓内应力，收缩受阻力小

图1

图2

（说明4分，图示只要给出其中之一给满分3分，酌情扣分）（2）铸件支架

这个铸件的结构为中空结构，需要使用悬臂芯固定，而且降低了排气性，应将其改为工字形截面结构，避免使用悬臂芯。

（说明3分，图示4分，酌情扣分）（3）工字梁

焊缝部位应该尽量避开最大应力处。因此焊缝部位不应该在中间。正确的见下图

（说明3分，图示4分，酌情扣分）

（4）自由锻件

本件中一部分为锥体结构，不符合自由锻的要求，应该改为圆柱结构，简化自由锻工艺，又不影响使用。

（说明3分，图示4分，酌情扣分）

第五篇：工程材料及成形工艺基础试题

工程材料及热成型工艺复习题习题一 填空题 1．工程材料按成分特点可分为金属材料、、；金属材料又可分为和两类；非金属材料主要有、；复合材料是指。

2．炼铁的主要设备是炉，炼钢炉主要有转炉和，转炉主要用于冶炼钢。3．钢材的主要品种有钢板、、、等，钢板是采用方法生产的，其种类有厚板、中板、薄板，它们的厚度分别为、、。

4．金属材料的力学性能主要包括强度、、、等；强度的主要判据有和，强度和可以用拉伸试验来测定；测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。5．铜、铝、铁、铅、钨、锡这六个金属，按密度由高至低排列为，按熔点由高至低排列为。6．晶体是指，晶体结构可用晶格来描述，常见金属晶格有、和；金属Cu、Al、γ-Fe等金属的晶格类型为，α-Fe、β-Ti、Cr、W等金属的晶格类型为。

7．合金是的物质，合金相结构主要有和；其中常作为合金的基体相，少量、弥散分布时可强化合金，常作为强化相。

8．实际金属的结晶温度总是低于结晶温度，这种现象称为过冷现象，一般情况下金属的冷却速度越快，过冷度越，结晶后的晶粒越，金属的强度越，塑性和韧性越。选择题

1．三种材料的硬度如下，其中硬度最高的是（C），硬度最低的是（B）

(a)40HRC

(b)250HBS（c）800HV

2．在设计机械零件时，一般用（AB）作为设计的主要依据。（a）σb

(b)σs

(c)σ-1

(d)δ

3．硬度在235~255HBS的成品轴，抽检性能时应采用（B）。（a）HBS

(b)HRC

(c)HRB

4．高温下的铁冷却过程中，在1394℃由γ-Fe转变为α-Fe时，其体积会（A）。（a）膨胀

(b)缩小

(c)不变

金属的晶粒大小对力学性能有何影响？生产中有哪些细化晶粒的措施？

答：在室温下，一般情况是晶粒越细，其强度、硬度越高，韧性、塑性越好，这种现象称为细化晶粒。措施：（1）.增加过冷度；（2）.变质处理；（3）.附加振动。习题二

一、填空题

1、铁碳合金的主要力学性能与碳的质量分数之间的关系规律是：当wc﹤0.9%时，随着碳质量分数的增加，其、增加，而、降低；当wc>0.9%时，其、、降低，而增加。

2、铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是和，随着碳的质量分数的增加，相的相对量增多，相的相对量却减少。

3、珠光体是一种复相组织，它由和按一定比例组成。珠光体用符号表示。

4、铁碳合金中，共析钢的wc=

%,室温平衡组织为；亚共析钢的wc=

%，室温平衡组织为；过共析钢的wc=

%,室温平衡组织为。

5、铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为渗碳体。

二、选择题

1、下面所的列组织中，脆性最大的是（d）；塑性最好的是（a）。(a)F

(b)P

(c)A

(d)Fe3C

2、在平衡状态下，下列钢的牌号中强度最高的是（c）,塑性最好的是（c）。(a)45 钢

(b)65钢

(c)08F钢

(d)T10钢。

3、钢牌号Q235A中的235表示的是（b）

（a）抗拉强度值

(b)屈服点最低值

(c)疲劳强度值

(d)布氏硬度值。

4、下列叙述错误的是（b）。

（a）碳在γ-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体

(b)铁素体在室温下的最大溶解度是0.0218%

(c)奥氏体在727℃以上具有良好的塑性

(d)奥氏体的溶碳能力比铁素体强

5、将下列组织按其所能达到的最高碳的质量分数从大到小排列，正确的顺序是（c）（1）P（2）F（3）Fe3C（4）Ld'

(5)A（a）1、2、3、4、5（b)3、4、1、5、2（c）3、4、5、1、2(d)2、3、4、5、1

三、简答题

1、何谓纯铁的同素异晶转变，它有什么重要意义？ 答：同一种金属在固态下随温度的变化由一种晶格类型转变为另外一种晶格类型的转变过程称为金属的同素异构转变。它是钢和铸铁进行热处理，从而改变其组织和性能的依据，也是钢铁材料性能多样、用途广泛的主要原因之一。

3、试画出简化的Fe-Fe3C相图，并说明图中点，线的意义，并填出各相区的相和组织组成物。

4、简述非合金钢含碳量、显微组织与力学性能的关系。

5、何谓共析反应和共晶反应？分别写出转变表达式。

答：由特定成分的单相固态合金，在恒定温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相反应。共晶反应是指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相的反应。6习题三

一、填空题

1、钢的整体热处理主要有、、和。

2、马氏体的硬度主要取决于。

3、常用的退火工艺方法有、和。

4、常用的淬火冷却介质有、、。

5、常用的淬火方法有、、和。

6、常见的热处理缺陷有、、和。

7、常用回火方法有、和；其回火温度范围分别是、和。

8、化学热处理通常都由、和三个基本过程组成。

9、常用的热喷涂方法有、、和等。

10、工业上常采用的加工硬化方法有、、和 等。

二、选择填空：

1、在实际加热时，45钢完全奥氏体化的温度在 B

以上。A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

2、在实际加热时，T12钢中珠光体向奥氏体转变的开始温度是

A

。A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

4、奥氏体形成以后，随着加热温度的升高，则其晶粒

A

。A、自发长大

B、基本保持不变

C、越来越细小

5、我们把在A1温度以下暂时存在的奥氏体称为

B

奥氏体。A、残余

B、过冷

C、过热

10、为了改善T12钢的切削加工性能，一般应采用

B

。A、完全退火

B、球化退火

C、正火

11、亚共析钢的淬火加热温度一般确定为

B

以上30℃~50℃。

A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

13、淬火钢回火时，温度越高，则其硬度

B

。A、越高

B、越低

C、保持不变

14、感应淬火时，电流频率越高，则获得的硬化层深度

B

。A、越深

B、越浅

C、基本相同

三、问答题

1、何谓热处理？热处理加热保温的主要目的是什么？

答：就是采用适当的方式对金属材料或工件按一定工艺进行加热、保温盒冷却，以获得预期的组织结构和性能的工艺。热处理的种类很多，根据目的、加热和冷却方法的不同，可以分为整体热处理、表面热处理、化学热处理以及其他热处理方法。何为退火，退火的目的？常用的退火工艺方法有哪些、2、何谓退火？退火的目的是什么？常用退火工艺方法有哪些？

答：退火是将工件加热到某一适当温度，保温一定时间后再缓慢冷却的工艺过程，称退火。退火的目的是：降低硬度，改善钢的成形和切削加工的性能，均匀钢的化学成分和组织，消除内应力。方法：完全退火、球化退火、去应力退火、不完全退火、扩散退火。

5、何谓正火？正火与退火如何选用? 答：正火是将工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。见p52.6、何谓淬火？淬火的主要目的是什么? 答：是将工件加热答A3或A1点以上某一温度保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。淬火目的就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，以便在随后不同温度回火获得我们所需要的性能。

7、何谓钢的淬透性？影响淬透性的主要因素是什么？

答：淬透性是规定条件下，钢试样淬硬深度和硬度分布表征的材料特性。.因素：1钢的含碳量;

2.钢中Cr,Si,B等能提高淬透性的合金元素的含量.9、何谓回火？回火的主要目的是什么？

答:回火是将淬火后的工件加热到Ac1以下的某一温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。目的：减少或消除淬火应力，稳定组织，稳定尺寸，降低淬火钢的脆性，获得所需要的力学性能。

10、简述感应淬火的目的、特点及其应用范围。习题四

1．什么叫合金钢？常加入的合金元素有哪些？ 答：合金钢指合金元素的种类和含量高于国标规定范围的钢。合金钢里经常加入的合金元素有 Mo、Si、Ni、Cr、Mn、W、V、Ti、Al 等 2．说明合金钢的牌号表示的基本方法。习题五

什么叫铸铁的石墨化?影响铸铁石墨化的因素有那些，如何影响？ 答：铸铁中碳以石墨形态析出的过程叫做铸铁的石墨化；化学成分的影响、冷却速度的影响；C和Si对铸铁的石墨化起决定性作用，C是形成石墨化的基础，增大铸铁的C的浓度有利于形成石墨；Si含量越高，石墨化进行的越充分；S是强烈阻碍石墨化的元素；Mn也是阻碍石墨化的元素；P是微弱促进石墨化的元素；（2）冷却速度越慢，越有利于石墨化，冷速越大，则容易形成白口。

12.球墨铸铁是如何获得的？常用的球化剂有哪些？与灰铸铁及钢相比，球墨铸铁在 性能上有哪些特点？

答：球墨铸铁是通过铁液的球化获得的；常用的球化剂有镁、稀土元素和稀土镁合金三种；球墨铸铁的强度、塑性与韧性大大优于灰铸铁，具有良好的减震性、减摩性、切屑加工性及低的缺口敏感性等。习题九 填空题

1．铸造可分为和两大类；铸造具有和成本低廉等优点，但铸件的组织，性能；因此，铸造常用于制造形状或在应力下工作的零件或毛坯。

2．金属液的流动性，收缩率，则铸造性能好，若金属的流动性差，铸件易出现等的铸造缺陷，若收缩率大，则易出现的铸造缺陷。常用铸造合金中，灰铸铁的铸造性能，而铸钢的铸造性能。

3．铸型的型腔用于形成铸件的外形，而主要形成铸件的内腔和孔，4．一般铸件浇注时，其上部质量较，而下部的质量较，因此在确定浇注位置时，应尽量将铸件的朝下、朝上。

5．冒口的主要作用是，一般冒口应设置在铸件的部位。

6．设计铸件时，铸件的壁厚应尽量，并且壁厚不宜太厚或太薄，若壁厚太小，则铸件易出现的缺陷，若壁厚太大，则铸件的。选择题

1．在型腔的表面涮一层石墨涂料可提高其耐火性，从而防止铸件产生（c）。(a)气孔

(b)缩孔

(c)粘砂（d）裂纹

2．单件或小批生产的灰铸铁件直径小于（c）mm的孔通常不必铸出。(a)10

(b20

(c)30

（d）50 3．制造双金属滑动轴承时，内衬轴承合金通常是采用（c）铸造方法镶铸在钢制轴瓦上的。

(a)压力铸造

(b)熔模铸造

(c)离心铸造（d）砂型铸造 4．在工艺参数相同的情况下，（b）的铸件，内部晶粒细小，力学性能好。(a)陶瓷型铸造

(b)金属型铸造

(c)砂型铸造（d）实型铸造 5．铸造中的CAE指的是（c）。

(a)计算机辅助设计

(b)计算机辅助制造

(c)计算机辅助工程（数值模拟）型砂的种类有哪些？目前铸造生产线上造型主要采用哪些型砂？ 按题图9-39中所标的次序填出各部分的名称。名词解释

①强度：材料在力的作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。

②硬度：硬度是材料抵抗局部变型，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量金属软硬的依据。

③组元：组成合金最基本的、独立的单元称为组元。④相：合金中成分、结构、性能相同的区域称为合金的一种“相”。

⑤共晶转变：在一定的温度下,一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相的反应 ⑥奥氏体：奥氏体是碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，用符号“A”表示，呈面心立方晶格。⑦铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体，用符号“F”表示，呈体心立方晶格。⑧珠光体：珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，“P”.⑨莱氏体：莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，“Ld”。⑩同素异构转变：金属在固态下晶格随温度发生改变的现象。

⑾贝氏体：在含碳量过饱和α的基体上弥散分布着细小的碳化物亚稳组织。

⑿马氏体：马氏体（M）是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。

⒀过冷奥氏体：在A1温度一下暂时存在的奥氏体称为过冷奥氏体。

⒁残余奥氏体：奥氏体在冷却过程中发生相变后在环境温度下残存的奥氏体。⒂VC（马氏体临界转变速率）：

⒃淬透性：在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。⒄碳化物形成原素：

⒅回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。⒆红硬性：是指材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。⒇二次硬化：淬火钢在回火的某个阶段硬度不下降反而升高的现象。

21.第一类回火脆性：淬火钢在250度到350度回火是，冲击韧度明显下降，出现脆性。22.石墨化：铸铁中碳以石墨形态析出的过程叫做铸铁的石墨化。

23.变质处理：在浇注前向铁液中加入少量孕育剂，形成大量高度弥散的难溶质点，成为石墨的结晶核心，以促进石墨的形核从而得到细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨。24.流动性：是指金属液本身的流动能力。

25.收缩性：收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减，包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。26.造型：制造砂型的过程称为造型。27.造芯：

28.特种铸造：特种铸造师与砂型铸造不同的其他铸造方法的总称。

29.冷变形强化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度和硬度都有所提高，但塑性有所下降，这个现象称为冷变形强化。

30.再结晶：当加热温度进一步提高时，塑性变形后的金属将以某些质点为核心，变形前的晶格结构，重新生核长大，变为细小、均匀的等轴晶粒。

31.可段性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力叫金属的可段性。

32.锻造流线：锻造流线也称流纹，在锻造时,金属的脆性杂质被打碎 ,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布 , 这样热锻后的金属组织就具有一定的方向性。

33.锻造比：造时变形程度的一种表示方法。通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。

34.合金：合金，是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质

35.塑性：塑性是材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。36.韧性：韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。制作人：过儿

考试期间请不要直呼我的名字——潮潮，请叫我过儿