1 液态成型定义:
材料液态成形技术通常称之为铸造，它是指熔炼金属，制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成形方法。
2 金属塑性成形的概念:
它是指在外力作用下，使金属材料产生预期的塑性变形，以获得所需形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。在工业生产中又称压力加工。
3 焊接:
焊接是通过加热或加热的同时又加压的手段,使分离的金属产生原子间的结合与扩散,形成牢固接头的一种永久性连接的工艺方法.
4 影响金属充型能力的因素有哪些？
(1)合金的流动性; (2) 铸型（模具和型芯）性质(3)铸形条件1）浇注温度一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。
2）充型压力液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强。
3）浇注系统的结构浇注系统的结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差。
（4）铸件结构
1）折算厚度折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积与表面积之比。折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更容易充填。
2）铸件复杂程度铸件结构复杂，流动阻力大，铸型的充填就困难。
5 常见铸件缺陷及特征
6
7分型面的选择原则:
（1）应尽可能使全部或大部分铸件，或者加工基准面与重要的加工面处于同一半型内。以避免因合型不准产生错型，保证铸件尺寸精度。
（2）应尽量减少分型面的数目分型面数量少，既能保证铸件精度，又能简化造型操作。
(3) 分型面应尽量选用平面平直的分型面可简化造型工艺过程和模板制造，容易保证铸件精度，这对于机器造型尤为重要。
4）尽量使型腔及主要型芯位于下型。
8 金属流动性
流动性定义：在一定浇注温度和自然压力下，液态合金充满型腔，形成轮廓清晰，形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。
9 影响金属流动性的因素
（1）金属本身的化学成分
（2）金属的结晶温度区间,温度区间越大,其流动性越差
（3）金属的熔点,熔点越高,流动性越差
10 液态成形（铸造）的分类
目前铸造成形技术的方法种类繁多。按生产方法分类，可分为砂型铸造和特种铸造。按合金分类可分为铸铁、铸钢、铝合金铸造、铜合金铸造、镁合金铸造、钛合金铸造等。
11 浇注位置的选择原则
1) 重要加工面应朝下或位于侧面
2) 铸件的大平面尽可能朝下或采用倾斜浇注
3）大面积薄壁结构应处于下部或垂直/倾斜放置，防止浇不足和冷隔缺陷；
4）厚大部位放在分型面附近上部或侧面
12
热裂纹的防止措施:
a．合理设计铸件结构；
b．改善铸型和型芯的退让性；
c．限制铸钢和铸铁中的S含量；
d．选用结晶温度区间小的合金。
冷裂纹防止措施：
a．减少铸造应力；
b．降低合金中P的含量；
c．去应力退火；
d．设计铸件时应避免应力集中。
13 缩孔与缩松有何区别？如何防止缩松缩孔？
1）缩孔：缩孔是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些容积较大的孔洞。产生原因：先凝固区域堵住液体流动的通道，后凝固区域收缩所缩减的容积得不到补充。
2）缩松：是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。产生原因：当合金的结晶温度范围很宽或铸件断面温度梯度较小时，凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充，最后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松。另外，缩松还可能由凝固时被截留在铸件内的气体无法排除所致。不过，缩松内表面应该是光滑，近似球状。
防止措施：采取定向凝固的办法避免缩孔、疏松的出现。
14 影响铸件收缩的因素有哪些？
（1）化学成分不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合金中铸钢的收缩最大，灰铸铁最小。
（2）浇注温度合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。
（3）铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同，各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其自由收缩率。这种阻力越大，铸件的实际收缩率就越小。
15 防止或减小铸造应力的措施有哪些？
①合理设计铸件结构铸件的形状愈复杂，各部分壁厚相差愈大，冷却时温度愈不均匀，铸造应力愈大。因此，在设计铸件时应尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀。
②尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金。
③采用同时凝固的工艺所谓同时凝固是指采取一些工艺措施，使铸件各部分温差很小，几乎同时进行凝固，如下图所示。因各部分温差小，不易产生热应力和热裂，铸件变形小。
16 收缩、收缩的过程、收缩率、收缩的三个基本阶段
收缩定义：在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象。
收缩的三个基本阶段：金属由浇注温度冷却到室温经历了液态收缩、凝固收缩和固态收三个相互关联的收缩阶段
收缩率 体收缩率：体收缩率是铸件产生缩孔或缩松的根本原因。
线收缩率是铸件产生应力、变形、裂纹的根本原因
17 凝固,凝固的方式、影响金属凝固的因素
铸型中的合金从液态转变为固态的过程，称为铸件的凝固，或称为结晶。
铸件的凝固方式:
逐层凝固 糊状凝固 中间凝固
影响铸件凝固方式的主要因素 ：
（1） 合金的结晶温度范围
（2） 铸件的温度梯度
18 不合理结构综合案例
%100?-=铸件铸件铸型V V V V ε%100?-=铸件铸件铸型L L L L ε
问题：
1、如右图所示浇注位置如何选取？
2、分型面如何选取？
方案Ⅰ
沿底版中心分型。轴孔下芯方便，但底版上四个凸台必须采用活块且铸件在上、下箱各半方案Ⅱ
沿底面分型，铸件全部在下箱，不会产生错箱，铸件易清理。但轴孔内凸台必须采用活块或下芯且轴孔难以铸出。
3、浇注系统如何设计？冒口、冷铁如何设置？
4、如何绘制铸造工艺图？
案例综合分析（讨论）
A 支架零件材料为HT200，单件，小批量生产，工作时承受中等静载荷，试进行铸造工艺设计。
讨论内容：
1）零件结构工艺性分析；
2）选择铸造方法及造型方法；3）浇注位置的分析；4）分型面的选择；5）浇注系统的设计；6）工艺参数的确定。
1）零件结构工艺分析：从铸造工艺性考虑，零件结构存在两个问题，一是筒壁过厚，易产生粗晶、缩孔等缺陷；二是凸缘至筒壁的转角处未采用圆角
过渡，易产生应力集中，要作相应的修改。
2）选择铸造方法及造型方法该支架为普通灰铸铁件，工
作时承受中等静载荷，强度、精度和质量要求均不高，且为
单件、小批生产。宜采用砂型铸造（手工造型）中的两箱造
型。
3）浇注位置和分型面讨论如下两种工艺方案
方案I:采用分模两箱造型，浇注时铸件轴线处于水平位置，两凸缘端面侧立，质量较易保证。各圆柱面虽有一部分朝上，但多为非加工面，直径70mm内表面虽需加工但质量要求不高。该方案的分型面与模样的分模面重合，且芯头位于分型面上，便于下芯、型芯排气和尺寸检验。但该方案铸件分在两个砂箱，易产生错型缺陷，合型时需加强砂型定位.
方案II: 采用分模三箱造型，浇注时铸件轴线处于垂直为止，朝下的凸缘端面质量较好。分型面为两凸缘端面，铸件位于同一个砂箱中，不会产生错型缺陷。但需要加大加工质量以保证朝下的凸缘端面质量，金属损耗和切削工作量均较大，且三箱造型操作费工。
4）确定工艺参数
①铸件尺寸公差：因为精度要求不高，故取CT15.
②要求的机械加工余量：余量等级取H级，余量值取5mm，标注为
GB/T6414-CT15-RAM5(H)
③铸件线收缩率：因是灰铸铁且为受阻收缩，取为0.8%
④起模斜度：因该铸件凸缘端面为需机械加工的表面，选增加壁厚形式，斜度值取为
1度
⑤不铸出的孔：该铸件6个直径18孔均不铸出
⑥芯头形式:采用水平芯头
5）设计浇注系统该铸件为灰铸铁件，铸造性能好，壁厚较均匀，故采用同时凝固原则，为均匀的引入金属液，且减少对型芯的冲击及便于造型操作，在分型面处的铸件两凸缘位置开设内浇道。
19模型锻造分模面的确定原则
a)要保证模锻件易于从模膛中取出，故通常分模面选择在模锻件最大截面上。
b)所选定的分模面应能使模膛的深度最浅，这样有利于金属充满模膛，便于锻件的取
出和锻模的制造。
c)选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，这样在安装锻模和生产
中发现错模现象时，便于及时调整锻模位置。
d)分模面最好是平面，且上下锻模的模膛深度尽可能一致，便于锻模制造。
e)所选分模面尽可能使锻件上所加的敷料最少，这样既可提高材料的利用率，又减少
了切削加工的工作量。
20、如何正确设计落料模和冲孔模？
⑴落料模
?凹模尺寸=落料件尺寸
?凸模尺寸=凹模尺寸-最小合理间隙值
因凹模磨损后增大了落料尺寸，因此，凹模设计应接近落料件最小极限尺寸。
⑵冲孔模
◆凸模尺寸=冲孔尺寸，以凸模为基准设计。
◆凹模尺寸=凸模尺寸+最小合理间隙值
凸模磨损后减小冲孔尺寸，因此，凸模设计应接近冲孔最大极限尺寸。
21绘制模锻件图时应考虑的因素有哪些？
应考虑分模面、加工余量、锻件公差和敷料、模锻斜度、模锻件圆角半径等
22、模锻过程中影响金属充满模堂的因素有哪些？
①金属的塑性和变形抗力。
塑性高、变形抗力低的金属容易充满模膛。
②飞边槽的形状和位置。
飞边槽部宽度与高度之比（b/h）及槽部高度h是主要因素。b/h越大，h越小，则金属在飞边流动阻力越大。强迫充填作用越大，但变形抗力也增大。
③金属模锻时的温度。金属的温度高，其塑性好、抗力低，易于充满模膛。
④锻件的形状和尺寸。具有空心、薄壁或凸起部分的锻件难于锻造、锻件尺寸越大，形
状越复杂，则越难锻造。
⑤设备的工作速度。工作速度较大的设备其充填性较好。
⑥充填方式。镦粗比挤压易于充型。
⑦他如锻模有无润滑、有无预热等
23 板料冲压成形的特点，落料和冲孔工序的定义；
优点：
(1)冲压件精度高，表面光洁，无切削，互换性好；
(2)冲压件质量轻、强度、刚性较高；
(3)操作简便，生产率高，易于自动化；
(4)废料少，成本低；
缺点：
(1)变形冲压件的材料应有足够塑性与较低变形抗力；
(2)有加工硬化现象，严重时使金属失去近一步变形的能力；
(3)模具费用高，不宜单件小批生产。
落料: 是从板料上冲出一定外形的零件或坯料，冲下部分是成品。
冲孔: 是在板料上冲出孔，冲下部分是废料。
24自由锻造自由锻成形过程
自由锻造是利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件成形过程。
零件图——绘制锻件图——计算坯料质量和尺寸——下料——确定工序、加热温度、设备等——加热坯料、锻打——检验——锻件
25金属塑性成形定义、类型、方法及优缺点；
定义:它是指在外力作用下，使金属材料产生预期的塑性变形，以获得所需形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法。在工业生产中又称压力加工。
方法:板料轧制轧板轧环设备轧辊压机拔长
优点：
⑴组织细化致密、力学性能提高；
⑵体积不变，材料转移成形，材料利用率高;
⑶生产率高，易机械化、自动化等。
⑷可获得精度较高的零件或毛坯，可实现少无切削加工。
缺点：
⑴不能加工脆性材料；
⑵难以加工形状特别复杂（特别是内腔）、体积特别大的制品；
⑶设备、模具投资费用大。
26什么是再结晶和再结晶温度？什么是加工硬化？
加工硬化:金属进行塑形变形时,随着变形程度增加,其强度和硬度不断提高,塑性和冲击韧性不断降低的现象
书79页
27模锻的定义及主要特点是什么？
定义：它是将坯料置于锻模模腔内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的成形过程。
与自由锻相比，模锻具有如下优点:
①生产效率高。
②能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合理。
③模锻件的尺寸较精确，表面质量好，加工余量较小。
④节省金属材料，减少切削加工工作量。在批量足够的条件下，能降低零件成本。
⑤模锻操作简单，劳动强度低。
缺点：
模锻设备吨位限制，锻件质量一般在150kg以下。设备投资较大，模具费用高，工艺灵活性较差，生产准备周期较长。
适合于小型锻件的大批、大量生产
28可锻性的定义及影响金属可锻性的因素，二个基本定律；什么是最小阻力定律？
可段性书81页因素82页
29 当冲裁件断面品质要求较高时，应选取较小的间隙值。
冲裁件断面品质无严格要求时，应尽可能加大间隙，以利于提高冲模寿命。
合理间隙Z的数值按经验公式计算：Z = m t
其中t—材料厚度；
m—与材质及厚度有关的系数。板材较薄时，m可按如下数据选用：低碳钢、纯铁m=0.06～0.09
铜、铝合金m=0.06 ～0.10
高碳钢m=0.08 ～0.12
当板料厚度t >3mm时，因冲裁力较大，应适当放大系数m。
对冲裁件断面无特殊要求时，系数m可放大1.5倍。
1. 连杆和齿轮，若由模锻改为自由锻，零件结构应如何改变？
2.下图所示圆垫片，材料为Q235， 板料厚度为3mm ，试分别计算落料模和冲孔模的刃口
尺寸。
3滤清器壳体冲压工艺及模具设计
一、冲压工艺方案分析
方案一：落料→第一次拉延→第二次拉延→局部成形
→整形→切边→冲孔→翻边。
方案二：落料和第一次拉延→第二次拉延和局部成形→整
形→切边和冲孔→翻边。
方案三：落料和第一次拉延→第二次拉延和局部成形→整形→切边→翻边和冲孔。 冲压工艺方案分析
若采用方案一，则生产率低，所需模具太多，造成工件尺寸的积累误差大，而且成本很高。 若采用方案二，虽然合并了一些可以合并的工序，但是先冲孔后翻边，可能会影响孔的形位尺寸。 在方案三中既保证了前后工序的互不影响，又使一些工序得到合并，节省了人力物力，是比较好的一种方案。
4 下料
1）落料拉延复合模
2)第二步拉延及局部成形
3)整形
4）切边
5翻边及冲孔5材质为
Q235
某零件的冲压过程：
62.0030+Φ075.080-Φ
1—落料
2—拉深
3—第二次拉深4—冲孔
5—翻边
6
黄铜弹壳的冲压过程：
1—落料2—拉深
3—第二次拉深
4—多次拉深
5—成形6—收口
工件壁厚要经过多次减薄拉深，由于变形程度较大，工序间要进行多次退火。
7离合器壳体冲压成型工艺设计
方案1. 备料——大凸台拉延——小凸台拉延——整形——切边——冲5孔及边孔，翻2孔——冲侧大方孔——冲侧小方孔及冲、翻M6底孔——压筋——冲11孔——翻中心孔；
方案2. 备料——大凸台拉延——小凸台拉延——整形——切边冲中心孔——压筋冲边孔——冲15孔翻2孔——翻中心孔——冲侧大孔——冲侧小方孔及冲、翻M6底孔；
方案3. 备料——大凸台拉延——小凸台拉延——整形——切边冲中心孔——翻中心孔——冲
侧大孔——冲侧小方孔及冲、翻M6底孔——冲15孔翻2孔——压筋冲边孔
8 案例分析：一汽车变速箱主动齿轮，材料为45钢，产量为3000件/月，选用模锻来加工毛坯，请你绘制模锻件图
该件直径25的孔不锻出（因放在机加工余量后孔径<25），外径的加工余量放4mm（半径上放2mm），高度上加工余量放2.5mm。分模面如图所示，凡垂直分模面的立壁均放模锻斜度5°。
30、板料分离过程：落料，冲孔，切断，修整；
31、板料成形过程：拉深、弯曲、翻边、成形、收口；
33、为了防止拉深缺陷（拉裂和起皱）应该如何确定拉深工艺？
34、板料冲压件结构设计应遵循哪些原则？
一．解释下列名词（20分） 1. 顺序凝固原则 2. 孕育处理 3. 冒口 4. 锻造比 5. 熔合比 二．判断正误（10分） 1. 熔模铸造不需要分型面. 2. 确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝上。 3. 钢的碳当量越高,其焊接性能越好。 4. 凝固温度范围越大的合金,其流动性越好。 5. 当铸件壁厚不均匀时,使铸件按顺序凝固方式凝固可避免出 现缩孔。 6. 给铸件设置冒口的目的是为了排出多余的铁水. 7. 模锻只适合生产中小型锻件。 8. 选择锤上模锻件分模面时,若最大截面有一个在端面,则应选 此面为分模面以简化锻模制造。 9. 纤维组织愈明显,金属沿纵向的塑性和韧性提高很明显,而横 向则较差,这种差异不能通过热处理方法消除。 10. 焊接结构钢时,焊条的选用原则是焊缝成分与焊件成分一致 11. 低碳钢和强度等级较低的低合金钢是制造焊接结构的主要 材料。 三．选择正确的答案(每题2分，20分) 1. 综合评定金属可锻性的指标是 A.强度及硬度. B.韧性及塑性 C.塑性及变形抗力 D.韧性及硬度 2. 锻件的粗晶结构是由于 A.终锻温度太高 B.始锻温度太低 C.终锻温度太低 D.始锻温度太高 3. 模锻件上必须有模锻斜度,这是为了 A.便于充填模膛 B,减少工序 C.节约能量 D.便于取出锻件 4. 拉深进取的拉深系数大,说明拉深材料的 A.变形抗力小 B.塑性好 C.塑性差 D.变形抗力大 5. 电焊条药皮的作用之一是 A.防止焊芯生锈 B.稳定电弧燃烧
C.增加焊接电流 D.降低焊接温度 6. 影响焊接热影响区大小的主要因素是 A.焊缝尺寸 B.焊接方法 C.接头形式 D.焊接规范 7. 氩弧焊特别适于焊接容易氧化的金属和合金,是因为 A.氩弧温度高 B.氩气容易取得 C.氩弧热量集中 D.氩气是惰性气体 8. 闪光对焊比电阻对焊在焊接质量上是 A.内在质量好.接头处光滑 B.内在质量不好.接头处光 滑 C.内在质量好.接头处有毛刺 D.内在质量不好.接头处有毛 刺 9. 钎焊接头的主要缺点是 A.焊件变形大 B.焊件热影响区大 C.强度低 D.焊件应力大 10. 机床导轨面在粗加工时发现有大砂眼数处,要焊补出较好的 质量其方法是 A.钢芯铸铁焊条冷焊 B.镍基铸铁焊条冷焊 C.铸铁芯焊条热焊 D.铜基铸铁焊条冷焊四．填空题（30分） 1. 常用的酸性焊条有_______等,其焊接工艺性_____而焊接质量____. 2.防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚______,在铸造工艺上应采取______凝固原则,铸件成形后可采用__________热处理以消除应力. 3. 防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚______,在铸造工艺上应采取______凝固原则,铸件成形后可采用__________热处理以消除应力. 4. 合金在凝固过程中的收缩可分为三个阶段,依次为__________,_________,__________ 5. 锻件必须有合理的锻造流线分布,设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相____,而使切应力与流线方向相_______,并且使锻造流线的分布与零件的外轮廓相______而不被______. 6. 过共析钢的终锻温度是在___________两相区,其主要目的是______________________. 7. 铸件的浇注位置是指_________________________________.
材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案 第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度围、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、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 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影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝则和定向凝则？ 答：①同时凝则：将浇道开在薄壁处，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缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、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。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得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，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 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，然后向铁液中冲入少量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，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果没球墨铸铁好？普通灰铸铁常用热处理方法有哪些？目的是什 么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。 第三章 ⑴．为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇铸成形？为什么脱蜡时水温不应达到沸点？ 答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的蜡料中，石蜡和硬脂酸各占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，目的除了使温度均匀外，对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。
材料成形技术基础第一章 1-1 一、铸造的实质、特点与应用 铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得逐渐的工艺方法。 1、铸造的实质 利用了液体的流动形成。 2、铸造的特点 A适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）； B成本低 C工序多，质量不稳定，废品率高 D力学性能较同样材料的锻件差。力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀 3、铸造的应用 铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂（尤其是腔内复杂）或简单、重量较大的零件毛胚。 二、铸造工艺基础 1、铸件的凝固 （1）铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程。它由晶核的形成和长大两部分组成。通常情况下，铸件的结晶有如下特点： A以非均质形核为主 B以枝状晶方式生长为主。 结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒。晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或混合组织等。 （2）铸件的凝固方式 逐渐的凝固方式有三种类型：A逐层凝固B糊状凝固C中间凝固 2、合金的铸造性能 （1）流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。 生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手： A选择靠近共晶成分的趋于逐层凝固的合金，它们的流动性好； B 提高浇注温度，延长金属流动时间； C 提高充填能力 D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。 （2）收缩性 A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中。对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即顺序凝固方式），就把缩孔转移到最后凝固的部位——冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。 具有宽结晶温度范围，趋于糊状凝固的合金，由于液固两相共存区很宽甚至布满整个断
材料成型技术基础模拟试题参考答案 一、填空题： 1、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。 2、铸造车间中，常用的炼钢设备有电弧炉和感应炉。 3、按铸造应力产生的原因不同可分为热应力和机械应力。 4、铸件顺序凝固的目的是防止缩孔。 5、控制铸件凝固的原则有二个，即同时凝固和顺序凝固原则。 6、冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。 7、板料冲裁包括冲孔和落料两种分离工序。 8、纤维组织的出现会使材料的机械性能发生各向异性，因此在设计制造零件时， 应使零件所受剪应力与纤维方向垂直，所受拉应力与纤维方向平行。 9、金属的锻造性常用塑性和变形抗力来综合衡量。 10、绘制自由锻件图的目的之一是计算坯料的质量和尺寸。 二、判断题： 1、铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。F 2、铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。T 3、同一铸件中，上下部分化学成份不均的现象称为比重偏折。T 4、铸造生产中，模样形状就是零件的形状。F 5、模锻时，为了便于从模膛内取出锻件，锻件在垂直于分模面的表面应留有一定的斜度，这称为锻模斜度。T 6、板料拉深时，拉深系数m总是大于1。F 7、拔长工序中，锻造比y总是大于1。T 8、金属在室温或室温以下的塑性变形称为冷塑性变形。F 9、二氧化碳保护焊由于有CO2的作用，故适合焊有色金属和高合金钢。F 10、中碳钢的可焊性比低强度低合金钢的好。F 三、多选题： 1、合金充型能力的好坏常与下列因素有关A, B, D, E A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 型砂的退让性 D. 砂型的透气性 E. 铸型温度 ２、制坯模膛有A, B, D, E A. 拔长模膛 B. 滚压模膛 C. 预锻模膛 D. 成形模膛 E. 弯曲模膛 F. 终锻模膛 ３、尺寸为φ500×2×1000的铸铁管，其生产方法是A, C A. 离心铸造 B. 卷后焊接 C. 砂型铸造 D. 锻造 四、单选题： 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 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. 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、合金流动性与下列哪个因素无关 A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 过热温度 D. 砂型的透气性或预热温度
填空题 1．常用毛坯的成形方法有铸造、、粉末冶金、、、非金属材料成形和快速成形. 2.根据成形学的观点,从物质的组织方式上,可把成形方式分为、、 . 1．非金属材料包括、、、三大类. 2．常用毛坯的成形方法有、、粉末冶金、、焊接、非金属材料成形和快速成形作业2 铸造工艺基础 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 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。（×） 2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（O） 3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（O） 4．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） 5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×） 6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。（×）7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。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。（O） 8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，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） 2-2 选择题 1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（D）。 A．减弱铸型的冷却能力； B．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度； D．A、B和C； E．A和C。 2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（D），而同时凝固适合于（B）。 A．吸气倾向大的铸造合金； B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C．流动性差的铸造合金； D．产生缩孔倾向大的铸造合金。 3．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．采用同时凝固原则； B．提高型、芯砂的退让性； C．及时落砂； D．去应力退火。 4．合金的铸造性能主要是指合金的（B）、（C）和（G）。 A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。
工程材料与成型技术基础 1.材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大 应力。 2.工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。 3.弹性模量即引起单位弹性变形所需的应力。 4.载荷超过弹性极限后，若卸载，试样的变形不能全部消失，将保留 一部分残余成形，这种不恢复的参与变形，成为塑性变形。 5.产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。 6.抗拉强度是试样保持最大均匀塑性变形的极限应力，即材料被拉断 前的最大承载能力。 7.发生塑性变形而力不增加时的应力称为屈服强度。 8.硬度是指金属材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，是衡量金属材 料软硬程度的指标。 9.硬度是检验材料性能是否合格的基本依据之一。 10. 11.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，维氏硬度小于前面两 种硬度。 12.冲击韧性：在冲击试验中，试样上单位面积所吸收的能量。 13.当交变载荷的值远远低于其屈服强度是发生断裂，这种现象称 为疲劳断裂。 14.疲劳度是指材料在无限多次的交变载荷作用而不会产生破坏的 最大应力。
熔点。 16.晶格：表示金属内部原子排列规律的抽象的空间格子。 晶面：晶格中各种方位的原子面。 晶胞：构成晶格的最基本几何单元。 17.体心立方晶格:α-Fe 、鉻（Cr）、钼（Mo）、钨（W）。 面心立方晶格：铝（Al）、铜（Cu）、银（Ag）、镍(Ni)、金（Au）。 密排六方晶格：镁（Mg）、锌（Zn）、铍（Be）、镉（Cd）。18.点缺陷是指长、宽、高三个方向上尺寸都很小的缺陷，如：间 隙原子、置换原子、空位。 19.线缺陷是指在一个方向上尺寸较大，而在另外两个方向上尺寸 很小的缺陷，呈线状分布，其具体形式是各种类型的位错。 20.面缺陷是指在两个方向上尺寸较大，而在另一个方向上尺寸很 小的缺陷，如晶界和亚晶界。 21.原子从一种聚集状态转变成另一种规则排列的过程，称为结晶。 结晶过程由形成晶核和晶核长大两个阶段组成。 22.纯结晶是在恒温下进行的。 23.实际结晶温度Tn低于理论结晶温度Tm的现象，称为过冷，其 差值称为过冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。 24.同一液态金属，冷却速度愈大，过冷度也愈大。 25.浇注时，向液态金属中加入一些高熔点、溶解度的金属或合金， 当其结构与液态金属的晶体结构相似时使形核率大大提高，获得均匀细小的晶粒。这种方法称为变质处理。 26.液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体，高温状态下的 晶体，在冷却过程中晶格结构法发生改变的现象，称为同素异构转变，又称重结晶。 27.一种金属具有两种或两种以上的晶体结构，称为同素异构性。 28.当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体 强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的下降，称为固溶强化。
材料成形技术基础复习题 一、选择题 1．铸造中，设置冒口的目的是（）。 a. 改善冷却条件 b. 排出型腔中的空气 c. 减少砂型用量 d. 有效地补充收缩 2．铸造时不需要使用型芯而能获得圆筒形铸件的铸造方法是( )。 a. 砂型铸造 b. 离心铸造 c. 熔模铸造 d. 压力铸造 3．车间使用的划线平板，工作表面要求组织致密均匀，不允许有铸造缺陷。其铸件的浇注位置应使工作面（）。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 4．铸件产生缩松、缩孔的根本原因（）。 a. 固态收缩 b. 液体收缩 c. 凝固收缩 d. 液体收缩和凝固收缩 5．为提高铸件的流动性，在下列铁碳合金中应选用（）。 a. C=3.5% b. C=3.8% c. C=4.0% d. C=4.7% 6．下列合金中，锻造性能最好的是（），最差的是（）。 a.高合金钢 b.铝合金 c.中碳钢 d.低碳钢 7．大型锻件的锻造方法应该选用（）。 a.自由锻 b.锤上模锻 c.胎膜锻 8．锻造时，坯料的始锻温度以不出现（）为上限；终锻温度也不宜过低，否则会出现（）。 a.晶粒长大 b.过热 c.过烧 d.加工硬化 9．材料经过锻压后，能提高力学性能是因为（）。 a.金属中杂质减少 b.出现加工硬化 c.晶粒细小，组织致密
材料和制造方法应选（）。 a.30钢铸造成形 b.30钢锻造成形 c.30钢板气割除 d.QT60-2铸造成形11．设计板料弯曲模时，模具的角度等于成品角（）回弹角。 a.加上 b.减少 c.乘以 d.除以 12．酸性焊条用得比较广泛的原因之一（）。 a. 焊缝美观 b. 焊缝抗裂性好 c. 焊接工艺性好 13．低碳钢焊接接头中性能最差区域（）。 a. 焊缝区 b. 正火区 c. 部分相变区 d. 过热区 14．焊接应力与变形的产生，主要是因为（）。 a. 材料导热性差 b. 焊接时组织变化 c.局部不均匀加热与冷却15．焊接热影响区，在焊接过程中是（）。 a. 不可避免 b. 可以避免 c. 不会形成的 16．灰口铁的壁越厚，其强度越低，这主要是由于（）。 a. 气孔多 b. 冷隔严重 c. 浇不足 d. 晶粒粗大且缩孔、缩松。17．圆柱齿轮铸件的浇注位置，它的外圈面应( )。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 18．合金的体收缩大,浇注温度过高, 铸件易产生（）缺陷; 合金结晶温度围广, 浇注温度过低,易使铸件产生（）缺陷。 a. 浇不足与冷隔 b. 气孔 c. 应力与变形 d. 缩孔与缩松19．绘制铸造工艺图确定拔模斜度时，其壁斜度关系时（）。 a. 与外壁斜度相同 b. 比外壁斜度大 c. 比外壁斜度小 20．引起锻件晶粒粗大的原因是（）。 a.终锻温度太高 b.始锻温度太低 c.终锻温度太低
《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 、判断题（每题分，共分，正确的画“O ”，错误的打“X ”） 、选择题（每空1分，共38分） 三、填空（每空0.5分，共26分） 1.( 化学成分) ( 浇注条件) ( 铸型性质) 2.( 浇注温度) 3.( 复杂) ( 广) 4.( 大) 5.( 补缩) ( 控制凝固顺序)6.( 球铁) ( 2 17% ) 7.( 缺口敏感性) ( 工艺)8.( 冷却速度) ( 化学成分) 9.( 低) 10.( 稀土镁合金)11.( 非加工)12.( 起模斜度) ( 没有) 13.( 非铁) ( 简单)14.( 再结晶)15.( 变形抗力) 16.( 再结晶) ( 纤维组织)17.( 敷料) ( 锻件公差) 18.( 飞边槽)19.( 工艺万能性)20.( 三) ( 二） 21.( -二二) ( 三)22.( 再结晶退火)23.( 三） 24.( -二二)25.( 拉) ( 压)26.( 化学成分) ( 脱P、S、O )27.( 作为电极) ( 填充金属)28.( 碱性) 29.( 成本) ( 清理)30.( 润湿能力)31.( 形成熔池) （达到咼塑性状态) ( 使钎料熔化)32.( 低氢型药皮) ( 直流专用)
Ct 230 图5 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） ? 2J0 环O' 4 “ei吋 纯 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序（6 分）。 O O 2 令 i 1 q―1 孔U 400 圈6 3、请修改图7?图10的焊接结构，并写出修改原因。 自由锻基本工序： 拔长、局部镦粗、拔长 图7手弧焊钢板焊接结构（2 分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2 分） 修改原因：避免焊缝交叉修改原因：避免应力集中（平滑过 度）
. 工程材料与成型技术基础 1.材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力。 2.工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。 3.弹性模量即引起单位弹性变形所需的应力。 4.载荷超过弹性极限后，若卸载，试样的变形不能全部消失，将保留一部分残余成形，这种不恢复的参与变形，成为塑性变形。 5.产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。 6.抗拉强度是试样保持最大均匀塑性变形的极限应力，即材料被拉断前的最大承载能力。 7.。发生塑性变形而力不增加时的应力称为屈服强度 8.硬度是指金属材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，是衡量金属材料软硬程度的指标。 9.硬度是检验材料性能是否合格的基本依据之一。 10.
11.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，维氏硬度小于前面两种硬度。 12.冲击韧性：在冲击试验中，试样上单位面积所吸收的能量。 13.当交变载荷的值远远低于其屈服强度是发生断裂，这种现象称为疲劳断裂。 14.疲劳度是指材料在无限多次的交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力。 文档资料Word . 15.原子在空间呈规则排列的固体物质称为晶体，晶体具有固定的熔点。 16.晶格：表示金属内部原子排列规律的抽象的空间格子。 晶面：晶格中各种方位的原子面。 晶胞：构成晶格的最基本几何单元。 17.体心立方晶格:α-Fe 、鉻（Cr）、钼（Mo）、钨（W）。 面心立方晶格：铝（Al）、铜（Cu）、银（Ag）、镍(Ni)、金（Au）。 密排六方晶格：镁（Mg）、锌（Zn）、铍（Be）、镉（Cd）。18.点缺陷是指长、宽、高三个方向上尺寸都很小的缺陷，如：间隙原子、置换原子、空位。 19.线缺陷是指在一个方向上尺寸较大，而在另外两个方向上尺寸很小的缺陷，呈线状分布，其具体形式是各种类型的位错。 20.面缺陷是指在两个方向上尺寸较大，而在另一个方向上尺寸很小的缺陷，如晶界和亚晶界。 21.原子从一种聚集状态转变成另一种规则排列的过程，称为结晶。结晶过程由形成晶核和晶核长大两个阶段组成。 22.纯结晶是在恒温下进行的。 23.实际结晶温度Tn低于理论结晶温度Tm的现象，称为过冷，其差值称为过冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。
材料成形技术基础答案_第2版_施江澜_赵占西主编 第一章金属液体成型 1。液态合金的填充能力是多少？它与合金的流动性有什么关系？为什么不同化学成分的合金有不同的流动性？为什么铸钢的填充能力比铸铁差？ ①液态合金的填充能力是指液态合金填充型腔并获得轮廓清晰、形状完整的高质量铸件的能力 ②流动性好，合金熔体充型能力强，容易获得尺寸准确、外观完整的铸件如果流动性不好，填充能力差，铸件容易出现冷隔、气孔等缺陷。不同成分的 ③合金具有不同的结晶特征。共晶合金的流动性最好，其次是纯金属，最后是固溶体合金 ④与铸钢相比，铸铁更接近共晶成分，结晶温度范围更小，流动性更好。2.既然提高浇注温度可以提高液态合金的填充能力，为什么要防止浇注温度过高呢？铸造温度过高( )会增加合金的收缩率，增加空气吸力，并导致严重氧化。相反，铸件容易出现缺陷，如缩孔、缩松、粘砂、夹杂物等。 3。缩孔和气孔的存在会减小铸件的有效承载面积，并引起应力集中，导致铸件的力学性能下降。缩孔 大且集中，容易发现。它可以通过特定的工艺从铸件主体上移除。缩孔较小且分散，多多少少存在于铸件中。对于普通铸件来说，它通常不被视为缺陷，只有当铸件具有高气密性时，才可以防止它液态合
金填充型腔后，如果在冷却和凝固过程中液态收缩和凝固收缩的量没有得到补充，在铸件的最终凝固部分将形成一些型腔。大而集中的空洞变成了缩孔，而小而分散的空洞被称为缩孔 的不足之处是砂类充填不充分。冷绝缘是指在施加一定的力之后，铸造工件出现裂纹或断裂，并且氧化物夹杂出现在断裂表面或没有熔合在一起。 出风口的作用是在铸造过程中排出型腔内的气体，防止铸件产生气孔，便于观察铸件情况。冒口是附加在铸件顶部或侧面的辅助部件，以避免铸造缺陷。在 分步凝固过程中，其横截面上的固相和液相被边界线清楚地分开。在定向凝固中，熔融合金根据所需的晶体取向在与热流相反的方向上凝固。 5。定向凝固的原理是将冒口放置在铸件可能出现缩孔的厚而大的部分，同时采用其他技术措施，从铸件远离冒口的部分到冒口建立逐渐增加的温度梯度，从而实现从远离冒口的部分如冒口方向的顺序凝固。 铸件相邻零件或铸件凝固开始和结束的时间相同或相似，甚至同时完成凝固过程，顺序和方向没有明显区别，称为同步凝固 定向凝固主要用于大体积收缩的合金，如铸钢、球墨铸铁等。同时，凝固适用于凝固收缩小的合金和壁厚均匀、结晶温度范围宽的合金铸件，但对致密性要求不高。6.不均匀冷却使得铸件的慢冷却部分拉伸，而快冷却部分压缩。零件向下弯曲。手动建模和机器建模的优缺点是
本试卷共 3 页，此页为 A 卷第 1 页 注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩） 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………
本试卷共 3 页，此页为 A 卷第 2 页 4.中小批量生产图示铸件，材料HT200。请选择铸造方法、造型方法、分型面和浇注位置（需说明理由，4分），示意绘出铸造工艺简图（3分）。 5.分析以下零件的结构工艺性，讲明原因并予以改正。（6分） （1）铸件 （2）自由锻件 （3）手工电弧焊件 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………
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中原工学院 2009～2010 学年第一学期 机自专业机械工程材料及成形基础课程期末试卷标准答案 一、判断题（在括号内打“√”或“×”，每小题1分，共17分） 1.×； 2.√； 3.×； 4.√； 5.√； 6.×； 7.×； 8.×； 9.√； 10.×； 11×； 12.×； 13.√； 14.×； 15.√； 16.×；17.√ 二、填空题（每空1分，共30分） 1.屈服点（或屈服强度、σs）；抗拉强度（或σb）。；P。 3. 奥氏体（或A）； 面心立方；%。4.化学成分；齿轮的组织。 5.球墨铸铁；最低抗拉强度值；MPa； 断后伸长率δ=7%。拔=F / F；Y镦=H0/H。7.收缩变形，扭曲变形，波浪变形，弯曲变形，角变形。8.经济性，实用性，工艺性。(或渗碳体)，G（或石墨）。 10. 升温，保温，冷却。 11.铸铝，黄铜 三、选择题（每空1分，共17分） ；；；；；；；； ；；；；；；； 四、综合题（共36分） 1.答：正火目的：细化晶粒，提高力学性能。（分） 调质目的：提高小轴综合力学性能（或强韧性）。（分） 轴颈高频淬火目的：提高轴颈硬度和耐磨性。（分） 回火目的：消除淬火应力，进一步提高耐磨性。（分） 各处理状态下的组织： 正火：F+P(或铁素体+珠光体)。（1分） 调质：S回（或回火索氏体）。（1分） 轴颈淬火：M+少量Ar（或马氏体+少量残留奥氏体）。（1分） 回火：M回（或回火马氏体）（1分） 2.答：（1）：B；（2）：C；（3）：D；（4）：A 。（每空1分） 3.答：改善焊接热影响区性能的措施有：（1）选择合理的焊接方法和规范；（2）确 定合适的焊后热处理工艺。（2分） 消除焊接应力的措施有：（1）焊前预热；（2）焊后热处理。（2分） 防止变形的工艺措施有：（1）选择合理的焊接顺序；（2）采用反变形法； （3）采用刚性固定法。（3分） 矫正焊接变形的措施有：（1）机械矫正法；（2）火焰矫正法。（2分） 4.答：铸造方法选择：该铸件给定材质为HT200，形状简单，生产批量不大，故选用砂型铸造。（1分） 造型方法选择：可选整模或分模造型，整模造型不易错箱，选整模造型。（1分）分型面选择：因该铸件呈轴对称结构，最大外径和高度相近，可有两种造型方法：○1沿轴线做分模面，分模造型。优点：内孔型芯易安放；缺点：易错箱。○2沿工件上端面做分型面，整模造型。优点：工件整体质量好；缺点：型芯安放稍困难。综合分析：分型面选后者较好。（1分） 浇注位置选择：该工件热节部位位于上端，为方便补缩，浇注位置选择为工件大端面朝上。（1分） 铸件图如图所示。（3分） A卷
第一篇 金属铸造成形工艺 一.掌握铸造定义与实质及其合金的铸造性能。 A铸造：将熔融金属浇入铸型型腔， 经冷却凝固后获得所需铸件的方法。 B铸造实质：液态成形。 C合金：两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素（碳）熔和在一起，所构成具有金属特性的物质。 D合金的铸造性能：是指合金在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力，流动性和收缩性是合金的主要铸造工艺特性。 二.掌握合金的充型能力及影响合金充型能力的因素。 A合金的充型能力：液态合金充满铸型，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。 B影响合金充型能力的因素： （1）铸型填充条件 a. 铸型材料； b. 铸型温度； c. 铸型中的气体 （2）浇注条件 a. 浇注温度（T） T 越高（有界限），充型能力越好。 b. 充型压力 流动方向上所受压力越大， 充型能力越好。 （3）铸件结构
结构越复杂，充型越困难。 三.掌握合金收缩经历的三个阶段及其铸造缺陷的产生。 A合金的收缩：合金从浇注、凝固、冷却到室温，体积 和尺寸缩小的现象。 B合金收缩的三个阶段： （1）液态收缩 合金从 T浇注→ T凝固开始 间的收缩。 （2）凝固收缩 合金从 T凝固开始→T凝固终止 间的收缩。 液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。 （3）固态收缩（易产生铸造应力、变形、裂纹等。） 合金从 T凝固终止→T室 间的收缩。 四.了解形成铸造缺陷（缩孔，缩松）的主要原因及其防止措施。 A产生缩孔和缩松的主要原因：液态收缩 和 凝固收缩 导致。 B缩孔形成原因：收缩得不到及时补充； 缩松形成原因：糊状凝固，被树枝晶体分隔区域难以实现补缩。 C缩孔与缩松的预防： （1）定向凝固，控制铸件的凝固顺序； （2）合理确定铸件的浇注工艺 五.掌握铸件产生变形和裂纹的根本原因。 铸件产生变形和裂纹的根本原因：铸造内应力（残余内应力） 六.掌握预防热应力的基本途径。 预防热应力的基本途径：缩小铸件各部分的温差，使其均匀冷却。借助于冷铁使铸件实现同时凝固。
第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素： 金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式 ②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。 收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 9.影响收缩的因素 （１）化学成分：碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力 10.缩孔及缩松：铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 缩孔的形成：主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。 缩松的形成：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。
如有帮助，欢迎下载支持。 1 20 2008 至 2009 学年第 2 学期 材料成型工艺基础 试卷A 卷 出卷教师：课题组 适应班级： 考试方式：闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 % 复查总分 总复查人 （本题 28 分）一、填空题（每空0.5分，共28分） 1.铸件在冷却过程中，若其固态收缩受到阻碍，铸件内部即将产生内应力。按内应力的产生原因，可分为 热 应力和 机械 应力两种。 2.常用的特种铸造方法有： 壳型铸造 、 金属型铸造 、 压力铸造 、 低压铸造 、离心铸造 和 熔模铸造 等。 3.压力加工是使金属在外力作用下产生 塑性变形 而获得毛坯或零件的方法。 4.常用的焊接方法有 熔焊 、 压焊 和 钎焊 三大类。 5.影响充型能力的重要因素有 金属的流动性 、 浇注条件 和 铸型的性质 等。 6.压力加工的基本生产方式有 轧制 、 挤压 、 拉拔 、 自由锻 、 模锻 和 板料冲压 等。 7.热应力的分布规律是：厚壁受 拉 应力，薄壁受 压 应力。 8.提高金属变形的温度，是改善金属可锻性的有效措施。但温度过高，必将产生 、 、 和严重氧化等缺陷。所以应该严格控制锻造温度。 9.板料分离工序中，使坯料按封闭的轮廓分离的工序称为 冲裁 ；使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为 剪切 。 10.拉深件常见的缺陷是 拉裂 和 起皱 。 11.板料冲压的基本工序分为 分离工序 和 成形工序 。前者指冲裁工序，后者包括 拉伸 、 弯曲 、和 胀型、翻边、缩口、旋压 。 12.为防止弯裂，弯曲时应尽可能使弯曲造成的拉应力与坯料的纤维方向 垂直 。 13.拉深系数越 小 ，表明拉深时材料的变形程度越大。 14.将平板毛坯变成开口空心零件的工序称为 拉深 。 15.熔焊时，焊接接头是由 焊缝 、 熔合区 、 热影响区 和 其相邻的母材 组成。其中 和 是焊接接头中最薄弱区域。 16.常用的塑性成形方法有： 、 、 、 、 等。 16.电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件局部加热到塑性或融化状态，然后在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为 焊、 焊和 焊三种型式。其中 适合于无气密性要求的焊件； 适合于焊接有气密性要求的焊件； 只适合于搭接接头； 只适合于对接接头。 《材料成型工艺基础》试卷A 卷 第 1 页 （ 共 6 页 ） （本题 15 分）二、判断题（正确打√，错误打×，每题1分，共15分） 1.灰口铸铁的流动性好于铸钢。 （ ） 2.为了实现顺序凝固，可在铸件上某些厚大部位增设冷铁，对铸件进行补缩。 （ ） 3. 热应力使铸件的厚壁受拉伸，薄壁受压缩。 （ ） 4.缩孔是液态合金在冷凝过程中，其收缩所缩减的容积得不到补足，在铸件内部形成的孔洞。（ ） 5.熔模铸造时，由于铸型没有分型面，故可生产出形状复杂的铸件。 （ ） 6.为便于造型时起出模型，铸件上应设计有结构斜度即拔模斜度。 （ ） 7.合金的液态收缩是铸件产生裂纹、变形的主要原因。 （ ） 8.在板料多次拉深时，拉深系数的取值应一次比一次小，即m1>m2>m3…>mn。 （ ） 9.金属冷变形后，其强度、硬度、塑性、韧性均比变形前大为提高。 （ ） 10.提高金属变形时的温度，是改善金属可锻性的有效措施。因此，在保证金属不熔化的前提下，金属 的始锻温度越高越好。 （ ） 11.锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。 （ ） 12.由于低合金结构钢的合金含量不高，均具有较好的可焊性，故焊前无需预热。 （ ） 13.钢中的碳是对可焊性影响最大的因素，随着含碳量的增加，可焊性变好。 （ ） 14.用交流弧焊机焊接时，焊件接正极，焊条接负极的正接法常用于焊厚件。 （ ） 15. 结422表示结构钢焊条，焊缝金属抗拉强度大于等于420Mpa ，药皮类型是低氢型，适用于交、直 流焊接。 （（本题 15 分）三、选择题（每题1分，共15分，要求在四个备选答案中选择 一个填在题后的括号内。） 1. 亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔 ，流动性 。 a .减小，提高； b .增大，降低； c. 减小，减小； d. 增大, 提高 2. 预防热应力的基本途径是尽量 铸件各部位的温度差。 a .尽量减少； b . 尽力保持； c.略微提高； d. 大幅增加 3.卧式离心铸造常用来生产 铸件。 a. 环、套圈类； b .铸管类； c.箱体类； d.支架类 4.预防热应力的基本方法是采取 原则。 a. 同时凝固； b. 顺序凝固； c. 逐层凝固； d. 糊状凝固 5.为防止缩孔的产生，可选择的工艺措施为 。 a.顺序凝固； b. 同时凝固 c. 糊状凝固 6. 液态合金在冷凝过程中，其 收缩和 收缩所缩减的容积得不到补足，则在铸件最 后凝固的部位形成缩孔。 a .液态，凝固； b .凝固，固态； c .液态，固态； 《材料成型工艺基础》试卷A 卷 第 2 页 （ 共 6 页 ） 学院名称 专业班级 姓名： 学号： 密 封 线 内 不 要 答 题 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 线 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃
材料成型技术基础复习重点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1.1 1.常用的力学性能判据各用什么符号表示它们的物理含义各是什么 塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性 1.2 金属的结晶：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。 细化晶粒的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度、动力学法等来细化晶粒，以改善金属材料性能。 合金的晶体结构比纯金属复杂，根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种结构。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。 1.3 铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体 1.4 钢的牌号和分类 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 1.5 塑料即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。 热塑性塑料：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。 热固性塑料：即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的产物。 橡胶橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。 1.6 复合材料：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。 通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧性等。 1.8工程材料的发展趋势
据预测，21世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主导地位，其中钢铁仍是产量最大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。 今后材料发展的总趋势是：以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。 2.0材料的凝固理论 凝固：由液态转变为固态的过程。 结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 粗糙界面：微观粗糙、宏观光滑； 将生长成为光滑的树枝； 大部分金属属于此类 光滑界面：微观光滑、宏观粗糙； 将生长成为有棱角的晶体； 非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类 偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象 宏观偏析通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象 2.1 铸件凝固组织：宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况，铸件的凝固组织是由合金的成分和铸造条件决定的。 铸件的宏观组织一般包括三个晶区：表面的细晶粒区、柱状晶粒区和内部等轴晶区。
材料成形技术基础复习题 一、填空题 1、熔模铸造的主要生产过程有压制蜡模，结壳，脱模，造型，焙烧和浇注。 2、焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。 3、接的主要缺陷有气孔，固体夹杂，裂纹，未熔合，未焊透，形状缺陷等。 4、影响陶瓷坯料成形性因素主要有胚料的可塑性，泥浆流动性，泥浆的稳定性。 5、焊条药皮由稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂和粘结剂组成。 6、常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造和陶瓷型铸造等。 7、根据石墨的形态特征不同，可以将铸铁分为普通灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。 二、单项选择题 1.在机械性能指标中，δ是指( B )。 A.强度 B.塑性 C.韧性 D.硬度 2.与埋弧自动焊相比，手工电弧焊的优点在于( C )。 A.焊接后的变形小 B.适用的焊件厚 C.可焊的空间位置多 D.焊接热影响区小 3.A3钢常用来制造( D )。 A.弹簧 B.刀具 C.量块 D.容器 4.金属材料在结晶过程中发生共晶转变就是指( B )。 A.从一种液相结晶出一种固相 B.从一种液相结晶出两种不同的固相 C.从一种固相转变成另一种固相 D.从一种固相转变成另两种不同的固相 5.用T10钢制刀具其最终热处理为( C )。 A.球化退火 B.调质 C.淬火加低温回火 D.表面淬火 6.引起锻件晶粒粗大的主要原因之一是( A )。 A.过热 B.过烧 C.变形抗力大 D.塑性差 7.从灰口铁的牌号可看出它的( D )指标。 A.硬度 B.韧性 C.塑性 D.强度 8.“16Mn”是指( D )。 A.渗碳钢 B.调质钢 C.工具钢 D.结构钢 9.在铸造生产中，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 10.适合制造齿轮刀具的材料是( B )。 A.碳素工具钢 B.高速钢 C.硬质合金 D.陶瓷材料 11.在车床上加工细花轴时的主偏角应选( C )。 A.30° B.60° C.90° D.任意角度 12.用麻花钻加工孔时，钻头轴线应与被加工面( B )。 A.平行 B.垂直 C.相交45° D.成任意角度 三、名词解释 1、液态成型液态成型是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。金属的液体成型也称为铸造。 2、焊缝熔合比熔焊时，被熔化的母材金属部分在焊道金属中所占的比例，叫焊缝的熔合比。 3、自由锻造利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻 4、焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏，形成新的界面所产生的缝隙称为焊接裂纹。 5、金属型铸造用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型（即金属型）中获得铸件的方法。 四、判断题： 1、铸造的实质使液态金属在铸型中凝固成形。（√） 2、纤维组织使金属在性能上具有了方向性。（√） 3、离心铸造铸件内孔直径尺寸不准确，内表面光滑，加工余量大。（×）