材料成形技术基础问答题答案.docx
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材料成形技术基础问答题答案
第二章铸造成形
问答题:
1.合金的流动性〔充型能力〕取决于哪些因素?
提高液态金属充型能力一般采用哪些方法?
答:
因素及提高的方法:
〔1〕金属的流动性:
尽量采用共晶成分的合金或结晶温度围较小的合金,提高金属液的品质;
〔2〕铸型性质:
较小铸型与金属液的温差;
〔3〕浇注条件:
合理确定浇注温度、浇注速度和充型压头,合理设置浇注系统;
〔4〕铸件构造:
改良不合理的浇注构造。
2.影响合金收缩的因素有哪些?
答:
金属自身的化学成分,结晶温度,金属相变,外界阻力〔铸型外表的摩擦阻力、热阻力、机械阻力〕
3.分别说出铸造应力有哪几类?
答:
〔1〕热应力〔由于壁厚不均、冷却速度不同、收缩量不同〕
〔2〕相变应力〔固态相变、比容变化〕
〔3〕机械阻碍应力
4.铸件成分偏析分为几类?
产生的原因是什么?
答:
铸件成分偏析的分类:
〔1〕微观偏析
晶偏析:
产生于具有结晶温度围能形成固溶体的合金。
〔因为不平衡结晶〕
晶界偏析:
〔原因:
①两个晶粒相对生长,相互接近、相遇;②晶界位置与晶粒生长方向平行。
〕
〔2〕宏观偏析
正偏析〔因为铸型强烈地定向散热,在进展凝固的合金形成一个温度梯度〕
逆偏析
产生偏析的原因:
结晶速度大于溶质扩散的速度
5.铸件气孔有哪几种?
答:
侵入气孔、析出气孔、反响气孔
6.如何区分铸件裂纹的性质〔热裂纹和冷裂纹〕?
答:
热裂纹:
裂缝短,缝隙宽,形状曲折,缝呈氧化颜色
冷裂纹:
裂纹细小,呈连续直线状,缝有金属光泽或轻微氧化色。
七:
什么是封闭式浇注系统?
什么是开放式浇注系统?
他们各组元横截面尺寸的关系如何?
答:
封闭式浇注系统:
从浇口杯底孔到浇道的截面逐渐减小,阻流截面在直浇道下口的浇注系统。
(ΣF<ΣF横 开放式浇注系统: 从浇口杯底孔到浇道的截面逐渐加大,阻流截面在直浇道上口的浇注系统。 〔ΣF>ΣF横>F直下端>F直上端〕 8.浇注位置和分型面选择的根本原那么有哪些? 答: 浇注位置选择: 〔1〕逐渐的重要外表朝下或处于侧面;〔原因: 以防止气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷〕 〔2〕铸件的宽大平面朝下或倾斜浇注; 〔3〕铸件的薄壁局部朝下;〔原因: 可保证铸件易于充型,防止产生浇缺乏、冷隔缺陷〕 〔4〕铸件的厚大局部朝上。 〔原因: 便于补缩〕容易形成缩孔的铸件,厚大局部朝上。 〔原因: 便于安置冒口实现自上而下的定向凝固,防止产生缩孔〕 分型面的选择: 〔1〕应尽可能使全部或大局部构件,或者加工基准面与重要的加工面处于同一半型;〔原因: 以防止因合型不准产生错型,保证铸件精度〕 〔2〕应尽可能减少分型面的数目;〔原因: 保证铸件精度,简化造型操作〕 〔3〕分型面应尽量选用平面〔原因: 简化造型工艺过程和模板制造,容易保证铸件精度〕 〔4〕尽可能使型腔和主要型芯位于下型。 〔原因: 便于造型,合型,下芯,检验铸件壁厚〕 9.铸件的拔模斜度的设计原那么有哪些? 答: 设计原那么〔1〕一般在0.5-5度之间; 〔2〕立壁越高,斜度越小; 〔3〕机器造型的斜度应小; 〔4〕木模造型的斜度应大; 〔5〕壁的斜度比外壁的斜度大。 10.浇注系统的作用、根本组元构成、根本类型? 答: 浇注系统的作用: 〔1〕将铸型型腔与浇包连接起来,平稳地导入液态金属; 〔2〕挡渣及排除铸型型腔中的空气及其他气体; 〔3〕调节铸型与铸件各局部的温度分布以控制铸件的凝固顺序; 〔4〕保证液态金属在最适宜的时间围充满铸型,不是金属过度氧化,有足够的压力头,并保证金属液面在铸型腔有适当的上升速度。 根本组元构成: 浇口杯,直浇道,横浇道,浇道〔浇包、通气孔〕 根本类型: 顶部注入式,中间注入式,底部注入式,阶梯注入式〔按浇道在铸件的相对位置分〕 开放式浇注系统,封闭式浇注系统〔组元截面比例的大小或限流截面位置不同〕 11.冒口的作用是什么? 简述其设计时应满足的根本条件。 答: 冒口的作用: 补缩铸件、集渣、通气排气 根本条件: 〔1〕凝固时间应大于或等于铸件的凝固时间; 〔2〕有足够的金属液体补充铸件的收缩; 〔3〕与铸件被补缩部位之间必须存在补缩通道; 12.铸件构造设计的一般原那么? 答: 〔1〕简化或减少分型面; 〔2〕应尽量不用或少用型芯; 〔3〕铸件构造应起模方便; 〔4〕有利于型芯的固定和排气; 〔5〕防止变形和裂纹; 〔6〕有利于防止夹渣、气孔; 〔7〕有利于铸件清理。 第三章塑性成形 问答题 1.金属塑性变形遵循的根本规律。 答: 1〕体积不变定理: 金属固态成形加工中金属变形后的体积等于变形前的体积。 〔又叫质量恒定定理〕; 2)最小阻力定律: 金属在塑性变形过程中,其质点都将沿着阻力最小的方向移动。 2.金属的可锻性? 影响金属可锻性的主要因素有哪些? 答: 可锻性〔金属塑性变形的能力〕: 金属材料在塑性成形加工时获得优质毛坯或零件的难易程度。 影响因素: 1〕金属本身的性质: 化学成分的影响〔纯金属的塑性比合金好〕、部组织的影响〔单相组织比多相组织塑性好,均匀细小晶粒铸态柱状晶组织和粗晶组织可锻性好〕; 2〕变形加工条件: 变形温度的影响〔对于多数金属材料,温度提高,塑性提高〕、变形速度的影响〔变形速度足够大,热效应现象明显,金属的塑性指标延伸系数和断面收缩率调高,变形抗力下降〕、应力状态的影响〔压应力和拉应力不同〕。 3.绘制自由锻件图时考虑的因素有哪些? 自由锻件图与模锻件图有何区别? 答: 绘制自由锻件图考虑的因素: 1〕敷料或余块: 简化锻件形状便于锻造增添的金属局部; 2〕加工余量: 在零件加工外表增加供切削加工用的金属局部〔零件越大、形状越复杂,余量越大〕 3〕锻件公差: 锻件名义上尺寸允许的变动量。 模锻件图和自由锻件图的区别: 模锻图比自由锻件图多分模面、模锻斜度、模锻件圆角半径。 4.自由锻件构造设计时应满足那些要求? 答: 1〕自由锻件上应防止锥体、曲线或曲面交接以及椭圆形、工字形截面等构造; 2〕自由锻件上应防止加强筋、凸台等构造; 3〕对于锻件截面急剧变化或形状复杂采用特别的技术措施或工具;还可以设计几个简单件构成组合件,再焊接〕。 5.绘制模锻件图应考虑的主要因素和模锻件构造设计的原那么。 答: 主要因素: 分模面、敷料、加工余量、锻件公差、模锻斜度、模锻件圆角半径。 原那么: 1〕模锻零件必须具有一个合理的分模面,以保证模锻件抑郁从锻模中取出、敷料最少、锻模制造容易; 2〕零件外形力求简单、平直和对称,尽量防止零件截面间差异过大或具有薄壁、高筋、高凸起等构造,以便于金属充满模膛和减少工序; 3〕尽量防止有深孔或多孔构造; 4〕有可能的情况下,对复杂的零件采用锻-焊组合,以减少敷料,简化模锻过程。 6.模锻是确定锻件分模面位置的原那么。 答: 1〕要保证模锻件易于从模膛中取出; 2〕所选定的分模面应能使模膛的深度最浅; 3〕选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致; 4〕分模面最好是平面,且上下锻模的模膛深度尽可能一致; 5〕所选分模面尽可能使锻件上所加的敷料最少。 7.冲孔和落料时凸、凹模尺寸确定,凸、凹模间隙对冲裁成形工艺的影响。 答: 尺寸确实定: 落料: 凹模刃口尺寸即为落料件尺寸,然后用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值; 冲孔: 凸模刃口尺寸为孔的尺寸,然后用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值。 对成形工艺的影响: 间隙过小: 凸模刃口附近的剪裂纹较正常间隙时向外错开,上下裂纹不能很好重合,导致毛刺增大。 间隙过大: 凸模刃口附近的剪裂纹较正常间隙时向错开,因此光亮带小一些,剪裂带和毛刺均较大。 8.冲孔和落料异同之处? 答: 一样: 变形机制一样;模具构造一样。 不同: 凸凹模尺寸取向不同。 9.防止拉深中的起皱和破裂的主要措施有哪些" 答: 1〕选用压边圈; 2〕采用屡次拉深; 3〕拉深系数尽可能取小值 10.模型锻造时,影响金属充满模膛的因素有哪些? 答: 1〕金属的塑性和变形抗力; 2〕金属模锻时的温度; 3〕飞边槽的形状和位置; 4〕锻件的形状和尺寸; 5〕设备的工作速度: 一般速度大,填充好; 6〕填充模膛方式: 镦粗比挤压易充型; 7〕其他,如有误润滑、预热 11.拉深模与冲裁模的主要区别? 答: 1〕工作局部凸模与凹模的间隙不同; 2)拉深的凹凸模没有锋利的刃口。 第五章连接成形局部 问答题: 1.焊接接头的组成,影响焊接接头组织和性能的因素。 答: 焊接接头的组成: 焊缝、熔合区、热影响区 影响焊接接头组织和性能的因素: 1)焊缝的组织和性能: 金属结晶从熔池底壁开场,由于各个方向冷却速度不同,形成柱状晶。 由于冷却速度很快,已凝固的焊缝金属中的化学成分来不及扩散,易造成合金元素的分布不均匀。 由于焊接材料的渗合金作用,焊缝金属的合金元素含量比基体要高,所以焊缝金属的力学性能可能不低于基体金属。 2)熔合区的组织和性能: 〔过渡区〕熔合区的塑形和韧性极差,成为裂纹和局部脆性破坏的源点。 3)热影响区的组织和性能: 〔分为过热区、正火区、局部相变区〕热影响是不可防止的,为了提高焊接品质希望它愈小愈好。 改善焊接接头组织性能的方法: 〔从焊接方法、焊接规、接头型式、焊接后冷却速度考虑〕 1)对于低碳钢焊接因其塑形好,热影响区较窄,不需要处理; 2)对于重要的钢构造或用电渣焊焊接构件,需要焊接热处理; 3)对于碳素钢与低碳合金钢构件,需要正火处理; 4)对于不能进展热处理的金属或构件,需要正确的焊接方法和焊接过程来减少影响。 2.减少焊接应力常采用的措施有哪些? 答: 〔焊件的局部不均匀受热是产生焊接应力的根本原因〕 1)选择合理的焊接顺序: 尽量使焊缝自由收缩而不受较大的约束; 2)焊前预热; 3)加热“减应区〞; 4)焊后热处理: 去应力退火。 3.焊接变形的根本形式有哪些? 消除焊接变形常采用的措施有哪些? 答: 焊接变形的根本形式: 收缩变形、角变形〔焊接截面形状上下不对称〕、弯曲变形〔焊缝不对称〕、波浪形变形〔薄板〕、扭曲变形〔构件横截面不对称或焊接过程不合理〕。 采用的措施: 1)合理设计焊接构件: 减少焊缝数量、焊缝长度、焊缝截面积; 2)采用必要的技术措施 反变形法: 焊件安置在与焊接变形相反的位置; 加裕量法: 增加收缩量; 刚性夹持法 选择合理的焊接顺序 采用合理的焊接方法: 逆向分段焊法 4.为什么要对焊件冶金过程进展保护? 采用的保护措施有哪些? 答: 原因: 1〕温度高,金属蒸发、氧化和吸气严重; 2〕熔池体积小,冷却速度快,不利于焊缝金属化学成分不均匀和气体、杂质的排除,产生气孔和夹渣。 保护措施: 1〕采取保护措施,限制有害气体进入焊接区。 如: 焊条药皮、自动焊焊剂、惰性气体等; 2〕渗入有用合金元素以保护焊缝成分。 焊条药皮或焊剂中参加锰铁元素; 3〕进展脱氧、脱硫和脱磷。 焊条药皮中参加锰铁或硅铁。 5、6不作要求 7.什么是焊接热影响区,焊接热影响区由几局部组成? 答: 定义: 在电弧热的作用下,焊缝两侧处于固态的木材发生组织或性能变化的区域。 组成: 过热区、正火区。 8.什么是直流正接? 什么是直流反接? 各用于什么场合? 答: 直流正接: 焊件接直流正极,焊条接直流负极。 适用于较厚或高熔点的金属焊件。 直流反接: 焊件接直流负极,焊条接直流正极。 适用于较薄或低熔点金属焊件。 〔补充: 碱性焊条采用直流反接,保证电弧稳定燃烧;酸性焊条采用交流弧焊接〕 9.氩弧焊工艺有哪些特点? 答: 1〕焊接品质好,成形美观〔因为氩弧焊电弧稳定,飞减小,焊缝致密〕; 2〕焊接热影响区和变形较小〔因为保护气流压缩电弧燃烧,热量集中,熔池较小〕; 3〕操作性能好〔因为气流保护,明弧可见,便于观察、操作、可进展全位置焊接〕; 4〕适用于焊接易氧化金属; 5〕焊接本钱高。 〔缺点〕 10.焊接构造设计时应遵守的主要原那么有哪些? 答: 1〕焊缝位置应便于操作: 手弧焊要考虑焊条操作空间、自动焊应考虑接头处便于存放焊剂、电焊应考虑电极引入方便; 2〕焊缝位置布置应有利于减少焊接应力与变形: 焊缝应防止过分集中和穿插、尽量减少焊缝数量、焊缝应尽量对称布置、焊缝端部产生锐角处应该去掉、焊缝应尽量避开最大应力或应力集中、不同厚度工件焊接时接头处应平滑过渡、焊缝应避开加工外表。
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