材料成型原理河海大学复习资料(精)
材料成型复习题(复习资料)
材料成型复习题(答案)一、1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。
落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边是废料；冲孔则相反。
2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的结合和扩散作用牢固的连接起来，形成永久性接头的过程。
3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺4．缩孔、缩松液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。
5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。
直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。
6 自由锻造：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的成形过程。
模型锻造：它包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，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锻造成型过程。
7.钎焊：利用熔点比钎焊金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件连接起来的一种方法。
8.金属焊接性：金属在一定条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性。
9，粉末冶金：是用金属粉末做原料，经压制后烧结而制造各种零件和产品的方法。
二、1、铸件中可能存在的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔三种。
2、金属粉末的基本性能包括成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。
3、砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。
材料成型复习资料
一、名词解释1.充型能力——液态金属充满型腔的能力。
2.均质形核——在没有外来界面的均匀熔体中形核的过程。
3.溶质再分配——液态金属从形核到完全凝固过程中，固液两相不断进行着溶质元素的交换。
4.析出性气孔——液态金属冷却过程中，因气体溶解度下降，析出的气体来不及逸出而产生的气孔。
5.焊接接头——主要由焊缝、熔合区、热影响区、母材组成。
6.T8/5——金属元素从800℃降到500℃所需的时间。
7.过渡系数——熔敷金属中的实际含量与原始含量之比。
8.熔合比——焊缝中未熔化母材所占比例。
9.体积力——与变形体内各质点质量成正比的力。
10.应力张量——表示应力状态的九个分量构成一个二阶张量。
11.塑性——固体材料在外力作用下发生的永久变形，而不被破坏其完整性的能力。
12.屈服准则——描述不同应力下变形体有弹性状态进入塑性状态，并持续塑性状态所必须遵循的条件。
13.本构方程——塑性变形过程中表示应力状态与应变状态的数学关系式。
二、选择题1.下列哪一项不是液态金属的凝固过程起伏状态（ D ）。
A.能量起伏B.结构起伏C.成分起伏D.组织起伏2.下列不属于影响液态金属表面张力的因素是（ A ）。
A.化学成分B.温度C.熔点D.溶质元素3.异质形核速率与下列哪种方式无关（ B ）。
A.过冷度B.合金成分C.基底形态D.界面4.成分过冷引起的原因是（ C ）。
A.温度梯度B.平衡系数C.溶质再分配D.成分过冷度5.铸件的性能要求具备明显的方向性，应选择（ C ）组织。
A.平面晶B.胞状晶C.柱状晶D.等轴晶6.液态金属内部或与铸型之间发生化学反应而产生的气孔，成为（ B ）。
A.析出性气孔B.反应性气孔C.侵入性气孔D.缩孔7.下列关于熔焊、压焊和钎焊的说法错误的是（ D ）。
A.熔焊最有利于实现原子间的结合，是金属焊接的最主要方法。
B.使用熔点高于450℃的钎料进行的钎焊成为硬钎焊。
C.熔焊和钎焊微观上相同的，都在连接处形成共同晶粒。
河海大学文天学院建筑(工程)材料复习资料
文天学院建筑材料复习资料一课后习题1、试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性的影响。
(P22)答：对表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。
而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。
对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如：孔隙处的应力集中。
对吸水性的影响：开口大孔，水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙，水无法进入。
当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。
对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性;如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。
对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。
对导热性的影响：如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。
如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。
2、某工地所用碎石，其密度为2.65克/立方厘米,松散堆积密度为 1680千克/立方米，表观密度为2.61克/立方厘米。
求该碎石的空隙率和岩石的孔隙率。
（设该碎石颗粒中的孔隙均为闭口空隙。
）(P22)3.什么是水泥安定性？体积安定性不良原因及危害有哪些？(P58)水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。
如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为体积安定性不良，安定性不良会使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。
引起水泥安定性不良的原因有很多，主要有以下三种：熟料中所含的游离氧化钙过多、熟料中所含的游离氧化镁过多或掺入的石膏过多。
熟料中所含的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，熟化很慢，在水泥硬化后才进行熟化，这是一个体积膨胀的化学反应，会引起不均匀的体积变化，使水泥石开裂。
材料成型原理复习总结
材料成型原理复习总结名词解释：1溶质平衡分配系数：定义为特定温度下固相合金成分浓度与液相合金成分浓度达到平衡时的比值。
2液态金属的充型能力:充型过程中，液态金属充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰的铸件的能力。
3孕育处理：是在浇注之前或者浇注过程中向液态金属中添加少量物质以达到细化晶粒，改善宏观组织目的的一种工艺方法。
4最小阻力定律：当变形体质点有可能沿不同方向移动时，则物体各质点将沿着阻力最小的方向移动。
5金属的超塑性：所谓超常的塑性变形行为，具有均匀变形能力，其伸长率可以达到百分之几百，甚至几千，这就是金属的超塑性6定向凝固原则：就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近你冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。
7偏析：合金在凝固过程中发生的化学成分不均匀的现象称为偏析。
8平衡凝固：是指液，固相溶质成分完全达到平衡状态图对应温度的平衡成分。
9相变应力：具有固态相变的合金，若各部分发生相变的时刻及相变的程度不同，其内部就可能产生应力，这种应力就成为相变引力。
10晶体择优生长：在发展成为柱状晶组织的过程中需要淘汰取向不利的晶体，这个互相竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的择优生长。
简答题1.简述金属压力加工（塑性成形）的特点和应用。
答：1生产效率高。
（适用于大批量生产）2.改善了金属的组织和结构（钢锭内部的组织缺陷经塑性变形后组织变得致密，夹杂物被击碎；与机械加工相比，金属的纤维组织不会被切断，因而结构性能得到提高）3材料的利用率高（无切削，只有少量的工艺废料，因此利用率高）4尺寸精度高（精密锻造，精密挤压，精密冲裁零件，可以达到不需要机械加工就可以使用的程度）应用：金属的塑性加工在汽车，拖拉机，船舶，兵器，航空和家用电器等行业都有广泛的应用。
2．什么是缩孔和缩松？请分别简述这两种铸造缺陷产生的条件和基本原因。
答：铸件在凝固的过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞.容积大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。
材料成型原理及工艺复习题
材料成型原理及工艺复习题材料成型原理及工艺复习题材料成型是指通过一系列的工艺操作，将原材料加工成所需形状和尺寸的工艺过程。
它在制造业中起着举足轻重的作用，涵盖了各种材料的加工，如金属、塑料、陶瓷等。
本文将通过一些复习题来回顾材料成型的原理和工艺。
1. 什么是材料成型的基本原理？材料成型的基本原理是通过施加外力或温度变化使材料发生形变，从而得到所需的形状和尺寸。
这种形变可以是塑性变形、弹性变形或熔化。
2. 请列举几种常见的材料成型工艺。
常见的材料成型工艺包括锻造、压力加工、注塑、挤压、铸造等。
3. 锻造是一种常用的金属成型工艺，请简要介绍锻造的原理和应用。
锻造是指将金属材料加热至一定温度后，施加外力使其发生塑性变形的工艺。
通过锻造，可以改变金属的形状和尺寸，提高其力学性能。
锻造广泛应用于航空、汽车、机械等领域，用于制造各种零部件。
4. 压力加工是一种常见的塑料成型工艺，请简要介绍压力加工的原理和应用。
压力加工是指将热塑性塑料加热至熔化状态后，通过施加压力使其充填到模具中，并在冷却后得到所需形状的工艺。
压力加工广泛应用于塑料制品的生产，如家电外壳、塑料容器等。
5. 注塑是一种常见的塑料成型工艺，请简要介绍注塑的原理和应用。
注塑是指将热塑性塑料颗粒加热至熔化状态后，通过注射机将熔融塑料注入模具中，并在冷却后得到所需形状的工艺。
注塑广泛应用于塑料制品的生产，如手机壳、玩具等。
6. 挤压是一种常见的金属和塑料成型工艺，请简要介绍挤压的原理和应用。
挤压是指将金属或塑料材料加热至一定温度后，通过挤压机将材料挤出成型孔口的工艺。
挤压可以用于制造各种型材，如铝合金门窗型材、塑料管材等。
7. 铸造是一种常见的金属成型工艺，请简要介绍铸造的原理和应用。
铸造是指将金属加热至液态后，倒入模具中并在冷却后得到所需形状的工艺。
铸造是制造大型金属件的常用工艺，如汽车发动机缸体、船舶螺旋桨等。
通过以上复习题，我们回顾了材料成型的基本原理和常见工艺。
材料成型原理章节复习资料
材料成型原理章节复习资料第一章结构起伏：原子团与空穴的变化现象；三种起伏现象：温度起伏、结构起伏、成分起伏；这三种起伏现象影响液态金属的凝固的过程，从而对产品的质量产生重要的影响。
粘度：液态金属由于原子间作用力大为削弱，且其中存在大量的空穴，其活动性比固态金属要大得多，呈液体的性质。
表面张力：使单独出现在大气中的一小部分液体趋向球状的力。
表面张力的实质：液体或固体同空气或真空接触的界面叫表面。
表面具有特殊的性质，由此产生一些表面特有的现象-----表面现象。
流变铸造：金属或合金在凝固温度区间给以强烈的搅拌，使晶体的生长形态发生变化，有本来是静止状态的树枝晶转变梅花状或接近于球形的晶粒。
第二章流动性：液态金属本身的流动能力；影响：流动性对于排除液体金属中的气体和杂质，凝固过程的补缩、防止开裂，获得优质的液态成形产品有着重要的影响。
液态金属凝固过程中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流。
自然对流：由密度差和凝固收缩引起的流动。
强迫对流：由液体受到各种方式的驱动力而产生的流动。
传热的三种基本方式：传导传热、对流换热、辐射换热。
第三章液态金属凝固的驱动力：液态金属凝固的驱动力是由过冷度提供的，过冷度越大，凝固驱动力也就越大。
过冷度为零时，驱动力则无。
所以金属不能在无过冷度的情况下凝固。
热力学能障：由被迫处于高自由能过度状态下的界面原子所产生。
动力学能障：由金属原子穿越界面过程所引起。
均质形核：在没有任何外来界面的均匀熔体中的形核过程。
异质形核：在不均匀的熔体中依靠外来杂质提供的衬底进行形核的过程。
异质核心基底形态与核心容积的关系：按晶核原子数：凸面上形成的晶核原子数最多，平面上次之，凹面上最少。
按促进异质形核能力：凹界面基底的形核能力最强，平界面基底次之，凸界面基底最弱。
影响异质形核速率的因素：过冷度、界面、液态金属的过热及持续时间的影响。
晶体宏观长大方式：当温度梯度为正时，晶体平面方式长大；当温度梯度为负时，晶体以树枝晶方式生长。
《材料成形原理》复习资料(doc 15页)
《材料成形原理》复习资料(doc 15页)《材料成形原理》复习题(铸)第二章 液态金属的结构和性质1． 粘度。
影响粘度大小的因素？粘度对材料成形过程的影响？1)粘度：是液体在层流情况下，各液层间的摩擦阻力。
其实质是原子间的结合力。
2)粘度大小由液态金属结构决定与温度、压力、杂质有关：(1)粘度与原子离位激活能U 成正比，与相邻原子平衡位置的平均距离的三次方成反比。
(2)温度：温度不高时，粘度与温度成反比；当温度很高时，粘度与温度成正比。
(3)化学成分：杂质的数量、形状和分布影响粘度；合金元素不同，粘度也不同，接近共晶成分，粘度降低。
(4)材料成形过程中的液态金属一般要进行各种冶金处理，如孕育、变质、净化处理等对粘度有显著影响。
3)粘度对材料成形过程的影响(1)对液态金属净化(气体、杂质排出)的影响。
(2)对液态合金流动阻力与充型的影响，粘度大，流动阻力也大。
(3)对凝固过程中液态合金对流的影响，粘度越大，对流强度G 越小。
2． 表面张力。
影响表面张力的因素？表面张力对材料成形过程及部件质量的影响？1)表面张力：是金属液表面质点因受周围质点对其作用力不平衡，在表面液膜单位长度上所受的紧绷力或单位表面积上的能量。
其实质是质点间的作用力。
2)影响表面张力的因素(1)熔点：熔沸点高，表面张力往往越大。
(2)温度：温度上升，表面张力下降，如Al 、Mg 、Zn 等，但Cu 、Fe 相反。
(3)溶质元素(杂质)：正吸附的表面活性物质表面张力下降(金属液表面)；负吸附的表面非活性物质表面张力上升(金属液内部)。
(4)流体性质：不同的流体，表面张力不同。
3)表面张力影响液态成形整个过程，晶体成核及长大、机械粘砂、缩松、热裂、夹杂及气泡等铸造缺陷都与表面张力关系密切。
3． 液态金属的流动性。
影响液态金属的流动性的因素？液态金属的流动性对铸件质量的影响？1)液态金属的流动性是指液态金属本身的流动能力。
2)影响液态金属的流动性的因素有：液态金属的成分、温度、杂质含量及物理性质有关，与外界因素无关。
材料成型原理考试重点
一绪论1 塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力2 塑性成形：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性变形。
也称塑性加工或压力加工3 金属塑性成形的特点：1、组织性能好2、材料利用率高3、尺寸精度高4、生产效率高，适用于大批量生产。
4 金属塑性成形的分类分为块料成形和板料成形（冲压）块料成形分为（1）一次加工（轧制、挤压、拉拔）（2）二次成形（自由锻、模锻）板料成形分为（1）分离工序（2）成形工序5 塑性加工按成形时工件的温度可分为 1、热成形（在充分进行再结晶温度以上所完成的加工如热轧、热锻、热挤压）2、冷成形（在不产生回复和再结晶温度以下进行的加工如冷轧、冷冲压、冷锻、冷挤压）3、温成形（是在介于冷热成形之间的温度下进行的加工如温锻、温挤压）6 对金属塑性成形工艺应提出如下要求：（1）使金属具有良好的塑性（2）使变形抗力小（3）保证塑性成形件质量，即使成形件组织均匀，颗粒细小，强度高，残余应力小等：（4）能了解变形力，以便为选择成形设备，设计模具提供理论依据7 主应力法也叫切块法8 塑性成形原理的另一个重要内容是塑性成性力学9人们对塑性成型过程的应力应变和变形力的求解逐步建立了很多理论和求解的方法，如滑移线法，逐次单元分析法，工程计算法。
变形功法，上限法，上限元法，有限元法99 美国的汤姆逊视塑性法可以根据实验确定的速度场求解变形体内的应力场和应变场10塑性成形问题的力学分析方法（滑移线法、上限法、有限元法）第二章金属塑性变形的物理基础1 多晶体的塑性变形包括（晶粒内部变形和晶界变形）2晶内变形的主要方式和单晶体一样为滑移和孪生其中滑移变形是很主要的，而孪生变形时次要的，一般反起调节作用但在体心立方金属、特别是密排六方金属中，孪生变形也起着重要作用3 滑移：所谓滑移是指晶体（此处可理解为单晶体或者构成多晶体中的一个晶粒）在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
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hunt模型:对片状共晶:,
对棒状共晶:凝固—规那么共晶—组织、性能。
2.非规那么共晶:共晶共生区偏向高熔点组元一侧 ;
第三组元对石墨形态的影响:Ⅰ.片状:
.球状:球化剂,Mg,Re。
变质处理:工业生产中,通过向金属液中参加某些微量物质以影响晶体的生长机理,从而到达改变组织结构,提高力学性能的目的,该种处理工艺成为变质处理。
3.偏晶合金的缺点:偏晶合金容易产生大的偏析。
偏晶合金的形核位置取决于
三个界面
能(σαL1、σαL2、σL1L2之间的关系。
铸造中为什么不用偏晶合金:由于特殊的冶金学特点,在常规的地面铸锭技术条件下极易
形成严重的重力偏析乃至组元分层而几乎没有任何应用价值。
包晶合金:一个固相与它周围的液相相互作用 ,在一定的温度下,形成另一个固相,
即
LP+αP→β。
P相图→作业题。
包晶反响:细化晶粒:Al合金液中参加Ti,可形成TiAl3,Ti含量超过0.15wt%,包
晶反
应,TiAl3与L生成α相,包围TiAl3,溶质组元扩散慢,α相无法长大,得到细小
的α相晶粒组织。
4.凝固中的对流:(对流对凝固的影响
动量对流:浇注过程中的动量引起紊流漩涡,对连续铸锭而言,浇注与凝固同时
进
行,动
量对流对铸锭的影响自始至终。
自然对流:自然对流由温度差或浓度差引起,液体各局部密度不同而产生的浮力是
自然对
流的驱动力。
对流对凝固组织形貌有较大影响(改变凝固界面前沿液体的温度场和浓度场:当流
体速
度与凝固界面垂直时,可能产生比较严重的宏观偏析;强烈的紊流可能冲刷新形成
的枝晶臂,而造成晶粒繁殖,对细化等轴晶有一定的帮助。
5.搅拌:(搅拌对对流的影响
搅拌后的半固态浆料淬火:晶粒形状规那么,大局部初生晶粒无搭接,呈球状、椭
球状或花
瓣状。
耦合作用(冷却速度与对流速度耦合作用:晶粒形状系数fi=(Rs/Rg3即与晶粒实
际体
积相等的球体体积与晶粒尖端包围圆所形成的球体体积之比
业题如何获得需要的组织?
fi=e^(-2R/v.(作
6.自生复合材料:基体向、强化相
1.铸造概念:指通过熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属注入铸型中使之冷却,凝固
后获得
具有一定形状和性能的铸件的成形方法。
分类:砂型铸造、特种铸造
原砂形状:与多角形砂相比,圆形砂配置树脂砂其抗拉强度可提高一倍,但抗压强度根本相同;与多角形砂相比,圆形砂配置的树脂砂流动性更好,铸型密度可提高15-17%;一般,圆形砂适合于配置树脂砂,但价格不可接受时,也可用多角形砂,工艺措施得当时,效果也可;对于树脂砂、水玻璃砂、粘土砂而言,用圆形砂做原砂时,型砂的脱模性能比多角形砂好,对于脱模困难的铸型,应用圆形砂或在局部添加圆形砂配置的型砂。
自硬砂:铸型或芯子不做硬化处理,铸型或芯子因硬化剂的作用在大气条件下逐步自行硬化。
铸造公差—加工精度
1/2
rAR-=A=1/2rR-∝
2.金属停止流动机理:熔融金属与型腔间发生强烈热交换,金属液温度不断下降→温度降到液相线以下,析出晶体,并在液流前进过程中不断长大,金属液粘度增加,流速减慢→固相数量到达临界值时,就会结成一个连续的网络,当推动液流前进的压力不能克服此固相网络的阻力时,将发生堵塞而停止流动。
凝固区宽度:逐层凝固方式(小、糊状凝固方式、中间凝固方式(凝固区宽度
铸造性能:指合金是否易于通过铸造方法成形并获得铸件的能力。
(流动性、收缩性、偏析性和吸气性→四个性能的概念和影响因素。
评价:合金的铸造性能好,是指熔化时金属不易氧化,金属液吸气少,浇注时充型能力强,凝固时铸件收缩小,且化学成分较均匀,冷却时铸件变形和开裂倾向小等,易于获得组织健全和性能良好的铸件。
3.铸件组织:外表细晶区、柱状晶、等轴晶(性能一般较好
控制宏观组织:熔体中参加强生核剂;控制浇注工艺和增大铸件冷却速度。
1.在熔点温度的固态变为同温度的液态时,金属要吸收大量的热量,成为熔化潜
热。
2.实际液态金属结构极其复杂,其中包括各种化学成分的原子集团、游离原子、空穴、夹杂物及气泡等,是一种“混浊〞的液态。
能量起伏、结构起伏、成分起伏→影响液态金属凝固过程→最终组织和性能
3.外表张力:在液体外表产生的垂直于液体外表、且各向均相等的张力。
影响因素:熔点、温度、溶质元素。
4.流变铸造:是金属或合金在凝固温度区间给以强烈的搅拌,使晶体的生长形态发生变化,由本来是静止状态的树枝晶转变为梅花状或接近于球形的晶粒。
充型能力与流动性(作业
5.证明过冷度是液态金属凝固的驱动力。
(作业
热力学能障、动力学能障→三大起伏克服
6.形核:亚稳态的液态金属通过起伏作用在某些微观小区域生成稳定存在的晶
态小质点的过程。
均质形核:在没有任何外来界面的均匀熔体中的形核过程。
异质形核:在不均匀的熔体中依靠外来杂志或型壁界面提供的衬底进行形核。
影响因素:过冷度;润湿角;液态金属过热及持续时间。
7.溶质再分配:从形核开始到凝固结束,在整个结晶过程中固液两项内部将不断进行着溶质元素的重新分配过程,称为合晶结晶过程中的溶质再分配。
非平衡凝固的前两种情况----作业中的计算题!
8.证明平衡再分配系数为常数(作业
9.成分过冷:合金凝固过程同时伴随这溶质再分配,由于液相成分的变化,导致理论
凝固温度的变化,这样产生的过冷度称为成分过冷。