材料成型原理(上)考试重点复习题2
材料成型原理考试卷
材料成型原理考试复习1.名词解释：①加工硬化:随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降②热变形:金属在再结晶温度以上的塑性变形。
热变形时加工硬化与再结晶过程同时存在，而加工硬化又几乎同时被再结晶消除。
③宏观偏析:铸件中各宏观区域化学成分不均匀的现象。
包括正常偏析、反常偏析和比重偏析。
宏观偏析造成铸件组织和性能的不均匀性④机械应力：物体由于外因而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。
⑤钎焊：用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法⑥均质（自发）形核：在均匀的液相中，靠自身的结构起伏和能量起伏形成新相核心的过程。
2.填空题①金属的铸造性能决定于金属的塑性和变形抗力②金属在加热时可能产生的缺陷有氧化、脱碳、过热、过烧、裂纹③按照气体的来源，铸件中的气孔主要分为析出性、侵入性、反应性三种。
④手工电弧焊时，焊条中焊芯的作用是作填充材料和导电⑤影响合金流动性的内因是金属成分外因有温度和杂质含量⑥铸造合金在凝固过程的收缩分液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段，其中液态收缩、凝固收缩是产生缩孔和缩松最主要的原因，而固态收缩是产生变形和裂纹的根本原因⑦冲裁时板料分离过程分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。
⑧铸件的凝固方式按凝固范围大小来划分的，有层状凝固、中间状凝固、体积凝固三种凝固方式。
纯金属和共晶成分易按层状方式凝固，宽结晶温度的合金易按体积方式凝固。
3.判断题①过冷度的大小取决于冷却速度和金属本性(T)②增加铸件的冷却速度加重了铸件的密度偏析 (F)③液态合金的充型能力即是合金的流动性 (F)④增加焊接结构的刚性可以减少焊接应力 (F)⑤对于铁碳合金，当温度一定时，随着含碳量的增加过热量也增加，粘度下降。
材料成型原理复习题
综合测试题一模具寿命与材料成形加工及材料学一、填空题（每小题2分，共20分）1. 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。
2. 在铸造生产中，细化铸件晶粒可采用的途径有增加过冷度、采用孕育处理和附加振动。
3. 铸铁按碳存在形式分灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等。
4. 合金在铸造时的难易程度的衡量指标合金的流动性和收缩。
5. 合金的流动性主要取决于它本身的化学成分。
6. 压力加工的加工方法主要有：冲压、锻造、轧制、拉拔和挤压等。
7. 合金的流动性常采用浇注螺旋型标准试样的方法来衡量，8. 流动性不好的合金容易产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
9. 液态金属的充型能力主要取决于金属的流动性，还受外部条件如浇注温度、充型压力、铸型结构和铸型材料等因素的影响,是各种因素的综合反映。
10.金属由浇注温度冷却到室温经历了液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个相互关联的收缩阶段。
11.液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。
固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是内应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。
12.铸造中常产生的铸造缺陷有缩孔、缩松、浇不足、裂纹、内应力、夹渣和夹砂等13. 特种铸造相对于砂型铸造的两类特点：型模的革新和充型方式的变更。
14.常用特种铸造方法金属型铸造、压力铸造、离心铸造、消失模铸造和熔模铸造、壳型铸造等。
15.衡量金属锻造性能的两个指标塑性和变形抗力。
16.自由锻造常用设备空气锤和水压机。
17.自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转和错移等。
18.镦粗的变形特点横截面积变大，长度变短普通拔长的变形特点横截面积变小，长度变长芯轴拔长的变形特点内孔直径不变，长度变长，壁厚变薄。
19.锻造温度范围是指始锻温度与终锻温度之差。
后者过低易产生加工硬化现象。
20. 锤上模锻的实质金属在模膛内成形和变形阻力大，变形不均匀。
21. 模膛的分类制坯模膛和模锻模膛。
材料成形复习试题及答案解析
材料成形部分复习题一、液态成形部分（一）填空1、形状复杂、体积也较大的毛坯常用砂型铸造方法。
2、铸造时由于充型能力不足，易产生的铸造缺陷是浇不足和冷隔。
3、液态合金的本身流动能力，称为流动性。
4、合金的流动性越好，则充型能力好。
5、铸造合金的流动性与成分有关，共晶成分合金的流动性好。
6.合金的结晶范围愈小，其流动性愈好7、同种合金，结晶温度范围宽的金属，其流动性差。
8、为防止由于铸造合金充型能力不良而造成冷隔或浇不足等缺陷，生产中采用最方便而有效的方法是提高浇注温度。
9、金属的浇注温度越高，流动性越好，收缩越大。
10、合金的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。
11、合金的液态、凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。
13、同种合金，凝固温度范围越大，铸件产生缩松的倾向大。
14、同种合金，凝固温度范围越大，铸件产生缩孔的倾向小。
15、顺序凝固、冒口补缩，增大了铸件应力的倾向。
16、为防止铸件产生缩孔，便于按放冒口，铸件应采用顺序凝固原则。
17、控制铸件凝固的原则有二个，即顺序原则和同时原则。
18、按铸造应力产生的原因不同，应力可分为热应力和机械应力。
19、铸件厚壁处产生热应力是拉应力。
铸件薄壁处产生热应力是压应力。
20、铸件内部的压应力易使铸件产生伸长变形。
21、铸件内部的拉应力易使铸件产生缩短变形。
23、为防止铸件产生热应力，铸件应采用同时凝固原则。
24、防止铸件变形的措施除设计时使壁厚均匀外，工艺上应采取反变形法。
25、为防止铸件热裂，应控铸钢、铸铁中含 S 量。
26、为防止铸件冷裂，应控铸钢、铸铁中含 P 量。
27、灰铸铁的石墨形态是片状。
28、常见的铸造合金中，普通灰铸铁的收缩较小。
29、可锻铸铁的石墨形态是团絮状。
30、球墨铸铁的石墨形态是球形。
31、常见的铸造合金中，铸钢的收缩较大。
32、手工砂型铸造适用于小批量铸件的生产。
33、形状复杂、体积也较大的毛坯常用砂型铸造方法。
（二）选择1、形状复杂，尤其是内腔特别复杂的毛坯最适合的生产方式是（ B ）。
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。
材料成型原理复习资料及试题库
1过冷度：金属的理论结晶温度和实际结晶温度的差值2均质形核：在没有任何外来的均匀熔体中的形核过程3异质形核：在不均匀的熔体中依靠外来杂质或者型壁面提供的衬底进行形核的过程4异质形核速率的大小和两方面有关，一方面是过冷度的大小，过冷度越大形核速率越快。
二是和界面有关界面和夹杂物的特性形态和数量来决定，如果夹杂物的基底和晶核润湿，那么形核速率大。
5形核速率：在单位时间单位体积内生成固相核心的数目6液态成型：将液态金属浇入铸型之，凝固后获得具有一定形状和性能的铸件或者铸锭的方法7复合材料：有两种或者两种以上物理和化学性质不同的物质复合组成一种多相固体8定向凝固：使金属或者合金在熔体中定向生长晶体的方法9溶质再分配系数：凝固过程当中，固相侧溶质质量分数和液相侧溶质质量分数的比值10流动性是确定条件下的充型能力，液态金属本身的流动能力叫做流动性11液态金属的充型能力是指液态金属充满铸型型腔获得完整轮廓清晰的铸件能力影响充型能力的因素：（1）金属本身的因素包括金属的密度、金属的比热容、金属的结晶潜热、金属的粘度、金属的表面张力、金属的热导率金属的结晶特点。
（2）铸型方面的因素包括铸型的蓄热系数、铸型的温度、铸型的密度、铸型的比热容、铸型的涂料层、铸型的透气性和发气性、铸件的折算厚度（3）浇注方面的因素包括液态金属的浇注温度、液态金属的静压头、浇注系统中的压头总损失和。
12影响液态金属凝固过程的因素：主要因素是化学成分冷却速度是影响凝固过程的主要工艺因素液态合金的结构和性质以及冶金处理（孕育处理、变质处理、微合金化）等对液态金属的凝固也有重要影响13液态金属凝固过程当中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流，自然对流是由于密度差和凝固收缩引起的流动，由密度差引起的对流成为浮力流。
凝固过程中由传热。
传质和溶质再分配引起液态合金密度的不均匀，密度小的液相上浮，密度大的下沉，称为双扩散对流，凝固以及收缩引起的对流主要主要产生在枝晶之间，强迫对流是由液体受到各种方式的驱动力产生的对流，例如压力头。
材料成型原理（上）考试重点复习题2
材料成型原理（上）考试重点复习题2（第⼀章）班级：姓名：学号成绩：座位：第排，左起第座1、偶分布函数g(r)物理意义是距某⼀参考粒⼦r 处找到另⼀个粒⼦的⼏率，换⾔之，表⽰离开参考原⼦（处于坐标原点r=0）距离为r 位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo （= N/V ）的相对偏差。
2、描述液态结构的“综合模型”指出，液态⾦属中处于热运动的不同原⼦的能量有⾼有低，同⼀原⼦的能量也在随时间不停地变化，时⾼时低。
这种现象称为能量起伏。
3、对于实际⾦属及合⾦的液态结构，还需考虑不同原⼦的分布情况。
由于同种元素及不同元素之间的原⼦间结合⼒存在差别，结合⼒较强的原⼦容易聚集在⼀起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原⼦团簇之间存在着成分差异。
这种局域成分的不均匀性随原⼦热运动在不时发⽣着变化，这⼀现象称为浓度起伏。
4、粘度随原⼦间距δ增⼤⽽降低，随温度T 上升⽽下降，合⾦元素的加⼊若产⽣负的混合热H m ，则会使合⾦液的粘度上升，通常，表⾯活性元素使液体粘度降低。
5、两相质点间结合⼒越⼤，界⾯能越⼩，界⾯张⼒就越⼩。
两相间的界⾯张⼒越⼤，则润湿⾓越⼤，表⽰两相间润湿性越差。
6、液态⾦属的“充型能⼒”既取决于⾦属本⾝的流动性，也取决于铸型性质、浇注条件、铸件结构等外界因素，是各种因素的综合反映。
流动性与充型能⼒的关系可理解为前者是后者的内因。
7、作⽤于液体表⾯的切应⼒τ⼤⼩与垂直于该平⾯法线⽅向上的速度梯度的⽐例系数，以η表⽰，通常称为动⼒学粘度。
要产⽣相同的速度梯度dV X /dy ，液体内摩擦阻⼒越⼤，则η越⼤，所需外加剪切应⼒也越⼤。
粘度η的常⽤单位为 Pa ·s 或mPa ·s 。
8、铸型的C 2、ρ2、λ2越⼤，即蓄热系数b 2（2222ρλC b =）越⼤，铸型的激冷能⼒就越强，，⼜增⼤T ，所以f max 减⼩；同时固液阶段时间延长，所以钢铁材料中S 、O ⾼则热裂纹容易形成。
材料成型复习题与答案2
4．制定铸造工艺图时，选择浇注位置的主要目的是保证铸件的质量，而选择分型面的主要目的是在是保证铸件的质量的前提下简化造型工艺。（O）
5．浇注位置选择的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。 （×）
坯料直径：φ100选择原因：局部镦粗时保证高径比＜2.5
图7-3
4．如图7-5所示，通常碳钢采用平砧拔长，高合金钢采用V型砧拔长，试分析砧型对钢的变形有何影响?
V型砧使压应力数目增多，提高金属的可锻性，适合于拔长塑性较差的高合金钢。
图7-5
5．如图7-6所示支座零件，采用自由锻制坯，试修改零件结构设计不合理之处。
D．局部镦粗→拔长φ100→拔长φ60→切断。图7-1
7-3应用题
1．试分析如图7-2所示的几种镦粗缺陷产生的原因（设坯料加热均匀）。
双腰鼓形 镦弯 镦歪
锻锤吨位小， 高径比过大（＞2.5)， 端面不平行与轴线不垂直
（a）（b）（c）
图7-2
2．如图7-3所示的整体活塞采用自由锻制坯。试在右侧双点划线绘制的零件轮廓图上定性绘出锻件图，选择合理的坯料直径（现有圆钢直径有：φ120、φ110、φ100、φ90、φ80、φ70），并说明理由，拟定锻造基本工序，在表7-1中画出工序简图。
4-2 选择题
1．如图4-1所示的零件采用砂型铸造生产毛坯。与图中所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分型方案相适应的造型方法分别为（C）、（D）、（B）、（B）。其中较合理的分型方案是（Ⅳ）。
A． 整模造型；B．分模造型；C．活块造型；D．挖砂造型；E．三箱造型。
图4-1
材料成型工艺考试复习题目及答案
1 充型能力的影响因素金属的流动性浇注条件铸型填充能力2 浇口杯的作用承接金属液防止和溢出减轻液流对型腔的冲击分离溶渣和气泡防止进入型腔增加充型压力头3 横浇道的作用（1）横浇道的稳流作用：收缩式浇注系统扩张式浇注系统(2)横浇道的流量分配作用：远离直浇道的流量大流量不均匀性克服不均匀性的措施：对称设置内浇道；横浇道断面沿液流方向逐渐缩小；设置浇口窝；采用不同断面内浇道。
（3）横浇道的排渣作用浇注系统主要排渣单元4冒口补缩的条件和要求1）冒口的凝固时间应大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间。
2）冒口应有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩3）在铸件整个凝固的过程中，冒口与被补缩部位之间的补缩通道应该畅通。
即使扩张角始终向着冒口。
5 浇注位置选择的原则①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面:②铸件宽大平面应朝下：③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直：④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面：⑤应尽量减少型蕊的数量：⑥要便于安放型蕊、固定和排气:6 湿型砂的组成及性能要求原砂（或旧砂）100 粘土（膨润土）1-5% 煤粉少于8% 水分少于6% 以及其它附加物1) 紧实率和含水量湿型砂不可太干，因为干的型砂虽然流动性极好，但是型砂中膨润土未被充分润湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。
型砂也不可太湿，否则型砂太粘，造型时型砂容易在砂斗中搭桥和降低造型流动性，还易使铸件产生针孔、气孔、呛火、水爆炸、夹砂、粘砂等缺陷。
一是紧实率，代表型砂的手感干湿程度；另一是含水量，代表型砂的实际水分含量。
2_) 透气率砂型的排气能力除了靠冒口和排气孔来提高以外，更要靠型砂的透气率。
因此砂型的透气率不可过低，以免浇注过程中发生呛火和铸件产生气孔缺陷。
3) 常温湿态强度湿型砂必须具备一定强度以承受各种外力的作用。
4)湿压强度一般而言，欧洲铸造行业对铸铁用高密度造型型砂的的湿压强度值要求较高。
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（第一章）班级：姓名： 学号 成绩：座位：第 排， 左起第 座1、偶分布函数g(r)物理意义是距某一 参考 粒子r 处找到另一个粒子的 几率 ，换言之，表示离开参考原子（处于坐标原点r=0）距离为r 位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo （= N/V ）的相对偏差。
2、描述液态结构的“综合模型”指出，液态金属中处于热运动的不同原子的 能量 有高有低，同一原子的能量也在随 时间 不停地变化，时高时低。
这种现象称为 能量 起伏。
3、对于实际金属及合金的液态结构，还需考虑不同原子的分布情况。
由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力 较强 的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异。
这种局域成分的不均匀性随原子 热运动 在不时发生着变化，这一现象称为 浓度 起伏。
4、粘度随原子间距δ 增大 而降低，随温度T 上升 而下降，合金元素的加入若产生负的混合热H m ，则会使合金液的粘度 上升 ，通常，表面活性元素使液体粘度 降低 。
5、两相质点间结合力 越大 ，界面能越小，界面张力就越小。
两相间的界面张力越大，则润湿角 越大 ，表示两相间润湿性 越差 。
6、液态金属的“充型能力”既取决于金属本身的流动性，也取决于 铸型 性质、 浇注条件、铸件结构等外界因素，是各种因素的综合反映。
流动性与充型能力的关系可理解为前者是后者的内因。
7、作用于液体表面的切应力τ大小与垂直于该平面法线方向上的速度梯度的比例系数，以η表示，通常称为 动力 学 粘度 。
要产生相同的速度梯度dV X /dy ，液体 内摩擦 阻力越大，则η越大，所需外加剪切应力也 越大 。
粘度η的常用单位为 Pa ·s 或 mPa ·s 。
8、铸型的C 2、ρ2、λ2越大，即 蓄热 系数b 2（2222ρλC b =）越大，铸型的激冷能力就 越强 ，，又增大T ，所以f max 减小；同时固液阶段时间延长，所以钢铁材料中S 、O 高则热裂纹容易形成。
（第二章）班级： 姓名： 学号 成绩：1、 右图为半无限大平板铸件凝固过程的一维不稳定温度场示意图。
写出下列参数的含义：λ1 为：铸件的热导率c 1 为：铸件的比热容ρ1为： 铸件密度T 10为： 铸件的起始温度，通常为浇注温度2222ρc λ a 为：铸型的热扩散率 2、判断正误（划√或×） （1）随凝固时间的延长，铸件温度场的温度梯度铸件变小。
（ √ ） （2）其它条件相同，铸件温度场的温度梯度在湿砂型中小于干砂型中的温度梯度。
（ × ）（3）金属型的蓄热系数小于砂型的蓄热系数。
（ × ）（4）其它条件相同，不锈钢焊件的400℃的等温椭圆面积小于铝焊件的相应椭圆面积。
（ × ）（5）随铸件断面温度梯度的增大，相同合金铸件越趋向于体积凝固方式。
（ × ）（6）其它条件相同，焊件板材厚度越大，焊件温度场的等温椭圆面积越大。
（ × ）（7）铝合金铸件在共晶成分点呈逐层凝固方式；其它条件相同，成分离共晶成分点越远铸件越趋向于体积凝固方式。
（ √ ）（8）其它条件相同，焊接速度越大，焊件等温椭圆长轴与短轴之比越大。
（ √ ）3、右图为某平板熔焊过程中焊件表面的温度分布状况。
在图中画出最大温度梯度方向，并指出当前热源位置与移动方向。
最大温度梯度方向：A →B当前热源位置：A移动方向：A →B4、右图为200mm 厚度的25#钢大平板铸件分别在金属型与砂型中的动态凝固曲线。
根据图形分别说明：（1）金属型及砂型中距铸件表面50mm 处的起始凝固时刻及凝固结束时间起始凝固时刻： 金属: 5min 砂型: 17min结束时间： 金属：7min 砂型：42min（2）在动态凝固曲线的右侧虚线框内画出20分钟时砂型中铸件断面的相区分布（液、固、固+液）。
( L )(S+L)( S )T 2T 1C 0T ST L K 0＜1T C 0C ，%T * 《材料成形原理》阶段测验（第三章）班级： 姓名： 学号 成绩：（1）金属熔体从高温降温，只有温度冷却至平衡熔点T m 以下具有一定过冷度，才可能发生凝固。
（√ ）（2）过冷度达到ΔT *之后，原子团簇平均半径r °已达临界尺寸，开始大量形核。
ΔT *理解为大量形核．．．．过冷度。
（ √） （3）非均质形核与均质形核相比，前者临界半径r*、形核功ΔG *及临界形核过冷度ΔT *均比后者小很多。
（ × ）（4）凝固界面微观结构类别（粗糙界面还是光滑界面），热力学上主要取决于物质的熔融熵大小。
熔融熵越高，凝固界面结构越趋向于成为光滑界面。
（ √ ）（5）粗糙界面属性的物质按照连续生长方式，其生长速度与过冷度的平方成正比。
（ × ）（6）非均质形核过程，新生晶体与杂质基底之间的界面张力σSC 越大，润湿角θ越大，形核功ΔG *越大，形核临界过冷度ΔT *越大，形核率越高。
（ × ）2、填空（每题3分）（1）过冷度ΔT 增大，r *及ΔG *下降，形核率I 增大 。
过冷度ΔT 较小时，均质形核的形核率几乎始终为 零 。
当温度降到某一程度，达到临界过冷度（ΔT *），形核率迅速 增大 。
研究表明，ΔT *≈ 0.2 T m 左右，由此可见，均质形核需要 很大 的过冷度。
（2）均质晶核形成的晶核为球体，系统自由能变化G ∆由两部分组成，其中，液-固 体积 自由能之差（由V G ∆引起）为相变 驱动力，而固-液界面能（由SL σ引起）则 阻碍 相变。
（3）形核功ΔG *的大小为临界晶核表面能的 1/3倍 , 它是均质形核所必须克服的 能量障碍 。
3、右图中，液态合金成分为C 0。
假设在冷却过程中按平衡方式凝固（液相及固相成分均按相图变化），在图上分别标出T 1、T 2 及任意特定温度T *与液相线、固相线的交点(6个)成分；写出T *温度时K 0定义式。
（20分） 答：标注见教材P60；温度时。
4、写出Jackson 因子表达式；指出α大小与凝固界面结构类型的关系、过冷度与界面粗糙度关系（5×3=15分） 答：见教材P68- P70。
5、推导凝固相变驱动力表达式m m V T T H G ∆⋅∆-=∆（5分） 答：见教材P58-P59。
液相只有有限扩散凝固条件下溶质再分配 《材料成形原理》阶段测验（第四章）班级： 姓名： 学号 成绩：1、判断正误（划√或×）（每题5分）（1）“平衡凝固”条件下，凝固后零件断面的成分均匀地为C S =C 0。
所以“平衡凝固”开始时晶体析出的成分即为C 0。
（ × ）（2）在“平衡凝固”及“液相充分混合”所假设的溶质再分配条件下，固-液界面处的固相及液相成分C *S 、C *L 随凝固过程的进行均始终在不断升高。
（ √ ） （3）在“液相只有有限扩散”溶质再分配条件下，当达到稳定状态时，界面处及其前方液相成分随时间变化均符合0)'(=∂∂t x C L ，且溶质富集层以外的成分均为C L =C 0。
（√） （4）G L ＜0''')(=∂∂x L x x T 表示凝固界面处液体实际温度梯度G L 小于)'(x T L 曲线0'=x 处的切线，此表达式为成分过冷的形成条件。
（ √ ）（5）如果某合金的当前凝固存在成分过冷程度处于“胞状晶”生长方式的范围内，若大幅度增大液体实际温度梯度G L ，凝固界面有向“平整界面”变化的可能。
（ √ ）（6）无论是纯金属还是合金，只有当凝固界面前形成负温度梯度，才可出现过冷现象。
（×）（7）成分过冷较小时胞状晶生长方向垂直于固-液界面，与晶体学取向无关。
（ √）（8）方向性较弱的金属固溶体，其等轴树枝晶外缘圆滑，无清晰齐整的棱角。
（ √ ）（9）灰铸铁γ-Fe 与G （石墨）共晶反应过程，领先相石墨呈片状生长且不断发生分枝及弯曲，而奥氏体则以非封闭晕圈形式包围着石墨片一起长大，这种不规则的共晶生长不属于共生生长范畴。
（× ）（10）交替平行排列的层片状规则共晶两相具有共同的凝固界面，且为等温面。
（ √ ）2、若设△C 0=C 0/ K 0－C 0，右图中：A=( △C 0 ),表达 凝固界面处由于溶质富集引起的成分升高 ；B=( R D L / ), 表达 溶质富集层的“特征距离” ；C=( -1e O C ∆ ), 表达 距界面x ’=B 时溶质富集高度为△C 0/e 。
C 为：=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂==0''')(x L C x x C G R D C L /0∆-（4×7=28分） 铸型条件的相同铸件，铸件内部的枝晶间距与其表面的有何区别？同一铸件不同壁厚的部位呢？（12分）答：增强铸型对铸件的冷却能力，一次、二次枝晶间距均减小；铸件表面较大，枝晶间距较小，而铸件内部凝固总是晚于表面，由第二章可知，铸件温度场的温度梯度G 随时间的延长而变小，凝固速度也相应减慢，即随时间减小，所以内部枝晶间距较大；同理，同一铸件薄壁处平均之间间距小于厚壁处。
4、与单相固溶体凝固相比，两相均为非小平面属性的二元规则共晶合金凝固界面前沿的溶质富集情况有哪两方面的显著差别？（10分）答：（1）由于共晶两相界面前以横向扩散占主导，溶质富集程度大大降低，且同一截面不同位臵成分不同。
（2）溶质富集层的宽度（'x方向）也大为减小，由单相凝固时的大于数百微米尺度减小为几微米甚至更小——若以共晶片层距衡量，由数百片层距的尺度降为约半个片层距的尺度，数学上表达：由大于两倍“特征距离”减小为λ/2(这里λ为片层距)《材料成形原理》阶段测验（第五、七章）班级：姓名：学号成绩：1、判断正误（划√或×）（每题5分）（1）因型壁强烈激冷作用，结晶潜热从型壁导出，表面等轴晶生长方向垂直于型壁。
（×）（2）根据内部等轴晶“型壁脱落与游离理论”，适当降低浇铸温度可避免游离晶体的重熔，因而可促进并细化内部等轴晶（√）（3）超声波的细化晶粒作用主要是振动引起枝晶熔断而引起的。
（×）（4）从本质上说，孕育主要是影响生核过程和促进晶粒游离以细化晶粒；而变质则是改变晶体的生长机理，从而影响晶体形貌。
（√）（5）焊缝常以“联生结晶”方式由边缘向内推进，柱状晶生长方向垂直于焊接方向。
（×）（6）氮、氢在铁液和铝液中的溶解度均随温度升高而增大，温度越高，溶入气体越多。
（×）（7）气体溶解度与其分压的平方根成正比。
气体在熔池中溶解度随焊接电压而降低。
（√）（8）熔滴过渡频率随焊接电流提高，因此，提高焊接电流可降低焊缝的[H]、[N]。