材料成型工艺基础作业题答案
材料成型工艺基础焊接部分作业题目及答案

1.14熔焊时,如果高温焊接区暴露在空气中,会有什么结果?为保证焊缝质量可采取哪些措施?答:①会使焊接区的液态金属发生剧烈的氧化反应和氮化反应。
熔入熔池的氧化物,冷凝时因固溶度下降而析出,易成为焊缝中的夹杂物。
不熔入液态金属的氧化物,会浮出熔池进入渣中,造成合金元素的烧损。
氮化物与铁形成脆性的Fe4N 化合物,使焊缝塑形与韧性下降。
②保证措施:1)在焊接过程中对熔化金属进行有效地保护,使之与空气隔离。
例气保护、熔渣保护、气渣联合保护。
对于激光焊和电子束焊,还可采用真空保护。
2)对焊接熔池进行脱氧、脱硫、脱磷处理,清除进入熔池中的有害杂质。
3)对焊接金属添合金,以补偿合金元素的烧损。
1.16焊接变形有哪几种基本形式?如何控制和矫正焊接变形?答:①收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形。
②控制焊接变形的措施:1)反变形法2)刚性固定法3)强迫冷却法4)采用合理的焊接顺序(先焊接收缩率较大的焊缝,采用对称焊、分段焊)③矫正焊接变形的方法:1)机械矫正2)火焰矫正外1 焊接方法分哪三大类?答:熔焊、压焊、钎焊。
外2 焊接接头的组成?答:焊缝、熔合区和热影响区。
外3焊接接头中力学性能最差的薄弱部位?答:熔合区和过热区。
外4 见第一部分的末页4.3埋弧焊与手弧焊(就是焊条电弧焊)相比有哪些优点?其工艺有何特点?应用有何限制?为什么?①优点:1)生产率高,比焊条电弧焊提高5~10倍2)焊缝质量好,且成形美观3)成本低4)劳动条件好②工艺特点:1)适应性差,通常只适应于水平位置焊接直缝和环缝2)对焊前准备要求严,工件坡口加工要求高,装配间隙要求均匀。
③应用限制主要用于批量生产的厚度范围为6~60mm,焊接时,焊接处应处于水平位置。
因为只有在水平位置,焊剂才能在电弧区堆覆。
4.4说明下列焊丝、焊条牌号的含义?J422 J427 J507 H08 H08MnA①J422就是E4303熔敷金属抗拉强度大于等于420MPa,Ti---Ga型药皮,酸性焊条,电流种类为交流或直流。
(完整word版)材料成型工艺基础习题及答案

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,可分为应力和应力两种。
2.常用的特种铸造方法有:、、、、和等。
3.压力加工是使金属在外力作用下产生而获得毛坯或零件的方法。
4.常用的焊接方法有、和三大类。
5.影响充型能力的重要因素有、和等。
6.压力加工的基本生产方式有、、、、和等。
7.热应力的分布规律是:厚壁受应力,薄壁受应力。
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;使板料沿不封闭的轮廓分离的工序称为。
10.拉深件常见的缺陷是和。
11.板料冲压的基本工序分为和。
前者指冲裁工序,后者包括、、和。
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。
13.拉深系数越,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。
15.熔焊时,焊接接头是由、、和组成。
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。
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。
《材料成型工艺基础》部分习题答案

《材料成型工艺基础》部分习题答案《材料成型工艺基础》部分习题答案《材料成型工艺基础》部分习题答案②熔核偏移:在焊接不同厚度或不同材质的材料时,因薄板或导热性好的材料吸热少,散热快而导致熔核偏向厚板或导热差的材料的现象。
③方法:对不同的材质和板厚的材料应满足不同的最小点距的要求;可采用特殊电极和工艺垫片的措施,防止熔核偏移。
⑷.试述电阻对焊和闪光对焊的过程,为什么闪光对焊为固态下的连接接头?答:电阻对焊:先将焊件夹紧并加压,然后通电使接触面积温度达到金属的塑性变形温度(950℃~1000℃),接触面金属在压力下产生塑性变形和再结晶,形成固态焊接接头。
闪光对焊:先通电,后接触。
开始时因个别点接触、个别点通电而形成的电流密度很高,接触面金属瞬间熔化或气化,形成液态过梁。
过梁上存在电磁收缩力和电磁力及斥力而使过梁爆破飞出,形成闪光。
闪光一方面排除了氧化物和杂质,另一方面使得对接触的温度迅速升高。
当温度分布达到合适的状态后,立刻施加顶锻力,将对接处所有的液态物质全部挤出,使纯净的高温金属相互接触,在压力下产生塑性变形和再结晶,形成固态连接接头。
第十二章⑴.钎焊和熔焊最本质的区别是什么?钎焊根据什么而分类?答:①区别:钎焊在低于构件的'熔点的温度下进行,而熔焊是在达到材料的熔点时进行。
②钎焊是根据材料的熔点和受力而分类。
⑵.试述钎焊的特点及应用范围。
钎料有哪几种?答:①特点:a.钎焊过程中,工件加热温度较低,组织和力学性能变化很小,变形也小。
接头光滑平整、焊件尺寸精确;b.可焊接性能差异大的异种金属,对焊件厚度没有严格限制;c.对焊件整体加热钎焊时,可同时钎焊由多条接头组成的、形状复杂的构件,生产率很高;d.钎焊设备简单,生产投资费用少。
②范围:焊接精密仪表,电器零部件,异种金属构件,某些复杂薄板结构。
③类型:硬钎焊、软钎焊。
第十三章⑴.什么叫焊接性?怎样评价和判断材料的焊接性?答:焊接性:被焊金属在一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下,获得优质焊接接头的难易程度,即金属材料在一定的焊接工艺条件下,表现出“好焊”和“不好焊”的差别。
工程材料与成型工艺基础习题答案

16. GCr9、GCr15钢按化学成分分类,它们属于结构钢中的 合金钢题
1.材料的常用力学性能指标有那些?若某种材料的零件在使 用过程中突然发生断裂,是由于那些力学性能指标不足所造 成的?
7.细化金属材料的晶粒,可使金属的强度、硬度 提高,塑性、 韧性 提高 ;在生产中常用的细化晶粒的方法有增大过冷度、 变质处理、机械搅拌和振动;压力加工再结晶;热处理。
8.合金的晶体结构有固溶体和金属化合物,其中固溶体具有 良好的塑性,金属化合物具有高的硬度和脆性。
9.在铁碳合金的基本组织中,珠光体属于复相结构,它由铁 素体和渗碳体按一定比例组成,珠光体用符号P表示。
金属材料成形基础作业(2)
一、填空题 1.液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性。流动 性不好的合金铸件易产生浇不足和冷隔、气孔、夹渣等 铸造缺陷。 2.影响液态合金流动性的主要因素有合金的化学成分、 合金的物理性质、合金的温度、不溶杂质和气体等。合 金的凝固温度范围越宽,其流动性越 差 。 3.任何一种液态金属注入铸型以后,从浇注温度冷却至 室温都要经历三个相互联系的收缩阶段,即 液态收缩 、 凝固收缩 和 固态收缩 。导致铸件产生缩孔和缩松的根 本原因是液态收缩和凝固收缩 ;导致铸件产生应力、变
图2-3 铸铁顶盖的两种设计方案
(1)方案a易于生产; (2)由于铸件的尺寸很大,壁厚较薄,属于大平面结构。铸 件上的大平面极易产生浇不足、夹砂、夹渣、气孔等缺陷, 图(a)的方案,一方面避免了上述不利因素,还因为具有了 一定的结构斜度,有利于造型。
8.分析图2-4所示零件分型方案的优缺点,并选择其中与零 件生产类型相适应的分型方案。
材料成型工艺基础第二版课后答案

材料成型工艺基础第二版课后答案【篇一:《材料成型工艺基础》部分习题答案】class=txt>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、凝固温度范围、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.何谓同时凝固原则和定向凝固原则?答:①同时凝固原则:将内浇道开在薄壁处,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定向凝固原则: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。
材料成型基础题及答案

一、填空题1.材料力学性能的主要指标有强度、硬度、韧性、塑性、疲劳强度等2.在静载荷作用下,设计在工作中不允许产生明显塑性变形的零件时,应使其承受的最大应力小于屈服强度,若使零件在工作中不产生断裂,应使其承受的最大应力小于抗拉强度。
3.ReL(σs)表示下屈服强度,Rr0.2(σr0.2)表示规定残余伸长强度,其数值越大,材料抵抗塑性变形能力越强。
4.材料常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率两种。
其中用断后伸长率表示塑性更接近材料的真实变形。
5.当材料中存在裂纹时,在外力的作用下,裂纹尖端附近会形成一个应力场,用应力强度因子KI 来表述该应力场的强度。
构件脆断时所对应的应力强度因子称为断裂韧性,当K I >K I c时,材料发生低应力脆断。
6.金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。
7.亚共析钢的室温组织是铁素体+珠光体(F+P),随着碳的质量分数的增加,珠光体的比例越来越大,强度和硬度越来越高,塑性和韧性越来越差。
8.金属要完成自发结晶的必要条件是过冷,冷却速度越大,过冷度越大,晶粒越细,综合力学性能越好。
9.合金相图表示的是合金的__成分__ 、组织、温度和性能之间的关系。
10. 根据铁碳合金状态图,填写下表。
成分(Wc/%)温度/C°组织状态温度/C°组织状态0.77 700 p 固态900 a 固态1460 a 固液1538 l 液态0.45 700 F+p 固态1200 a 固态730 F+a 固态1500 l 液态1.2 720P+二次渗碳体固态1250 a 固1100 a 固态1500 l 液态11.影响再结晶后晶粒大小的因素有加热温度和保温时间、杂质和合金元素、第二项点、变形程度。
12.热加工的特点是无加工硬化现象;冷加工的特点是有加工硬化现象。
13马氏体是碳全部被迫固溶于奥氏体的饱和的固溶体,其转变温度范围(共析刚)为+230~-50 。
材料成型及工艺基础考试题含答案

《材料成形技术基础》考试样题(本卷共10页)注:答案一律写在答题页中规定位置上,写在其它处无效。
一、判断题(16分,每空0.5分。
正确的画“O”,错误的画“×”)1.过热度相同时,结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。
这是因为在结晶时,结晶温度范围大的合金中,尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。
F2.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。
T3.缩孔和缩松都是铸件的缺陷,在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。
T4.铸件铸造后产生弯曲变形,其原因是铸件的壁厚不均匀,铸件在整个收缩过程中,铸件各部分冷却速度不一致,收缩不一致,形成较大的热应力所至。
T5.影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件的冷却速度。
F6.制定铸造工艺图时,铸件的重要表面应朝下或侧立,同时加工余量应大于其它表面。
T7.铸造应力包括热应力和机械应力,铸造应力使铸件厚壁或心部受拉应力,薄壁或表层受压应力。
铸件壁厚差越大,铸造应力也越大。
F8.为了防止铸钢件产生裂纹,设计零件的结构时,尽量使壁厚均匀;在合金的化学成分上要严格限制硫和磷的含量。
T9.用压力铸造方法可以生产复杂的薄壁铸件,同时铸件质量也很好。
要进一步提高铸件的机械性能,可以通过热处理的方法解决。
F10.铸件大平面在浇注时应朝下放置,这样可以保证大平面的质量,防止夹砂等缺陷。
T11.自由锻的工序分为辅助工序、基本工序和修整工序,实际生产中,最常用的自由锻基本工序是镦粗、拔长、冲孔和轧制等。
T12.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简化造型工艺。
T13.把低碳钢加热到1200℃时进行锻造,冷却后锻件内部晶粒将沿变形最大的方向被拉长并产生碎晶。
如将该锻件进行再结晶退火,便可获得细晶组织。
T14.纤维组织使金属的机械性能具有方向性。
材料成型及工艺基础考试题含答案

《材料成形技术基础》考试样题(本卷共10页)注:答案一律写在答题页中规定位置上,写在其它处无效。
一、判断题(16分,每空0.5分。
正确的画“O”,错误的画“×”)1.过热度相同时,结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。
这是因为在结晶时,结晶温度范围大的合金中,尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。
F2.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。
T3.缩孔和缩松都是铸件的缺陷,在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。
T4.铸件铸造后产生弯曲变形,其原因是铸件的壁厚不均匀,铸件在整个收缩过程中,铸件各部分冷却速度不一致,收缩不一致,形成较大的热应力所至。
T5.影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件的冷却速度。
F6.制定铸造工艺图时,铸件的重要表面应朝下或侧立,同时加工余量应大于其它表面。
T7.铸造应力包括热应力和机械应力,铸造应力使铸件厚壁或心部受拉应力,薄壁或表层受压应力。
铸件壁厚差越大,铸造应力也越大。
F8.为了防止铸钢件产生裂纹,设计零件的结构时,尽量使壁厚均匀;在合金的化学成分上要严格限制硫和磷的含量。
T9.用压力铸造方法可以生产复杂的薄壁铸件,同时铸件质量也很好。
要进一步提高铸件的机械性能,可以通过热处理的方法解决。
F10.铸件大平面在浇注时应朝下放置,这样可以保证大平面的质量,防止夹砂等缺陷。
T11.自由锻的工序分为辅助工序、基本工序和修整工序,实际生产中,最常用的自由锻基本工序是镦粗、拔长、冲孔和轧制等。
T12.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简化造型工艺。
T13.把低碳钢加热到1200℃时进行锻造,冷却后锻件内部晶粒将沿变形最大的方向被拉长并产生碎晶。
如将该锻件进行再结晶退火,便可获得细晶组织。
T14.纤维组织使金属的机械性能具有方向性。
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铸造部分作业一1、名词解释:铸造、铸型、型芯头、起模斜度、铸造圆角、铸造工艺图答:铸造:熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型、冷却凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。
铸型:决定铸件形状的容器。
型芯头:(为了在铸型中支承型芯的空腔),模样比铸件多出的突出部分称为型芯头。
起模斜度:凡垂直于分型面的立壁,制造模样时必须留出的一定的倾斜度。
铸造圆角:模样上相交壁的交角处做成的圆弧过渡。
铸造工艺图:按规定的工艺符号或文字,将铸造工艺方案、工艺参数、型芯等绘制在零件图上形成的图。
2、造型方法主要有哪两种?答:造型的方法主要有手工造型和机器造型。
3、整模、分模、挖砂、活块、刮板和三箱造型各适用于铸造什么样的零件?答:整模造型适合一端为最大截面且为平面的铸件;分模造型适合最大截面在中部的铸件;挖沙造型适合分型面为曲面的单件铸件;活块造型适合单件,小批量生产带有凸出部分难以起模的铸件;刮板造型适合等截面的或回转体的大、中型铸件的单件货小批量生产;三箱造型适合单件、小批量生产具有两个分型面的铸件。
4、为什么铸件的重要加工面在铸型中应朝下?答:位于铸型下面的区域由于重力的作用,其质量一般比上面区域的好,将铸件重要加工面在铸型中朝下,可避免重要加工表面出现气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷。
5、大面积的薄壁铸件应放在铸型的什么位置?为什么?答:大面积的薄壁铸件应放在铸型的下部或侧面,因为这样可以避免浇不到、冷隔等缺陷。
6、为什么尽量使铸件全部或大部位于同一个砂箱中?答:使铸件全部或大部位于同一个砂箱中,可以保证铸件尺寸精度,避免错箱等缺陷。
7、浇注位置选择的原则有哪些?答:浇铸位置的选择原则有:(1)铸件的重要加工面或重要工作面应处于底面或侧面;(2)铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇铸;(3)铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面;(4)铸件的厚大部分应放在顶部或分型面的侧面。
8、铸型分型面的选择原则是什么?答:铸型分型面选择原则有:(1)应保证顺利起模;(2)分型面的数目应尽量少;(3)应尽量减少型芯、活块数量;(4)铸件尽可能放在一个砂箱内,或将重要加工面、加工的基准面放在同一砂箱内。
9、铸造工艺图中的工艺参数主要有哪些?答:主要工艺参数有:(1)机械加工余量(2)铸造收缩率(3)起模斜度(4)型芯头(5)铸造圆角作业二1、何谓合金的铸造性能?铸造性能不好会引起那些缺陷?答:合金的铸造性能是指合金在铸造成型过程中,容易获得外形正确,内部无缺陷铸件的性能。
合金铸造性能不好会引起的缺陷有:(1)若流动性不好,会引起浇不足和冷隔缺陷;(2)收缩会引起缩孔、缩松缺陷,同时因为应力,会使铸件变形和产生裂纹。
2、从Fe-Fe3C相图分析,什么样的合金成分具有较好的流动性?为什么?答:由于液相和固相共存的凝固区合金流动性差,而共晶成分的合金,不存在液相、固相共存的区域,且相同条件下,凝固温度最低,因此共晶成分的合金具有较强的流动性。
3、铸件的凝固方式依照什么来划分?那些合金倾向于逐层凝固?答:铸件的凝固方式依照凝固区域的宽窄及向铸件中心迁移的情况来划分;纯金属和共晶成分的合金,不存在凝固区,倾向于逐层凝固。
4、缩孔和缩松是如何形成的?可采用什么措施防止?为何缩孔比缩松较容易防止?答:液态合金在凝固时,若其液态收缩和凝固收缩的缩减容积得不到补足,则会在铸件最后凝固的部分形成一些孔洞。
容积较大且集中的为缩孔,容积小且分散的为缩松;可采取以下措施防止缩孔和缩松:(1)控制铸件的凝固顺序;(2)合理布置内浇道及浇铸工艺;(3)合理利用冒口、冷铁、补贴等工艺措施。
因为缩孔容积大,且接近外壳,采用顺序凝固即可防止。
而缩松容积较小,不易观察且分布广泛,因而不易防止。
5、什么是定向凝固原则?什么是同时凝固原则?各需要采用什么措施来实现?答:定向凝固原则: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,然后是靠近冒口的部位,最后才是冒口本事凝固;同时凝固原则:通过减小铸件各部分之间的温度差,使其均匀冷却;定向凝固可采用合理安放冒口位置,放置冷铁等工艺实现;同时凝固可通过将浇道开在薄壁处,是薄壁处较厚壁处升温较高,补偿薄壁处冷速快的现象来实现。
6、铸造应力有哪几种?如何形成的?如何防止铸造应力、变形和裂纹?答:铸造应力分为机械应力和热应力。
机械应力是铸件的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的;热应力是铸件在凝固和冷却过程中,不同部位由于不均匀收缩引起的。
防止机械应力的措施是提高铸型、型芯的退让性;防止热应力的措施是采用同时凝固的方法。
防止铸件变形的措施有:(1)铸件壁厚尽量均匀、对称(2)采用同时凝固工艺(3)反变形(4)去应力退火防止裂纹的措施有:(1)合理设计铸件的结构(2)改善铸件、型芯退让性(3)现在金属液的含硫量。
7、铸件的缩孔缺陷与合金的何种铸造性能有关?答:铸件的缩孔缺陷与合金的收缩性有关。
作业三1、铸铁有哪几类?他们的基本区别是什么?和碳钢比,铸铁在化学成分和显微组织上有何不同?答:根据碳在铸铁中的存在形式,铸铁可以分为白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁;它们的基本区别是碳的存在形式不同:白口铸铁碳主要以Fe3C形式存在,灰口铸铁碳主要以石墨形式存在,麻口铸铁中既有石墨又有Fe3C;在化学成分上,铸铁和碳钢的区别主要是含碳量不同。
含碳量在2.14%~6.67%的Fe-C 合金为铸铁,含碳量在0.02%~2.14%的为碳钢。
铸铁的显微组织较碳钢多了石墨组织。
2、什么是石墨化?影响铸铁石墨化的主要因素是什么?答:石墨化是指铸铁中碳原子析出聚集形成石墨的过程。
影响石墨化的主要因素有:(1)化学成分:C、Si元素能促进石墨化过程;S、Mn元素阻碍石墨化过程;P元素对石墨化影响不大,但是会增加铸铁脆性(2)温度及冷却速度:高温缓慢冷却,有利于石墨相的析出。
3、灰铸铁的力学性能、铸造性能和其他性能有何特点?如何形成这些特点的?灰铸铁最适宜做哪类铸件?答:灰铸铁性能特点及其原因:(1)力学性能低:石墨相当于钢基体中的裂纹或孔洞,破坏了组织连续性,易导致应力集中。
(2)铸造性能好:灰铸铁硅含量高,且成分接近共晶成分,熔点低流动性好。
(3)切削性能好:石墨车削易脆断,不粘刀。
(4)压力加工及焊接性差:灰铸铁易脆断,因此不利于压力加工;另外,它的强度低,塑性差,在焊接过程中冷速快,焊件受热不均匀,因而焊接应力过大,所以也不利于焊接。
(5)消震性能好:因为石墨可以吸收震动能量。
(6)耐磨性能好:因为石墨本身有润滑的作用。
(7)缺口敏感性小:基体中遍布的石墨相当于许多缺口。
灰铸铁适合做承受压力和震动的零件,例如:机床床身、各种箱体等。
4、常用的球墨铸铁有哪几种?在组织、性能上各有何特点?各适用于那些铸件?答:常用的球墨铸铁分为珠光体球墨铸铁和铁素体球墨铸铁。
(1)珠光体球墨铸铁:组织:珠光体基体上有球状石墨;性能特点:抗拉强度、屈服强度、疲劳强度高,硬度、耐磨性比高强度灰铸铁好;应用:适合制作承受震动,载荷大的零件,如:曲轴、传动齿轮。
(2)铁素体球墨铸铁:组织:铁素体基体上有球状石墨性能特点:抗拉强度低于珠光体球墨铸铁,塑性、冲击韧性较好,力学性能优于可锻铸铁;应用:铁素体球墨铸铁抗拉强度低,一般用于制作阀门,底盘零件等。
5、试从下列诸方面比较可锻铸铁与球墨铸铁:制造方法;组织;强度、塑性和冲击韧性;6、钢铸件与铁铸件的铸造特点有何区别?铸钢件为什么必须使用大冒口?为什么必须热处理?答:钢铸件的力学性能比铁铸件高,特别是塑性、韧性、焊接性能远优于铁铸件。
但是钢铸件的铸造性能、减震性和缺口敏感性都比铸铁差;因为铸钢件铸造性能差,流动性差,浇铸温度高,体积收缩率大,因而易形成较大缩孔,个采用大冒口补缩;铸钢件组织粗大,有较大应力,偏析严重,因而需要热处理细化组织,消除内应力,改善偏析,提高力学性能。
作业四1、作好铸件外形设计应考虑哪些方面?如何正确设计外形?答:铸件的外形设计应考虑以下几个方面:(1)铸件外形力求简化,是造型方便;(2)铸件应有最少分型面;(3)应设计结构斜度;(4)应避免水平放置较大平面;(5)避免铸件收缩受阻;(6)防止细长件或大而薄的平面弯曲;(7)应有铸造圆角正确设计外形时应注意:(1)外形设计应注意美观大方,避免不必要曲面和圆角结构,尽量不出现内凹形状,避免外形芯,还应尽量使用平直分型面;设计凸台等时,应便于起模(2)减少分型面(3)在铸件所有垂直于分型面的非加工面应设计斜度(4)将较大平面设计为斜面或浇铸时将砂箱倾斜(5)防止收缩受阻,如改用奇数轮辐、孔幅板(6)细长或大而薄的平板件,应采用对称或加肋结构防止弯曲(7)留有铸造圆角。
2、铸件内腔涉及应满足那些要求?答:铸件的内腔设计应满足:(1)尽量少用或不用型芯(2)型芯必须安装方便,固定,排气通畅(3)清砂方便3、铸件壁的设计应考虑哪些原则?答:(1)铸件壁厚应适当、合理(2)铸件壁厚应尽可能均匀(3)铸件壁连接应有结构圆角,避免交叉和锐角连接,避免采用十字型交叉连接,厚壁与薄壁之间要有逐步过渡铸件4、为什么铸件应有最少分型面?具体设计时应如何考虑?答:使铸件分型面的数目最少,可以简化造型过程,减少由于错箱造成的铸件误差,因此铸件应有最少分型面。
具体设计时应遵循以下原则:(1)分型面应为平直面,使分模造型、起模方便(2)减少分型面数量(3)减少型芯、活块数量(4)使铸件尽可能放在一个砂箱内,或将重要加工面和加工基准面放在同一砂箱中,以保证尺寸精度。
5、为保证铸件内腔形状,设计型芯时应考虑哪些问题?答:应考虑的问题有:(1)尽量不用或少用型芯(2)型芯必须安装方便、固定、排气通畅(3)使清砂方便6、铸件壁小于最小壁厚会产生什么后果?壁厚适当的一般原则是什么?答:铸件壁小于最小壁厚,会产生浇不足、冷隔等缺陷;壁厚适当的一般原则:铸件内壁比外壁厚度小,肋的厚度小于内壁,以使铸件各部分冷却速度相近,达到同时凝固的目的。
另外,铸件壁厚度力求均匀。
7、为什么要求铸件壁厚应尽量均匀?答:铸件壁厚力求均匀,可以时铸件各处冷却速度相近,避免局部过厚形成热节结构,避免缩孔,热应力变形,裂纹。
塑性变形部分作业一1、为什么同种材料的锻件比铸件的力学性能高?答:锻件又坯料经反复轧制成型,组织致密度高,缩孔、缩松被扎实,柱状枝晶被打碎;而铸件组织粗大,内有缩孔、缩松,所以锻件力学性能优于铸件。
2、金属塑性变形的机理是什么?答:金属塑性变形是各晶粒内的位错运动和晶粒间的滑动与转动的综合结果。
3、何谓加工硬化?产生的原因是什么?碳钢在其锻造温度范围内变形是否会产生加工硬化?答:加工硬化是指在常温下金属随变形程度的增加,其强度和硬度增加,而塑性和韧性下降的现象。