材料成型技术基础习题答案(新版)

作业1 金属材料技术基础1-1 判断题（正确的画O，错误的画×）1．纯铁在升温过程中，912℃时发生同素异构转变，由体心立方晶格的α-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe。

这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。

（ O ）2．奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体，具有面心立方结构，而铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体,具有体心立方结构。

（ O ）3．钢和生铁都是铁碳合金。

其中，碳的质量分数（又称含碳量）小于0.77%的叫钢，碳的质量分数大于2.11%的叫生铁。

（×）4．珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间。

（ O ）5．钢中的含碳量对钢的性能有重要的影响。

40与45钢相比，后者的强度高，硬度也高,但后者的塑性差。

（ O ）6．为了改善低碳钢的切削加工性能，可以用正火代替退火，因为正火比退火周期短，正火后比退火后的硬度低，便于进行切削加工。

（×）7．淬火的主要目的是为了提高钢的硬度。

因此，淬火钢就可以不经回火而直接使用。

（×）8．铁碳合金的基本组织包括铁素体（F）、奥氏体（A）、珠光体（P）、渗碳体（FeC）、3马氏体（M）、索氏体（S）等。

（×）1-2 选择题1．铁碳合金状态图中的合金在冷却过程中发生的（ F ）是共析转变，（ B ）是共晶转变。

A．液体中结晶出奥氏体； B．液体中结晶出莱氏体；C．液体中结晶出一次渗碳体； D．奥氏体中析出二次渗碳体；E．奥氏体中析出铁素体； F．奥氏体转变为珠光体。

2．下列牌号的钢材经过退火后具有平衡组织。

其中，（ C ）的σb最高，（ D ）的HBS 最高，（ A ）的δ和a k最高。

在它们的组织中，（ A ）的铁素体最多，（ C ）的珠光体最多，（ D ）的二次渗碳体最多。

A．25； B．45； C．T8； D．T12。

3．纯铁分别按图1-1所示不同的冷却曲线冷却。

其中，沿（ D ）冷却，过冷度最小；沿（ D ）冷却，结晶速度最慢；沿（ A ）冷却，晶粒最细小。

图1-14．成分相同的钢，经过不同的热处理，可以得到不同的组织，从而具有不同的力学性能。

对于碳的质量分数（含碳量）为0.45%的钢，当要求具有高的硬度和耐磨性时，应进行（ F ）；当要求具有较高的综合力学性能时，应进行（ D ）；当要求具有低的硬度和良好的塑性时，应进行（ A ）。

A．完全退火； B．正火； C．淬火； D．调质处理；E．淬火十中温回火； F．淬火十低温回火。

5．“65Mn”是常用的合金弹簧钢，“65”表示的意义是（ B ）。

A．钢中的含碳量为6.5%左右； B．钢中的含碳量为0.65%左右；C．钢中的含锰量为6.5%左右； D．钢中的含锰量为0.65%左右。

1-3 填空题1．在纯铁的一次结晶中，细化晶粒的方法是1、提高冷却速度，2、（孕育处理）3、（搅拌或震动）。

2．钢的热处理加热的主要目的是（获得晶粒细小、成分均匀的奥氏体组织）。

3．共析钢等温转变中，高温转变产物的组织，按硬度由高到低的顺序，其组织名称和表示符号分别是（屈氏体T ）、（索氏体S ）、（珠光体P ）。

4．T10A钢中的“T”表示（碳素工具钢）；“10”表示（含碳量1.0% ）；而“A”表示（高级优质碳素工具钢）。

5．图1-2为铁碳合金状态图的一部分。

试用符号将各相区的组织填在图上，并标出S 点、E点所对应的碳的质量分数（含碳量）。

6．两根直径为φ5mm，碳的质量分数（含碳量）为0.4%，并具有平衡组织的钢棒。

一端浸入20℃水中，另一端用火焰加热到1000℃，如图1-3所示。

待各点组织达到平衡状态后，一根缓慢冷却到室温，另一根水淬快速冷却到室温，试把这两根棒上各点所得到的组织填入表1-1。

图1-2 图1-3表1-1作业2 铸造技术基础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．铸件的凝固方式有逐层凝固、中间凝固和体积凝固三种方式。

影响铸件凝固方式的主要因素是铸件的化学成分和铸件的冷却速度。

（ O ）3．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F A+P A A+Fe 3C IP+Fe 3C I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 ）4．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 ）5．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 ）6．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。

（×）7．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。

（×）8．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 ）9．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 ）10．采用同时凝固的原则，可以使铸件各部分的冷却速度趋于一致，这样既可以防止或减少铸件内部的铸造应力，同时也可以得到内部组织致密的铸件。

（×）11．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造热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。

（ O ）12．铸造过程中，合金凝固的液固共存区域很宽时，铸件的厚壁区仅易产生较大缩孔缺陷；因此，应选用顺序凝固原则，使得上述缺陷转移到冒口处，以便于铸件清理工序切除。

（×）13．铸造时，冷铁的作用是加快铸件局部的冷却速度，因此可以配合冒口来控制铸件的顺序凝固，达到降低铸件铸造应力的目的。

（×）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 ）和（ C ）。

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。

5．如图2-1所示的A、B、C、D四种成分的铁碳合金中，流动性最好的合金是（ D ）；形成缩孔倾向最大的合金是（ D ）；形成缩松倾向最大的合金是（ B ）。

图2-1 图2-26．如图2-2所示应力框铸件。

浇注并冷却到室温后，各杆的应力状态为（ H ）。

若用钢锯沿A-A线将φ30杆锯断，此时断口间隙将（ A ）。

断口间隙变化的原因是各杆的应力（ C ），导致φ30杆（ E ），φ10杆（ D ）。

A．增大； B．减小； C．消失； D．伸长； E．缩短；F．不变；G．φ30杆受压，φ10杆受拉；Ｈ．φ30杆受拉，φ10杆受压。

7．直径Φ100m，高250mm的圆柱形铸件，内部存在铸造热应力，若将铸件直径车削为Φ80mm 后，铸件高度方向的尺寸将（ B ）。

A、不变；B、缩短；C、增长。

8. T形梁铸件经浇注冷却后,室温下应力状态为（ C ），经测量，铸件沿长度方向发生翘曲变形，则（ B ）。

A厚壁受压应力，薄壁受拉应力； B 薄壁外凸，厚壁内凹；C厚壁受拉应力，薄壁受压应力； D 厚壁外凸，薄壁内凹。

作业3 铸造方法3-1 判断题（正确的画O，错误的画×）1．芯头是砂芯的一个组成部分，它不仅能使砂芯定位、排气，还能形成铸件内腔。

（×）2．机器造型时，如零件图上的凸台或筋妨碍起模，则绘制铸造工艺图时应用活块或外砂芯予以解决。

（×）3．若砂芯安放不牢固或定位不准确，则产生偏芯；若砂芯排气不畅，则易产生气孔；若砂芯阻碍铸件收缩，则减少铸件的机械应力和热裂倾向。

（×）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。

（×）6．设计铸造工艺图过程中，为了便于起模，在垂直于分型面的铸件表面都有一定的斜度，称为起模斜度，铸件经过机械加工后，该斜度被切除。

（×）3-2 选择题1．如图3-1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3-12．如图3-2所示的具有大平面铸件的几种分型面和浇注位置方案中，合理的是（ A ）。

图3-23-3 填空题1．零件与铸件在形状和尺寸上有很大区别，尺寸上铸件比零件多加工余量和( 拔模斜度 )，形状上零件上一些尺寸小的孔或槽，铸件上（不铸出）。

2．造型用的模样与铸件在形状和尺寸上有很大区别，尺寸上模样比铸件多( 收缩率的放大量 )，形状上铸件上有孔的地方，模样上（对应部位有芯头）。

3-4 应用题1．绳轮（图3-3），材料为HT200，批量生产。

绘制零件的铸造工艺图。

图3-32．衬套（图3-4），材料为HT200，批量生产。

绘制零件的铸造工艺图，并在用双点划线绘制的零件轮廓图上定性画出模样图和铸件图。

上下模样图铸件图图3-4上下3．轴承座，如图3-5（a）所示，材料为HTl50，批量生产。

图3-5（b）为零件图的右视图，请在此图上定性绘制出零件的铸造工艺图。