2007年华中科技大学材料成形原理考研试题答案
华中科技大学考研810材料成形原理历年真题分析及经验分享
华中科技⼤学考研810材料成形原理历年真题分析及经验分享《材料成形原理》历年（04--15）真题分析⼀、论述题（⼀）焊接1、裂纹（1）凝固裂纹（详细题⽬不记得了，根据氧化⾊及含⼤量S判断为凝固裂纹）（2015）（2）0.65%的U71Mn钢⽤E43013焊条焊接，数⼩时后出现多条裂纹，说明该裂纹的种类，形成机理及防治措施。
（2014）（3）1Cr-0.5Mo耐热钢，焊接中未产⽣裂纹，消除残余应⼒热处理中，热影响区产⽣裂纹，晶内有Cr的碳化物。
判断种类，简述机理及防治措施。
（2013）（4）焊接过程中产⽣，长105mm，含⼤量S，表⾯有氧化⾊，判断是哪种裂纹及形成机理。
（2012）（5）⽤16Mn钢制压⼒容器，裂纹在中⼼位置，呈纵向分布，晶间开裂，有液膜，断⼝有氧化⾊，判断类型，论述产⽣机理及防治措施。
（2011）（6）18MnMoV合⾦钢制压⼒容器，钢板的合⾦成分含量（重量百分⽐）为C：0.18% Mn：1.2% Mo：0.80% V：0.35% ，板厚25mm，焊接时采⽤埋弧⾃动焊，制造完毕3天后，在焊接热影响区产⽣了⼀条长102mm裂纹，表⾯有明显的⾦属光泽。
试确定该裂纹的种类，分析产⽣机理。
（2009）（7）分析热裂的原因，以奥⽒体钢为例说明防治措施（2007）（8）氢致裂纹的特点，产⽣机理及防治措施（2006）2、变形（1）两块长1500mm，厚为12mm，宽度分别为150mm，300mm的Q235钢进⾏开V型坡⼝对接焊接，在焊接过程中可能会产⽣哪些变形，防⽌这些变形的主要措施。
（2013）（2）厚度为15mm，横截⾯积不同的两块Q235A钢板进⾏对接焊，横截⾯积如图所⽰（不对称），焊后可能出现哪⼏种焊接变形，如何防⽌这些变形的产⽣。
（2011）（3）简述长度为5m的T型梁焊接时（主要为沿长度⽅向腹板与翼板的⾓焊缝），可能产⽣哪⼏种焊接变形，并指出防⽌其焊接变形的⼯艺措施。
（2008）（4）两长⽅形薄钢板沿长度⽅向板边对接（⼿⼯电弧焊）可能产⽣哪⼏种变形。
华科 材料成型原理 第一部分 液态金属凝固学答案
华科材料成型原理第一部分液态金属凝固学答案华科材料成型原理第一部分液态金属凝固学答案第一部分：液态金属的凝固2.1答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。
原子集团的空穴或裂纹中有不规则排列的自由原子。
这种结构处于快速变化状态，液体中存在能量波动。
（2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在浓度起伏和结构起伏。
2.2答案：液态金属的表面张力是界面张力的特例。
表面张力对应于液气界面张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。
表面张力？与附加压力P的关系如下：（1）P=2/r。
当因表面张力而增长的曲面为球体时，r为球体的半径；（2） p＝0？（1/R1+1/r2），其中R1和r2分别是曲面的曲率半径。
附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。
2.3答案：液态金属的流动性和冲孔能力是影响成形产品质量的因素；区别：流动性是决定因素件下的冲型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。
而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。
提高液态金属冲孔能力的措施：（1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热l要大；③比热、密度、导热系大;④粘高度和表面张力。
（2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。
（3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。
（4）就铸件结构而言：① 在保证质量的前提下，尽可能减少铸件厚度；②降低结构复杂程度。
2.4解决方案：浇筑模型如下：则产生机械粘砂的临界压力p＝2?/r显然，r=1×0.1cm＝0.05cm22*1.5＝6000pa－40.5*10则p＝不产生机械粘砂所允许的压头为h＝p/（ρ液体*g）=2.5解：由stokes公式6000＝0.08米7500*102r2(r1－r)2上浮速度v＝9r为球形杂质半径，γ1为液态金属重度，γ2为杂质重度，η为液态金属粘度γ1＝g*ρ液＝10*7500＝75000γ2＝g2*ρmno＝10*5400＝5400022*（0.1*10-3）*（75000-54000），因此浮动速度v==9.5mm/s9*0.00493.1解决方案：（1）对于立方核，△ g平方=-a△ GV+6A？①令d△g方/da＝0即－3a△gv+12a?＝0，则*2三2临界核尺寸a=4/△ GV，明白吗=a*△gv，代入①4△g方＝－a△gv＋6a**3*2a*1*2△gv＝a△gv42*均质形核时a和△g方关系式为：△g方＝**1*3A.△ 球形核的GV2（2）△ g球=-*4*3*2πr△gv+4πr?3*临界核半径r=2/然后△ GV=球*2*3πr△gv3所以△g球/△g方＝**1*32*3πr△gv/（a）△gv）23*设置R*=2/△gv，a＝4？/△ 将GV代入上述公式以获得△g球/△g方＝π/6<1，即△g球****2*2.25*10－5*（1453＋273）－9解决方案3-7:R平均值=（2？LC/L）*（TM/△ T） =cm=8.59*10m1870*3196.6*△ g=平均值*一万六千三百二十二π?lc*tm/（l*△t）33216(2.25*10－5*104）*（1453＋273）－17＝π*＝6.95*10j 18703(*106)*31926.63.2答：从理论上来说，如果界面与金属液是润湿得，则这样的界面就可以成为异质形核的基底部，否则它不会工作。
《材料成形原理》重点及答案
、名词解释1表面张力一表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。
表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。
2粘度-表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。
或作用于液体表面的应力T 大小与垂直于该平面方向上的速度梯度dvx/dvy的比例系数。
3表面自由能(表面能)—为产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。
4液态金属的充型能力-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，即液态金属充填铸型的能力。
5液态金属的流动性-是液态金属的工艺性能之一，与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。
6铸型的蓄热系数-表示铸型从液态金属吸取并储存在本身中热量的能力。
7不稳定温度场-温度场不仅在空间上变化，并且也随时间变化的温度场稳定温度场-不随时间而变的温度场(即温度只是坐标的函数)：8温度梯度一是指温度随距离的变化率。
或沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。
9溶质平衡分配系数K0 —特定温度T*下固相合金成分浓度CS*与液相合金成分CL*达到平衡时的比值。
10均质形核和异质形核—均质形核(Homogeneous nucleation):形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，亦称自发形核”。
非均质形核(Hetergeneous nucleation)：依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程，亦称异质形核”。
11、粗糙界面和光滑界面 -从原子尺度上来看，固-液界面固相一侧的点阵位置只有50%左右被固相原子所占据，从而形成一个坑坑洼洼凹凸不平的界面层。
粗糙界面在有些文献中也称为非小晶面光滑界面一从原子尺度上来看，固-液界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子占满，只留下少数空位或台阶，从而形成整体上平整光滑的界面结构。
也称为小晶面”或小平面”。
12成分过冷”与热过冷”-液态合金在凝固过程中溶质再分配引起固-液界面前沿的溶质富集，导致界面前沿熔体液相线的改变而可能产生所谓的成分过冷”。
【本科试卷】【华中科技大学试题】材料力学期末试卷+答案(2005-2006学期
当 h/b＝2 时，W＝bh2/6＝2b3/3 ，
由 2b3/3 ≥ 1.2 × 10 3 ，得 b ≥ 0.126 m, h = 2b = 0.253m
最后选用 125 × 250 mm 2 截面。 对于 B（左）截面，计算结果相同。 A（右）截面上应力示意图： 上表面
下表面
中性轴处
四、 下图为手摇绞车受集中力Q与一对扭转力矩mA和mB的力学模 型图。已知AB轴的直径d=3cm，l=8cm，mC=0.18Q（N.m），轴的许用 应力[σ] = 80MPa 。 试按第 三强度 理论计算 最大安 全载荷Q 。（15 分）
10
9
(c)
ΔlT = α × ΔT × l = 12.5 ×10 −6 × 30 × (0.2 + 0.1 + 0.2)
(d)
将式(b)、（c）和（d）代式(a)，解出 R，得 R=13105N（压力）
杆内最大压应力位于 B 段内，σ max
=
−
R B
= 131.25M Pa
六、 图示托架中杆AB的直径d=4cm，长度l=80cm，两端可视为铰
5
解：由对称性知，杆左右两端约束反力为大小相等得压力，记为 R
变形几何条件： 2 × ΔlA + ΔlB = ΔlT
(a)
物理条件：Δlຫໍສະໝຸດ A=Rl A AE
=
20R × 10 −2 2 × 10 −4 × 210 × 109
(b)
ΔlB
=
Rl B BE
=
1
×
10R × 10 −2 10 −4 × 210 ×
答：与矩形梁和圆形截面相比，工字梁的Wz / A 高，能充分利用材料。
材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案
材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案1. 金属材料的机械性能通常用哪几个指标衡量？答：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳极限等。
2. 何谓同素异晶转变，纯铁不同温度下的晶格变化如何？答：同素异晶转变：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
纯铁在1538。
C结晶为σ-Fe ,体心立方结构;温度降到1394。
C时，σ-Fe转变为γ-Fe,面心立方结构；降到912。
C时，γ-Fe转变为α-Fe,为体心立方结构3. 从状态图看含碳0.4%、0.9%的碳钢在室温下由哪些组织构成？答：0.4%由铁素体（F）+珠光体（P）0.9%由二次渗碳体（Fe3CⅡ）+珠光体（P）4. 淬火的目的是什么？答：淬火的主要目的是使奥氏体化后的工年获得尽量多的马氏体（或下贝氏体组织），然后配以不同的温度回火获得各种需要的性能。
例如：提高钢件的机械性能,诸如硬度、耐磨性、弹性极限、疲劳强度等，改善某些特殊钢的物理或者化学性能，如增强磁钢的铁磁性，提高不锈钢的耐蚀性等。
5.某弹簧由优质碳素钢制造，应选用什么牌号的钢？应选用怎样的热处理工艺？答：含碳量在0.6%-0.9%之间，65、70、85、65Mn.65Mn淬火+中温回火6.从下列钢号中，估计出其主要元素大致含量20 45 T10 16Mn 40Cr答：0.2%C 、0.45%C、1.0%C,Mn≤0.4%,Si≤0.35、0.16%C,Mn1.2%-1.6% 、0.4%C，0.8-1.1%Cr7.简述铸造成型的实质及优缺点。
答：铸造成型的实质是：利用金属的流动性，逐步冷却凝固成型的工艺过程。
优点：1.工艺灵活生大，2.成本较低，3.可以铸出外形复杂的毛坯缺点：1.组织性能差，2机械性能较低，3.难以精确控制，铸件质量不够稳定4.劳动条件太差，劳动强度太大。
8.合金流动性取决于哪些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？答：合金流动性取决于 1.合金的化学成分 2.浇注温度 3.浇注压力 4.铸型的导热能力5.铸型的阻力合金流动性不好：产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。
华中科技大学历年考研真题
华中科技大学数学系数学分析1997，2000——2007（2004有答案）数值分析1999，2001——2002高等代数1997——2002，2004——2007概率统计2001——2002综合课程（应用数学、计算数学、概率统计专业）2003C语言程序设计（数学系计算数学专业）2002常微分方程2001——2002数理方程与泛函分析2001——2002专业英语翻译（概率论与数理统计、应用数学、计算数学专业）2006物理系数学（含高等数学线性代数）（物理系各专业）2007数学（物理类）2001，2003——2006数学（工科）（单考）2005数学（工科各专业）2003数学（理、工科类）（单）2002数学（单考）（工科各专业）2004数学（理工科）2006数学(理工类)(单考)2007高等数学（物理系）2002量子力学2001，2002，2003，2004，2005，2006（第1种），2006（第2种），2007统计物理2001——2002电动力学2001力学与电磁学2001——2004化学系物理化学2000——2007（2000——2002有答案）化学综合2007化工基础2007生物化工基础2007有机化学（化学各专业、结构工程、环境工程、生物化工专业）2000（2000有答案）有机化学（化学各专业、生物化工、材料加工工程、结构工程等专业）2001（2001有答案）有机化学（化学系各专业、环境科学专业）2002（2002有答案）有机化学（化学各专业）2003（2003有答案）有机化学（化学各专业、材料加工、环境化学专业）2004（2004有答案）有机化学（化学各专业、生物化学与分子生物学、生物信息技术、生物制药工程专业）2005有机化学（B卷）（应用化学等专业）2002有机化学（含高分子化学）（化学各专业及其他相关专业）2006有机化学（环境科学专业）2005无机化学2001——2002，2004——2005无机及分析化学2006无机与分析化学2003分析化学（分析化学、高分子化学与物理专业）2005分析化学（分析化学、高分子化学专业）2004分析化学（化学类各专业）2002分析化学（环境科学专业）2002——2005分析化学（环境科学、能源与环境工程专业）2006分析化学（有机化学、高分子化学与物理、环境工程专业）2001高分子化学2002——2003，2005——2006高分子化学（二）2004——2005高分子化学（一）2004高分子化学及物理2001——2002机械科学与工程学院机械设计1997——2002（1997——2001有答案）机械设计基础2002——2007机械原理1999——2002机械原理及机械零件2001液压传动2000——2002液压流体力学2000——2001画法几何与机械制图2001机械工程控制基础2006信号与线性系统1996——2002，2006——2007（1997有答案）信号与系统2002——2006控制理论（化工过程机械专业）2001控制理论（经典控制理论、现代控制理论）（控制理论与控制工程、检测技术及自动化装置、系统工程、系统信息化技术、系统分析与集成、建筑技术科学、模式识别与智能系统、机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、精微制造工程、数字化设计及制造、设计艺术学专业）2005控制理论（经典控制理论、现代控制理论）（控制系所有专业、模式识别与智能系统、建筑技术科学专业）2006控制理论（控制理论与控制工程、检测技术及自动化装置、系统工程、机制、机电、车辆、材料加工、轮机工程、模式识别、导航、制导专业）2002（2002有答案）控制理论（控制系、图象所各专业及生物物理学、机械制造及自动化、机械电子工程等专业）2001（2001有答案）控制理论（自控系各专业、机电学院各专业、模式识别与智能控制、内燃机专业）1996（1996有答案）控制理论（自控系各专业、机械学院、交通学院有关专业、制冷及低温工程、模式识别与智能控制专业）1998（1998有答案）控制理论（自控系各专业、机械学院及其他有关专业）1997（1997有答案）控制理论（自控系各专业、机械学院有关专业、制冷及低温工程、生物医学工程、模式识别与智能系统、电力电子与电力传动、轮机工程、动力机械及工程专业）1999（1999有答案）控制理论（自控系各专业、机械制造、机械电子、材料加工、动力机械、模式识别、制冷、轮机工程、车辆工程等专业）2000（2000有答案）控制理论（自控系各专业、模式识别、机电控制等专业）1995（1995有答案）控制理论基础（船舶与海洋工程专业）2007自动控制理论（电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动专业）2001自动控制理论（电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、脉冲功率与等离子体、动力工程及其自动化专业）2005自动控制理论（电机与电器、电力系统及其自动化专业）2000自动控制理论（电力系统及其自动化、水力发电工程专业）1998自动控制理论（电气工程所有专业、动力机械及工程专业）2004自动控制理论（电气工程所有专业、制冷及低温工程专业）2002自动控制理论（电气学院所有专业）2006自动控制理论（电气学院所有专业、能源学院部分专业）2003自动控制理论（水利水电工程、电机与电器、电力系统及其自动化专业）1999 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电子技术基础（光学工程、物理电子学、机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、精微制造工程专业）2004电子技术基础（光学仪器、物理电子学与光电子学、固体力学、流体力学、电子材料与元器件、模式识别与智能控制、内燃机、汽车设计制造专业）1998电子技术基础（光学仪器、物理电子学与光电子学、固体力学、汽车设计制造、电子材料与元器件、模式识别与智能控制、内燃机专业）1997电子技术基础（化工过程机械专业）2005——2006电子技术基础（精密仪器及机械专业）2003电子技术基础（轮机工程、车辆工程、精密仪器及机械、测试计量技术及仪器专业）2005电子技术基础（生物医学工程、生物物理学、生物材料与组织工程专业）2005——2006电子技术基础（生物医学工程、生物物理学专业）2003——2004电子技术基础（生物医学工程专业）2002电子技术基础（微电子学与固体电子学、半导体芯片系统设计与工艺、电力电子与电力传动、模式识别与智能系统专业）2005电子技术基础（微电子学与固体电子学、半导体芯片系统设计与工艺、电力电子与电力传动、模式识别与智能系统专业）2006电子技术基础（微电子学与固体电子学、电力电子与电力传动、导航、制导与控制专业）2003电子技术基础（微电子学与固体电子学、电力电子与电力传动、导航、制导与控制专业）2004电子技术基础（物理电子学、光信息科学与技术、光学工程专业）2006电子技术基础（物理电子学、光学工程、模式识别与智能系统、流体力学专业）2000电子技术基础（物理电子学、光学工程、模式识别与智能系统专业）2001电子技术基础（物理电子学与光电子学专业）1995数据结构1999——2001，2006——2007数据结构及程序设计技术2004——2006数据结构与算法分析2006——2007数据库系统原理1996——2002，2004计算机组成原理（计算机科学与技术、模式识别与智能系统、机械工程、仪器科学与技术、建筑技术科学专业）1992——2002，2006——2007（另有模拟试题一份）计算机组成原理（生物医学工程、生物信息技术专业）2007C语言程序设计（计算机软件与理论专业）2001——2002操作系统1995——2002程序设计基础1995——2002程序设计语言及编译1999——2002互换性与技术测量2000——2007工业设计史2004——2005工业设计史论2006——2007工业设计综合考试2004——2007微机原理（8086）及应用（控制科学系各专业、模式识别与智能系统、力学各专业、材料加工工程专业）2000（2000有答案）微机原理（8086）及应用（控制科学与工程系各专业、模式识别与智能系统专业）2001（2001有答案）微机原理（8086）及应用（自动控制工程系各专业、模式识别与智能系统、流体力学、工程力学专业）1999（1999有答案）微机原理（电信系各专业、电子材料与元器件专业）1996（1996有答案）微机原理（电信系各专业、电子材料与元器件专业）1998微机原理（电信系各专业、微电子学与固体电子学专业）1999微机原理（二）（光学工程、物理电子学专业）2002微机原理（光学工程、物理电子学专业）1999——2002微机原理（光学仪器、物理电子学与光电子学专业）1997——1998（1997有答案）微机原理（软件工程专业）2007微机原理（三）（电路与系统专业）2002微机原理（通信与电子系统、信号与信息处理、电路与系统、电磁场与微波技术、电子材料与元器件专业）1997微机原理（一）（电机与电气、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术专业）2002微机原理及微机控制技术（自动控制理论及应用、工业自动化、模式识别与智能控制专业）1996——1998（1997——1998有答案）微机原理及应用（材料加工工程、数字化材料成形专业）2005——2006微机原理及应用（材料加工工程专业）2003——2004微机原理及应用（电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动专业）2001微机原理及应用（二）（电力电子与电力传动、微电子学与固体电子学专业）2002 微机原理及应用（机械制造及其自动化、机械电子工程专业）2001微机原理及应用（控制科学与工程系各专业、模式识别与智能系统专业）2001 微机原理及应用（软件工程专业）2006微机原理及应用（三）（控制理论与控制工程、系统工程、固体力学、模式识别、检测技术及自动化装置、工程力学、导航、制导专业）2002（2002有答案）微机原理及应用（水利水电工程、轮机工程、微电子学与固体电子学、供热、供燃气通风及空调工程专业）2001微机原理三（电路与系统专业）2002微机原理与接口技术（生物医学工程专业）2004微机原理与应用（机械制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程、精密仪器及机械、测试计算技术及仪器、材料加工工程、轮机工程专业）2002微机原理与应用（机械制造及其自动化、机械电子工程等专业）2001结构力学（固体力学、工程力学专业）2001——2002结构力学（结构工程、道路与桥梁工程专业）2004结构力学（结构工程、桥梁隧道工程、防灾减灾及防护工程专业）2005——2006 结构力学（结构工程、桥梁隧道与工程专业）2002——2003结构力学（结构工程、岩土工程专业）1997——2000（1999有答案）结构力学（结构工程专业）1996，2001结构力学（市政工程、道路与铁道工程专业）2001电动力学2001综合考试（含C语言程序设计、数据结构）（计算机应用技术专业）2001综合考试（含计算机系统结构、计算机网络、数据结构）（计算机系统结构专业）2002综合考试（计算机应用技术专业）（数据结构、C语言程序设计）1999——2001 通信原理（电路与系统、通信与信息系统、信号与信息处理专业）2001通信原理（通信与信息系统、信号与信息处理专业）2002通信原理（物理电子学、光学工程专业）2001汽车理论2004——2006汽车理论和设计2001——2002汽轮机原理2001——2002发动机原理2001综合考试（1）（脉冲与数字电路、微机、高频电路）（电信系各专业、模式识别与智能系统专业）2000综合考试（含程序设计技术、数据结构、计算机组成原理、离散数学）（计算机学院各专业、机械学院各专业、模式识别与智能系统专业）2003综合考试（含数字电路、微机原理）（通信与信息系统、信号与信息处理、模式识别与智能系统专业）2002综合考试二（含通信原理、高频电子线路）（电信系各专业、模式识别与智能系统专业）2000综合考试一（传感器原理、数字电子技术）（控制、机械各专业、建筑技术科学、模式识别专业）2005综合考试（含数据结构、计算机组成原理、离散数学）2004——2005光电检测技术2001——2003，2005综合考试（含信号与线性系统、数字信号处理）2005综合考试（一）（含信号与线性系统、数字信号处理）2003——2004（2004有答案）专业英语翻译（计算机体系结构、软件与理论、应用技术、信息安全专业）2006 专业英语翻译（模式识别与智能系统专业）2006英语专业翻译（机械工程、工业工程、仪器科学与技术、管理科学与工程专业）2006材料科学与工程学院量子力学2001，2002，2003，2004，2005，2006（第1种），2006（第2种），2007物理化学2000——2007（2000——2002有答案）计算机图形学2002化学综合2007化工基础2007生物化工基础2007塑性成形原理2002有机化学（化学各专业、结构工程、环境工程、生物化工专业）2000（2000有答案）有机化学（化学各专业、生物化工、材料加工工程、结构工程等专业）2001（2001有答案）有机化学（化学系各专业、环境科学专业）2002（2002有答案）有机化学（化学各专业）2003（2003有答案）有机化学（化学各专业、材料加工、环境化学专业）2004（2004有答案）有机化学（化学各专业、生物化学与分子生物学、生物信息技术、生物制药工程专业）2005有机化学（B卷）（应用化学等专业）2002有机化学（含高分子化学）（化学各专业及其他相关专业）2006有机化学（环境科学专业）2005无机化学2001——2002，2004——2005无机及分析化学2006无机与分析化学2003分析化学（分析化学、高分子化学与物理专业）2005分析化学（分析化学、高分子化学专业）2004分析化学（化学类各专业）2002分析化学（环境科学专业）2002——2005分析化学（环境科学、能源与环境工程专业）2006分析化学（有机化学、高分子化学与物理、环境工程专业）2001高分子化学2002——2003，2005——2006高分子化学（二）2004——2005高分子化学（一）2004高分子化学及物理2001——2002材料成形原理2003——2007材料科学基础2002——2003，2005——2007材料学基础2001微机原理及接口技术（材料加工工程、数字化材料成形、环境科学与工程专业）2007微机及接口技术（生物医学工程、生物物理学专业）2001微机接口与技术（生物医学工程专业）2003微机原理及接口技术（生物医学工程专业）2002微机原理（8086）及应用（控制科学系各专业、模式识别与智能系统、力学各专业、材料加工工程专业）2000（2000有答案）微机原理（8086）及应用（控制科学与工程系各专业、模式识别与智能系统专业）2001（2001有答案）微机原理（8086）及应用（自动控制工程系各专业、模式识别与智能系统、流体力学、工程力学专业）1999（1999有答案）微机原理（电信系各专业、电子材料与元器件专业）1996（1996有答案）微机原理（电信系各专业、电子材料与元器件专业）1998微机原理（电信系各专业、微电子学与固体电子学专业）1999微机原理（二）（光学工程、物理电子学专业）2002微机原理（光学工程、物理电子学专业）1999——2002微机原理（光学仪器、物理电子学与光电子学专业）1997——1998（1997有答案）微机原理（软件工程专业）2007微机原理（三）（电路与系统专业）2002微机原理（通信与电子系统、信号与信息处理、电路与系统、电磁场与微波技术、电子材料与元器件专业）1997微机原理（一）（电机与电气、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术专业）2002微机原理及微机控制技术（自动控制理论及应用、工业自动化、模式识别与智能控制专业）1996——1998（1997——1998有答案）微机原理及应用（材料加工工程、数字化材料成形专业）2005——2006微机原理及应用（材料加工工程专业）2003——2004微机原理及应用（电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动专业）2001微机原理及应用（二）（电力电子与电力传动、微电子学与固体电子学专业）2002 微机原理及应用（机械制造及其自动化、机械电子工程专业）2001微机原理及应用（控制科学与工程系各专业、模式识别与智能系统专业）2001 微机原理及应用（软件工程专业）2006微机原理及应用（三）（控制理论与控制工程、系统工程、固体力学、模式识别、检测技术及自动化装置、工程力学、导航、制导专业）2002（2002有答案）微机原理及应用（水利水电工程、轮机工程、微电子学与固体电子学、供热、供燃气通风及空调工程专业）2001微机原理三（电路与系统专业）2002微机原理与接口技术（生物医学工程专业）2004微机原理与应用（机械制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程、精密仪器及机械、测试计算技术及仪器、材料加工工程、轮机工程专业）2002微机原理与应用（机械制造及其自动化、机械电子工程等专业）2001结构力学（固体力学、工程力学专业）2001——2002结构力学（结构工程、道路与桥梁工程专业）2004结构力学（结构工程、桥梁隧道工程、防灾减灾及防护工程专业）2005——2006 结构力学（结构工程、桥梁隧道与工程专业）2002——2003结构力学（结构工程、岩土工程专业）1997——2000（1999有答案）结构力学（结构工程专业）1996，2001结构力学（市政工程、道路与铁道工程专业）2001电动力学2001综合考试（材料加工工程专业）2001——2002陶瓷材料2005——2006陶瓷材料学2001——2002，2004金属材料2004金属材料学2001——2002金属塑性成形原理1997，1999，2001金属学及热处理2001——2002铸件形成理论2002铸件形成理论基础1998，2001铸造金属学及热处理1998，2001专业英语（材料学、纳米材料及技术专业）2006能源与动力工程学院传热学1999，2000，2001（第1种），2001（第2种），2003——2007（1999，2000，2001（第1种）有答案）锅炉原理2001——2002，2005流体机械原理2002内燃机原理2001——2002离心压缩机原理2001工程流体力学2002，2007结构力学（固体力学、工程力学专业）2001——2002结构力学（结构工程、道路与桥梁工程专业）2004结构力学（结构工程、桥梁隧道工程、防灾减灾及防护工程专业）2005——2006 结构力学（结构工程、桥梁隧道与工程专业）2002——2003结构力学（结构工程、岩土工程专业）1997——2000（1999有答案）结构力学（结构工程专业）1996，2001结构力学（市政工程、道路与铁道工程专业）2001不可压缩流体力学2001——2006低温原理与设备2000——2002（2000有答案）电工电子技术2001，2003电站锅炉原理2004化工原理2001，2005制冷原理与设备2001——2002热工自动化2002工程热力学2001（第1种），2001（第2种），2002——2006专业英语翻译（动力机械及工程专业）2006电气与电子工程学院电路理论（电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电机与电器、电工理论与新技术、电力电子与电力传动、环境工程专业）2001——2003电路理论（电气工程、环境科学与工程专业）2007电路理论（电气工程学科所有专业、环境工程、机械制造及自动化、精密制造、数字化设计专业）2005电路理论（电气工程学科所有专业、环境工程等专业）2006电路理论（电气工程学科所有专业、机械制造及自动化、环境工程、机械电子工程、机械设计及其理论、精微制造工业等专业）2004电路理论（光学工程、物理电子学、控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、系统工程、模式识别与智能系统专业）2002电路理论（光学工程、物理电子学专业）1999——2001电路理论（物理电子学与光电子学、光学仪器专业）1998电磁场2002，2007电磁场与电磁波2001——2006电磁学与热学2005电机学2001——2002电力电子技术2000——2001电力电子学2001——2002电力系统分析1999——2002发电厂及电力系统1998高电压技术2001——2002高压电器2001电子器件2002力学与电磁学2001——2004英语（电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、电气信息检测技术专业）2006交通科学与工程学院交通工程2001——2002，2004交通工程学2003，2005——2007综合考试（轮机工程专业）2004高级语言程序设计（C语言）2001——2002城市道路规划与设计2002，2006——2007城市道路设计2001——2005船舶力学基础2007船舶设计原理2001——2002船舶原理2001——2002控制理论（化工过程机械专业）2001控制理论（经典控制理论、现代控制理论）（控制理论与控制工程、检测技术及自动化装置、系统工程、系统信息化技术、系统分析与集成、建筑技术科学、模式识别与智能系统、机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、精微制造工程、数字化设计及制造、设计艺术学专业）2005控制理论（经典控制理论、现代控制理论）（控制系所有专业、模式识别与智能系统、建筑技术科学专业）2006控制理论（控制理论与控制工程、检测技术及自动化装置、系统工程、机制、机电、车辆、材料加工、轮机工程、模式识别、导航、制导专业）2002（2002有答案）控制理论（控制系、图象所各专业及生物物理学、机械制造及自动化、机械电子工程等专业）2001（2001有答案）控制理论（自控系各专业、机电学院各专业、模式识别与智能控制、内燃机专业）1996（1996有答案）控制理论（自控系各专业、机械学院、交通学院有关专业、制冷及低温工程、模式识别与智能控制专业）1998（1998有答案）控制理论（自控系各专业、机械学院及其他有关专业）1997（1997有答案）控制理论（自控系各专业、机械学院有关专业、制冷及低温工程、生物医学工程、模式识别与智能系统、电力电子与电力传动、轮机工程、动力机械及工程专业）1999（1999有答案）控制理论（自控系各专业、机械制造、机械电子、材料加工、动力机械、模式识别、制冷、轮机工程、车辆工程等专业）2000（2000有答案）控制理论（自控系各专业、模式识别、机电控制等专业）1995（1995有答案）控制理论基础（船舶与海洋工程专业）2007自动控制理论（电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动专业）2001自动控制理论（电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、脉冲功率与等离子体、动力工程及其自动化专业）2005自动控制理论（电机与电器、电力系统及其自动化专业）2000自动控制理论（电力系统及其自动化、水力发电工程专业）1998自动控制理论（电气工程所有专业、动力机械及工程专业）2004自动控制理论（电气工程所有专业、制冷及低温工程专业）2002自动控制理论（电气学院所有专业）2006自动控制理论（电气学院所有专业、能源学院部分专业）2003自动控制理论（水利水电工程、电机与电器、电力系统及其自动化专业）1999 自动控制理论（水利水电工程、系统分析与集成专业）2003自动控制理论（水利水电工程专业）2001，2004——2007自动控制原理（水文学及水资源、水利水电工程、系统分析与集成专业）2002 自动控制原理（系统分析与集成、控制科学与工程、机械工程、仪器科学与技术、建筑技术与科学专业）2007结构力学（固体力学、工程力学专业）2001——2002结构力学（结构工程、道路与桥梁工程专业）2004结构力学（结构工程、桥梁隧道工程、防灾减灾及防护工程专业）2005——2006 结构力学（结构工程、桥梁隧道与工程专业）2002——2003结构力学（结构工程、岩土工程专业）1997——2000（1999有答案）结构力学（结构工程专业）1996，2001结构力学（市政工程、道路与铁道工程专业）2001专业英语翻译（船舶与海洋结构物设计制造、轮机工程、交通工程专业）2006力学系材料力学（船舶与海洋结构物设计制造专业）2003——2004材料力学（船舶与海洋结构物设计制造、化工过程机械专业）2001——2002材料力学（船舶与海洋结构物设计制造、水下工程专业）2005——2006材料力学（固体力学、工程力学、材料加工工程专业）2001——2002材料力学（力学系所有专业）2002，2005——2006材料力学（岩土工程、道路与铁道工程、化工过程机械专业）2005——2006材料力学（岩土工程、道路与铁道工程专业）2003——2004材料力学（岩土工程专业）2001——2002材料力学一（固体力学、工程力学、动力机械及工程专业）2004理论力学1997——2006（1997——2001有答案）（另有《理论力学》考研复习内部资料，含理论力学课程考研基本要求、考研试题内容及题型的分析，10元。
材料成型原理考研终极复习
华科材料成型原理810 考研重点（1—6）第一章重点总结第一节了解即可，没有出过题。
第二节1.纯金属的液态结构（11 页第三段）2.实际金属的液态结构（11 页第四段第五行，从“因此，实际液态金属-----”到段末）3.名词解释温度起伏，结构起伏，能量起伏（11 页三、四段中）4.13 页第一段“X 射线衍射-----”第三节5.影响液态金属粘度的因素（14 页）（1）化学成分，难熔化合物的液体粘度较高，熔点低的共晶成分合金粘度低（2）温度，液体金属的粘度随温度的升高而降低。
（3）非金属夹杂物，非金属夹杂物使液态金属粘度增加6.粘度在材料成形过程中的意义（1）对液态金属净化的影响（2）对液态合金流动阻力的影响（3）对凝固过程中对流的影响7.名词解释，表面张力（15 页最下面一句“总之，一小部分---”）8.表面张力产生的原因，（16 页第一段）9.影响表面张力的因素（见2005 年A 卷二大题1 小题）第四节10．流变铸造及特点（21 页第一段“即使固相体积分数达到---”至最后，及21页最后一段，22 页第一段）11．半固态金属表观粘度的影响因素（21 页2 3 4 段）第二章重点总结1 铸造概念（22 页第一段第一句）第一节2.液态金属充型能力和流动性有何本质区别（见2006 年A 卷第2 题）3.两种金属停止流动机理（1）纯金属和窄结晶温度范围合金的停止流动机理（22 页最后一段）（2）款结晶温度范围合金停止流动机理（23 页第二三段）4.影响充型能力的因素及促进措施（1）金属性质方面的因素1．合金成分2．结晶潜热3.金属比热容4 液态金属粘度5 表面张力（2）铸型性质方面的因素1 铸型蓄热系数，蓄热系数越大，铸型的激冷能力就越强2.铸造温度（3）浇注条件方面因素1.浇注温度2 充型压头3 浇注系统结构（4）铸件结构方面因素1 折算厚度2 铸件复杂程度（每点后最好总结一句话）第二节5.金属凝固过程中的流动（第二节1、2 段）第三节6.了解存在三种传热；对流传热，传导传热，辐射传热即可第四节7.了解存在三种计算凝固时间的方法1 理论计算法2 平方根定律3 折算厚度法即可第三章重点第一节1 为什么过冷是液态合金结晶的驱动力（见2006 年A 卷第1 题）2. 何为热力学能障和动力学能障？凝固过程中是如何克服这两个能障的？（见2005 年D 卷第3 题）第二节3.形核条件(40 页第一段)4．名词解释，匀质形核，非匀质形核（41 页最上部）5，2007 年B 卷第1 题6．记住公式3-177.2006 年A 卷第3 题第三节8.晶体宏观长大方式晶体宏观长大方式取决于界面前方液体中的温度分布，即温度梯度（1）平面方式长大固-液界面前方液体中的温宿梯度大于0，液相温度高于界面温度，称为正温度梯度分布。
华科 材料成型原理 第十六章思考与练习.docx
第十六章思考与练习1・解释下列概念条件应力；真实应力；理想塑性；弹塑性硬化；刚塑性硬化；Tresca 屈服准则；Mises屈服准则；屈服轨迹；龙平面；等向强化。
答:条件应力：室温下在万能材料拉伸机上准静态拉伸（g<2xi（r3/s）标准试样，记录下来的拉伸力p与试样标距的绝对伸长山之间的关系曲线称为拉伸图。
若试样的初始横截面面积为人，标距长为厶，则条件应力久p真实应力试样瞬时横截而A上所作用的应力Y称为真实应力，亦称为流动应力。
A屈服准则是材料质点发生屈服而进入塑性状态的判据，也称为塑性条件。
Tresca屈服准则:1864年法国工程师H. Tresca提出材料的屈服与最大切应力有关，即当材料质点屮最大切应力达到某一•定值时，该质点就发生屈服。
或者说，质点处于塑性状态吋，其最大切应力是不变的定值，该定值取决于材料的性质，而与应力状态无关。
所以Tresca屈服准则乂称为最大切应力不变条件，当时，贝I」七空=c 或5一6=6 密塞斯（Von Mises）屈服准则：即当等效应力达到定值吋，材料质点发生屈服。
材料处于塑性状态时，其等效应力是不变的定值，该定值取决于材料的性质，而与应力状态无关。
表达式如下：<7 = -J= J（CF] _6）+（6 _6）~ +（6 _5）2 = C常数。
根据单向拉伸实验确定为0 S,于是Mises屈服准则可写成：（°一 6 尸 +（6 —6 ）2 +（6 —0尸=2（T s2. 如何用单向拉伸试验绘制材料的真实应力-应变曲线？有哪些常 见的简化形式？答：①真实应力 试样瞬时横截面A 上所作用的应力Y 称为真实应力，亦称为 流动应力。
Y = - (16-2)A由于试样的瞬时截面面积与原始截面面积有如下关系：/A(/o + A/)=心P所以丫=1-(1+刃=为(1+刃A )(16-3)② 真实应变 设初始长度为/()的试样在变形过程屮某吋刻的长度为/,定义 真实应变为=In — = ln(l +g)③ 真实应力-应变曲线 在均匀变形阶段，根据式(16-3)和(16-4)将条 件应力-应变曲线直接变换成真实应力-应变曲线，即丫-曲线，如图16-2 所示。
07复试答案
07年材料加工焊接方向复试试题答案一、选择。
1. B2. D3. A4. A5. D6. D7. B8. B9. C 10. A二、问答1.（1）电磁收缩力：当电流在液态或气态导体中流过时，产生截面收缩，叫做电磁收缩效应，所产生的力叫做电磁收缩力。
（2）等离子流力：由高温粒子高速流动形成，到达工件表面形成附加的一种压力。
（3）斑点力：电极上形成斑点时，在斑点上将产生班点力，表现形式有：带电粒子对电极的冲击力，电磁收缩力，电极材料蒸发的反作用力。
（4）爆破力：在短路电弧焊接中，由短路液柱中的电磁收缩力使液柱气化爆断而产生的力。
（5）熔滴冲击力：MIG焊射流过渡焊接时，熔滴在等离子气流驱动下，以很高加速度冲向溶池，此熔滴带有很大的动能，从而对熔池产生强烈的冲击力。
（6）电弧长度的影响：当电弧长度增加时，电弧力降低。
（7）焊丝直径的影响：焊丝直径越细，电流密度越大，电磁力越大，同时电弧呈现锥形越明显，等离子流力增大，使电弧的总压力增加。
（8）钨极端部几何形状的影响：钨极端部的角度为45度时，具有最大的电弧压力，把钨极最前端磨出一定尺寸平台，可以减小电弧静压力和等离子气流，若前端加工成空心形状时，电弧压力也有明显降低。
2. 等离子弧是通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩形成的电弧。
有3种工作方式：（1）转移型等离子弧；（2）等离子焰流；（3）混合型等离子弧。
种类：（1）小孔型：利用等离子能量密度和等离子流力大的特点，可在适当的参数条件下实现熔化型穿孔焊接。
（2）熔入型：当离子气流量减小，穿孔效应消失时，等离子弧仍可以进行对接、角焊接。
熔池形态与TIG焊相似。
（3）微束：15~30A以下的熔入型等离弧焊接通常称为微束。
（4）脉冲：小孔型、熔入型和微束等离子弧焊接均可采用一般脉冲频率在15HZ以下的脉冲焊接方法。
（5）变极性：主要在铝合金的焊接中采用，特别是厚板铝合金焊接中。
（6）熔化极：是把等离子弧与MIG焊联合使用的焊接方法。
华科材料成形原理习题集.docx
材料成形理论基础习题第一部分液态金属凝固学2.1 纯金属和实际合金的液态结构有何不同？举例说明。
2.2 液态金属的表面张力和界面张力有何不同？表面张力和附加压力有何关系？2.3 液态合金的流动性和冲型能力有何异同？如何提高液态金属的冲型能力/ 2.4 钢液对铸型不浸润，θ＝180°，铸型砂粒间的间隙为0.1cm，钢液在1520℃时的表面张力σ=1.5N/m,密度ρ液＝7500kg/m3。
求产生机械粘砂的临界压力；欲使钢液不粘入铸型而产生机械粘砂，所允许的压头H值是多少？2.5 根据Stokes公式计算钢液中非金属夹杂物MnO的上浮速度，已知钢液温度为1500℃，η＝0.0049N.s/m2,ρ液=7500kg/m3,ρMnO=5400kg/m3,MnO呈球行，其半径r＝0.1mm。
3.1 设想液体在凝固时形成的临界核心是边长为a*的立方体形状;(1)求均质形核时的a*和△G*的关系式。
(2)证明在相同过冷度下均质形核时，球形晶核较立方形晶核更易形成。
3.2 设Ni的最大过冷度为319℃，求△G*均和r*均，已知θm＝1453℃。
L＝-1870J/mol，σLC=2.25×10-5J/cm2,摩尔体积为6.6cm3.3.3 什么样的界面才能成为异质结晶核心的基底？3.4 阐述影响晶体生长的因素。
4.1 用Chvorinov公式计算凝固时间时，误差来源于哪几方面？半径相同的圆柱和球体哪个误差大？大铸型和小铸型哪个误差大？金属型和砂型哪个误差大?4.2 立方体、等边圆柱和球形冒口，试证明球形冒口的补缩能力最强。
4.3 焊接熔池有何特征？对凝固过程有何影响？4.4 何谓凝固过程的溶质再分配？它受哪些因素的影响？4.5 设状态图中液相线和固相线为直线，证明平衡常数k0＝Const。
4.6 Al-Cu相图的主要参数为C E＝33%Cu,C=5.65％, Tm＝660℃,T E＝sm548℃。
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(3) 成分的分布如图： 共晶体 单相 α 33%
5.65%
0.17% fS=98.53% 3. 答案要点：
由于灰铸铁和球墨铸铁的共晶凝固方式和石墨长大的机理不同， 产生缩孔和缩松 的倾向性有很大差别。 灰铸铁共晶团中的片状石墨，与枝晶间的共晶液体直接接触，因此片状石墨长大 时所产生的体积膨胀大部分作用在所接触的晶间液体上，迫使它们通过枝晶间通道 去充填奥氏体枝晶间由于液态收缩和凝固收缩所产生的小孔洞，从而大大降低厂灰 铸铁产生缩松的严重程度。这就是灰铸铁的所谓“自补缩能力”。 被共晶奥氏体包围的片状石墨．由于碳原子的扩散作用，在横向上也要长大，但 是速度很慢。石墨片在横向上长大而产生的膨胀力作用在共晶奥氏体上，使共晶团
华中科技大学
2007 年招收硕士研究生入学考试 试题答案
考试科目：材料成形原理 适用专业：材料加工工程、数字化材料成形、环境科学与工程
(本答案按“液态成形理论基础” 、 “连接成形理论基础”和“金属塑性成形力学”三 个部分列出)
(A 卷部分)
三、简述题 1. 影响液态金属界面张力的主要因素是什么？ 影响液态金属界面张力的主要因素是：(1)金属的熔点，金属的熔点、沸点越高， 则表面张力往往就越大； (2)温度， 大多数金属和合金的表面张力随温度升高而降低， 但对铸铁、碳钢、铜及其合金则相反。(3)溶质元素，表明活性元素降低界面张力， 非表明活性元素增加表面张力、 2. 简述纯金属晶体宏观长大方式。 晶体的宏观长大方式有平面生长方式和树枝晶生长方式。当固－液界面前方液 体中的为正温度梯度时，界面前方液体的过冷区及过冷度很小，晶体生长时凝固潜 热的析出方向同晶体生长方向相反， 一旦某一晶体生长伸入液相区就会被重新熔化， 导致晶体以平面方式生长。当固－液界面前方液体中的为负温度梯度时，界面前方 液体的过冷区较大，界面上凸起的晶体将快速伸入过冷液体中，成为树枝晶生长方 式。 3. 影响铸件凝固方式的因素有哪些？ 影响铸件凝固方式的因素有二，一是合金的化学成分；二是铸件断面上的温度 梯度。纯金属和共晶成分的合金，凝固区TL-TS＝0，属层状凝固；当合金的液相线 温度和固相线温度相差很大时，此时凝固范围很宽，则称为体积凝固方式或称糊状
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(A 卷部分)
二、判断题： （判断下列论述是否正确。答错不扣分，答对每小题 1.5 分） (1) 速度快，焊缝中柱状晶成长的最大速度有时可能超过焊接速度。 （错） (2) 低合金高强钢焊接时，通常的焊接工艺为：采取预热、后热处理，大的线能量。 （错） (3) 当电弧电压增加时，熔池的最大深度增大；焊接电流增加，熔池的最大宽度增 大。 （错） (4) 电弧电压增加，焊缝含氮量增加；焊接电流增加，焊缝含氮量减少。(对) (5) 药皮熔点高于熔渣熔点，而且药皮熔点越高，则熔渣的熔点越高。(对) (6) 酸性渣一般称为长渣，碱性渣为短渣。前者不适宜于仰焊，后者可适用于全位 置焊。(对) 三、简述题（16 分） (6) 是碱性焊条还是酸性焊条对工件表面铁锈（FeO·nH2O）更敏感？简述其理由。 （4 分） 答：碱性焊条对铁锈更敏感。 （1.5 分） 碱性渣中含 SiO2，TiO2 等酸性氧化物少，FeO 的活度大，容易向液态金属扩散， 使其焊缝含氧量增加。 （2.5 分） (7) 什么是 HAZ？简述 HAZ 脆化的类型及产生条件。 （6 分） 答：熔焊时在焊接热源作用下，焊缝周围母材发生组织和性能变化的区域称为热影 响区（HAZ） 。 （1.5 分） HAZ 脆化有多种类型：粗晶脆化、组织脆化、析出脆化、氢脆等。 （1 分） 粗晶脆化：熔合区和过热区因热循环峰值温度高，常发生粗晶脆化； （1 分） 组织脆化：焊接低合金高强钢时，因冷却速度慢可能在 HAZ 某些区域形成 M-A 组元； （1 分） 析出脆化：焊前母材为过饱和固溶体，在焊接热作用下产生时效或回火效果， 碳化物或氮化物析出造成塑性及韧性下降； （1 分） 氢脆：氢扩散至 HAZ 而引起的塑性下降（脆化） 。 （0.5 分） (8) 简述焊接熔池的特征。 （6 分） 答：熔池体积小，冷却速度大； （1.5 分） 熔池温度高，熔池金属处于过热状态； （1.5 分） 熔池金属处于运动状态，熔池中存在着各种力的作用； （1.5 分） 熔池界面的导热性好，温度梯度大。 （1.5 分）
* CL = C0 f Lk0 −1 = 1% × 90% 0.17 −1 = 1.09% * (2) 共晶体所占比例为 Cs 为 Csm 时的 f L'
Csm = k0C0 (1 − f s' ) k0 −1 = k0C0 f L' k0 −1
⎛ C ⎞ k0 −1 ⎛ 5.65% ⎞ 0.17 −1 f L' = ⎜ sm ⎟ =⎜ = 1.47% ⎟ ⎝ 0.17 × 1% ⎠ ⎝ k0C0 ⎠
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膨胀，并传到邻近的共晶团上或奥氏体枝晶骨架上，使铸件产生缩前膨胀。这种缩 前膨胀会抵消一部分自补缩效果，但是，由于这种横向的膨胀作用很小而且是逐渐 发生的，同时因灰铸铁在共晶凝固中期，在铸件表面已经形成硬壳，因此灰铸铁的 缩前膨胀一般只有 0.1%~0.2%左右。所以，灰铸铁件产生缩松的倾向性较小。 球墨铸铁在凝固过程中，当石墨球长大到一定程度后．四周形成奥氏体外壳、 碳原于是通过奥氏体外壳扩散到共晶团中使石墨球长大，当共晶团长大到相互接触 后，石墨化膨胀所产生的膨胀力，只有一小部分作用在晶间液体上，而大部分作用 在相邻的共晶团上或奥氏体枝晶上，趋向于把它们挤开。因此，球墨铸铁的缩前膨 胀比灰铸铁大得多。由于按照体积凝固方式凝固，铸件表面在凝固后期没有形成坚 固的外壳，如果铸型刚度不够，膨胀力将迫使型壁外移。随着石墨球的长大，共晶 团之间的间隙逐步扩大，使得铸件普遍膨胀。共晶团之间的间隙就是球墨铸铁的显 微缩松，并布满铸件整个断面，所以球墨铸铁铸件产生缩松的倾向性很大。如果铸 件厚大，球墨铸铁铸件这种较大的缩前膨胀也会导致铸件产生缩孔。如果铸型刚度 足够大，石墨化的膨胀力能够将缩松挤合。在这种情况下，球墨铸铁也可看作是具 有“自补缩”能力。 4. 答案要点 内部等轴晶区的形成是由于剩余熔体内部晶核自由生长的结果。关于等轴晶晶 核来源及形成有四种理论 (1) 过冷熔体直接形核理论 随着柱状晶层向内推移和溶质再分配，在固－液界面前沿产生成分过冷，当成 分过冷的过冷度大于非自发生核所需过冷度时，则产生晶核并长大，导致内部等轴 晶的形成。 (2) 激冷晶游离理论 浇注期间和凝固初期的激冷晶游离随着液流漂移到铸件心部，通过增殖，长大 形成内部等轴晶。 (3) 型壁晶粒脱落和枝晶熔断、游离理论 型壁晶体或柱状枝晶在凝固界面前方的熔断、游离和增殖——理论基点为溶质 再分配。 (4) “结晶雨”游离理论 根据这一理论，凝固初期在液面处的过冷熔体中产生过冷并形成晶核及生长成 小晶体，这些小晶体或顶部凝固层脱落的分枝由于密度比液态金属大而像雨滴似地 降落，形成游离晶体。这些小晶体在生长的柱状晶前面的液态金属中长大形成内部 等轴晶。
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C 卷(75 分) 连接成形理论基础
三、论述题（75 分） (1) 以手弧焊为例，试分析对接焊缝横向焊接残余应力的分布状态及消除或减小焊 接残余应力的方法。 （15 分） 答：1）横向残余应力由两部分组成：一是由焊缝及 HAZ 的纵向收缩引起的；二是 由于焊缝及 HAZ 的横向收缩引起的。离焊缝距离越远，应力值越低。 （1 分） 2）纵向收缩引起的横向应力，焊缝两端产生横向压应力，焊缝中段产生横向拉 应力，焊缝两端压应力最大值比拉应力最大值大得多。焊缝越长，中间段拉应力会 有所降低，并逐渐趋于零。 （6 分，未能正确画出示意图扣 1-2 分） 3）横向收缩引起的横向残余应力分布与焊接方向、焊接顺序有关。 （2 分） 直通焊、从中间向两端焊、从两端向中间焊时的横向应力分布： （画出下列示意 图 a） ，b） ，c）各给 1 分，共 3 分）
4）减小或消除焊接残余应力的方法： 合理的结构设计；合理的焊接工艺；采用热处理方法、机械法、共振法等方法。 （3 分，没有一定的展开论述，酌扣 1～1.5 分） (2) 分析焊接时热裂纹产生的原因， 并以奥氏体钢焊接为例说明防止热裂纹的措施。
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（15 分） 答： 热裂纹主要有凝固裂纹和液化裂纹。 焊接热裂纹的形成原因：(7 分) 焊接热裂纹是一种高温沿晶断裂而形成的裂纹。焊缝凝固过程中，在枝晶间存 在低熔共晶的薄层，此时材料的塑性变形能力很低，在冷却过程中不可避免的产生 收缩应变，当收缩应变大于材料此时的塑性应变的能力时，即产生焊接热裂纹。 焊缝在凝固过程中所出现的晶间塑性应变能力的应变区间叫做脆性温度区，不 同材料有不同的脆性温度区，温度区越大，产生热裂纹的危险性越大。 奥氏体钢焊接热裂纹的影响因素(4 分，未答全者酌扣 0.5～1 分) a.化学成分偏析： 奥氏体钢由于含镍量高,有害杂质 P 和 S 的有害作用显著增强。 单相奥氏体焊缝中，P 的偏析、Si 的偏析，形成低熔共晶。 b.焊缝的组织：奥氏体钢焊缝晶粒大小的影响，晶粒越粗越易产生裂纹。 c.焊缝冷却的速度 （层间温度、热输入量） d.焊缝的形状 （成形系数） e.拘束度 焊接热裂纹的控制措施(4 分，未答全者酌扣 0.5～1 分) a.成分控制：控制含硫量、含磷量； 焊接材料的选择，奥氏体焊条的选择，焊缝组织控制（控制 δ 含量） ，加 入细化晶粒元素（Mo、V、Ti、Nb） b.工艺措施 限制过热、控制成形系数、控制熔合比、降低拘束度、严格 要求装配质量 (3) 已知焊条药皮质量系数为 0.4，焊丝中含 Mn9％，其过渡系数为 0.8，母材中含 Mn1.5%, 熔合比 0.2。要求焊缝中含 Mn≥12％以确保其耐磨性能，药皮中要加 入多少含 Mn75％的锰铁合金粉？（15 分） 答：计算依据 合金元素的过渡系数：熔敷金属中的实际含量与它原始含量之比。