材料成型原理复习

《材料成型原理》试卷

一、铸件形成原理部分（共40分）

(1)过冷度；(2)液态成形；(3)复合材料；(4) 定向凝固；

（1）过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度的差，称为过冷度。

（2）液态成形：将液态金属浇入铸型后，凝固后获得一定形状和性能的铸件或铸锭的加工法。

（3）复合材料：有两种或两种以上物理和化学性质不同的物质复合组成的一种多相固体。（4）定向凝固:定向凝固是使金属或合金在熔体中定向生长晶体的一种工艺方法。

（5）溶质再分配系数：凝固过程中固－液界面固相侧溶质质量分数与液相中溶质质量分数之比，称为溶质再分配系数。

2、回答下列问题

（1）影响液态金属凝固过程的因素有哪些影响液态金属凝固的过程的主要因素是化学成分；冷却速率是影响凝固过程的主要工艺因素；液态合金的结构和性质等对液态金属的凝固也具有重要影响。

（2）热过冷与成分过冷有什么本质区别热过冷完全由热扩散控制。成分过冷由固－液界前方溶质的再分配引起的，成分过冷不仅受热扩散控制，更受溶质扩散控制。

（3）简述铸件（锭）典型宏观凝固组织的三个晶区.表面细晶粒区是紧靠型壁的激冷组织，由无规则排列的细小等轴晶组成；中间柱状晶区由垂直于型壁彼此平行排列的柱状晶粒组成；内部等轴晶区由各向同性的等轴晶组成。

3、对于厚大金属型钢锭如何获得细等轴晶组织降低浇注温度，有利于游离晶粒的残存和产生较多的游离晶粒；对金属液处理，向液态金属中添加生核剂，强化非均质形核；浇注系统的设计要考虑到低温快速浇注，使游离晶不重熔；引起铸型内液体流动，游离晶增多，获得等轴晶。

二、焊接原理部分1简述氢在金属中的有害作用。氢脆，白点，气孔，冷裂纹 2写出锰沉淀脱氧反应式，并说明熔渣的酸碱性对锰脱氧效果的影响.[Mn] + [FeO] = [Fe] + (MnO),酸性渣脱氧效果好，碱度越大，锰的脱氧效果越差。 3冷裂纹的三大形成要素是什麽钢材的淬硬倾向，氢含量及其分布，拘束应力状态 4说明低碳钢或不易淬火钢热影响区组织分布.（1）熔合区：组织不均匀;（2）过热区：组织粗大; （3）相变重结晶区（正火区）：组织均匀细小;（4）不完全重结晶区：晶粒大小不一，组织分布不均匀.

一、填空题

1．液态金属本身的流动能力主要由液态金属的成分、温度和杂质含量等决定。

2．液态金属或合金凝固的驱动力由过冷度提供。

3．晶体的宏观生长方式取决于固液界面前沿液相中的温度梯度，当温度梯度为正时，晶体的宏观生长方式为平面长大方式，当温度梯度为负时，晶体的宏观生长方式为树枝晶长大方式。

4．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。

5．液态金属凝固时由热扩散引起的过冷称为热过冷。

6．铸件宏观凝固组织一般包括表层细晶粒区、中间柱状晶区和内部等轴晶区不同形态的晶区。

7．内应力按其产生的原因可分为热应力、相变应力和机械应力三种。

8．铸造金属或合金从浇铸温度冷却到室温一般要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段。

9．铸件中的成分偏析按范围大小可分为微观偏析和宏观偏析二大类。

二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上

1. 塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响大于工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。

Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；

2. 塑性变形时不产生硬化的材料叫做Ａ。

Ａ、理想塑性材料；Ｂ、理想弹性材料；Ｃ、硬化材料；

3. 用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为Ｂ。

Ａ、解析法；Ｂ、主应力法；Ｃ、滑移线法；

4. 韧性金属材料屈服时Ａ准则较符合实际。

Ａ、密席斯；Ｂ、屈雷斯加；Ｃ密席斯与屈雷斯加

5. 塑性变形之前不产生弹性变形（或者忽略弹性变形）的材料叫做Ｂ。

Ａ、理想弹性材料；Ｂ、理想刚塑性材料；Ｃ、塑性材料；

6. 硫元素的存在使得碳钢易于产生 A 。

Ａ、热脆性；Ｂ、冷脆性；Ｃ、兰脆性；

7. 应力状态中的 B 应力，能充分发挥材料的塑性。

Ａ、拉应力；Ｂ、压应力；Ｃ、拉应力与压应力；

8. 平面应变时，其平均正应力B 中间主应力。

Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；

9. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性 B 。

Ａ、提高；Ｂ、降低；Ｃ、没有变化；

三、判断题

v1.0 可编辑可修改1．合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。（ X ）

2. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。（ X ）

3 . 结构超塑性的力学特性为mkS'，对于超塑性金属m =。（ X ）

4. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。（√）5．屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上，两个准则是一致的。（ X ）

6. 按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=。（ X ）

7．变形速度对摩擦系数没有影响。（ X ）四、名词解释

1．晶体择优生长:在树枝晶生长过程中，那些与热流方向相平行的枝晶较之取向不利的相邻枝晶会生长得更为迅速，其优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长，这种相互竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的择优生长。

2．偏析:一般情况下，铸件凝固后，从微观晶粒内部到宏观上各部位，化学成分都是不均匀的，这种现象称为偏析。

五、简答题

1.什么是缩孔和缩松试简要介绍它们的形成原因和控制措施。

答：铸造合金凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩的产生，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称为缩孔。其中尺寸细小而且分散的孔洞称为缩松。产生缩孔和缩松的基本原因均在于合金的液态收缩和凝固收缩值之和大于固态收缩值。通过定向凝固，同时凝固，控制浇注条件，应用冒口、补贴和冷铁以及加压补缩等措施可以减小或消除缩孔或缩松。

2.简述提高金属塑性的主要途径。

答：一、提高材料的成分和组织的均匀性二、合理选择变形温度和变形速度三、选择