金属工艺学复习资料

一、填空：

1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。

2.常用的热处理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。

3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。

4.根据石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。

5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。

6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。

7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。

8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。

9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。

10.锻造的方法有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。

11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。

12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。

14.铸件的凝固方式有（逐层凝固）、（糊状凝固）、（中间凝固）三种。

15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。

17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。

20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。

21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。

二、名词解释：

1.充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，成为液态合金的充型能力。

2．加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。

3．金属的可锻性：衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度的工艺性能，称为金属的可锻性。

4．焊接：利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来的一种工艺方法。

5.同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。

6．起模斜度：为使型芯便于从砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为起模斜度。

7.积屑瘤：在一定范围的切削速度下切削塑性金属时，常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬的金属，这就是积屑瘤。

8．结晶：金属的结晶就是金属液体转变为晶体的过程，亦即金属原子由无序到有序的排列过程。

9.热处理：就是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需性能的工艺方法。

10.锻造：利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，这类工艺方法称为锻造。

三、简答题：

1．铸型分型面的选择原则是什么？

答：（1）应使造型工艺简化。如尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯等。（2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的精度。（3）为便于造型、下芯、合箱和检验铸件的壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。

2．影响金属可锻性的因素有哪些？

答：金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。

对于金属本质来说：（1）不同化学成分的金属其可锻性不同；（2）金属内部的组织结构不同，其可锻性有很大差别；

对于加工条件来说：（1）变形温度的影响；（2）变形速度的影响；（3）应力状态的影响；

3．简述焊接接头热影响区的组织和性能？

答：焊接接头热影响区可分为：熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。（1）熔合区：熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。强度、塑性和韧性都下降。（2）过热区：由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性及韧性降低。（3）正火区：加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。（4）部分相变区：珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。

4．简述车削的工艺特点及应用？

答：车削的工艺特点：（1）易于保证工件各加工面的位置精度；（2）切削过程比较平稳；（3）适用于有色金属零件的精加工；（4）刀具简单。

车削的应用：可以加工各种回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、断面和成形面等。加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为1.6—0.8um。5．对刀具材料有哪些基本要求？

答：（1）较高的硬度；（2）足够的强度和韧度，以承受切削力、冲击和振动；（3）较好的耐磨性；（4）较高的耐热性；（5）较好的工艺性。

6．板料冲压工艺的特点是什么？

答：（1）可以冲压出形状复杂的零件，且废料较少；（2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度值，冲压件的互换性较好；（3）能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件；（4）冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产效率很高。故零件成本低。

7．切削液的作用是什么？有哪些种类？

答：切削液主要通过冷却和润滑作用来改善切削过程。它一方面吸收并带走大量切削热，起到冷却作用；另一方面它能渗入到刀具与工件和切屑的接触便面，形成润滑膜，有效地减少摩擦。

切削液的种类：（1）水基切削液，如：水溶液、乳化液等；（2）油基切削液，主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合油。

8．简述铣削的工艺特点及应用？

答：铣削的工艺特点：（1）生产率较高；（2）容易产生振动；（3）刀齿散热条件较好。铣削的应用：主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面）、沟槽、成形面和切断等。加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为1.6—3.2um。

9．简述防止焊接变形和开裂的方法？

答：焊接应力的存在会引起焊件的变形。防止焊接变形的方法：（1）在结构设计中采用对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构；（2）施焊中，采用反变形措施或刚性夹持方法；（3）正确选择焊接参数和焊接次序，对减少焊接变形也很重要；焊接应力过大的严重后果是使焊件产生裂纹。防止焊接开裂的方法：（1）合理选材；（2）采取措施减小应力；（3）选用合理的焊接工艺和焊接参数（如采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序）。

10.简述钻削的工艺特点及应用？

答：钻削的工艺特点：（1）容易产生“引偏”（2）排屑困难；（3）切削热不易传散；钻削的应用：主要用于粗加工，例如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔和螺纹底孔等。加工精度IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12.5um。

11.为保证铸件性能，对铸件结构有哪些要求？

答：（1）应尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹，便于起模；（2）尽量使分型面为平面；（3）凸台和筋条结构应便于起模；（4）垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度；（5）尽量不用和少用型芯；（6）应有足够的芯头，以便于型芯的固定、排气和清理；（6）合理设计铸件的壁厚；（7）铸件的壁厚应尽可能均匀；（8）设计铸件壁的联接或转角时，也应尽力避免金属的积聚和内应力的产生；（9）为防止热裂，可在铸件易裂处增设防裂筋；（10）设计铸件的筋、辐时，应尽量使其得以自由收缩，以防产生裂纹。

11．铣削方式有哪些？各有何优、缺点？

答：铣削方式有：周铣法（用圆柱铣刀的圆周力齿加工平面）和端铣法（用端铣刀的端面刀齿加工平面）。

优缺点：（1）端铣的切削过程比周铣时平稳，有利于提高加工质量；（2）端铣可以达到较小的表面粗糙度。（3）端铣时，刀具系统的刚度较好；生产效率高，加工表面质量好。（4）周铣法的适应性广。

13.焊缝布置的工艺原则是什么？

答：（1）焊缝布置应尽量分散；（2）焊缝的位置应可能对称布置；（3）焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置；（4）焊缝应尽量避开机械加工表面；（5）焊缝位置应便于焊接操作；

14.焊接接头的形式有哪些？

答：焊接接头形式可分为对接接头、T形接头、角形接头和搭接接头四种。

15.纤维组织是怎样形成的？有何利弊？

答：铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们都将沿着变形方向被拉长，呈纤维状。这种结构叫纤维组织。纤维组织使金属在性能上具有了方向性。金属在平行纤维方向上的塑性和韧性提高，而在垂直纤维方向上塑性和韧性降低。在设计和制造零件时，都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大切应力方向与纤维方向垂直。并使纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量使纤维组织不被切断

1. 什么叫液态合金的充型能力？充型能力不足会导致什么缺陷？影响合金充型能力的主要因素是什么？

液态合金充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。充型能力不足会产生：（1）浇不足：使铸件不能获得充分的形状；（2）冷隔：铸件虽获得完整的外形，但因存在未融合的部位，使力学性能严重变坏。影响合金充型能力的主要因素：（1）合金的流动性（2）浇注条件（3）铸型填充条件。

2. 为什么共晶成分的合金充型能力好？浇注温度对合金的充型能力有什么影响？（1）由于合金的流动性愈好，充型能力愈强，而影响合金流动性的因素以化学成分的影响最为显著。共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，由于已结晶的固体层内表面比较光滑，对金属液的流动阻力小，故流动性最好。所以共晶成分的合金充型能力好。（2）浇注温度对合金充型能力有着决定性影响。浇注温度愈高，合金的粘度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时间长，故充型能力强；反之，充型能力差。但浇注温度过高，铸件容易产生缩孔、缩松粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不宜过高。