2025年大学大二（材料成型及控制工程）金属塑性成形原理试题及答案

2025年大学大二（材料成型及控制工程）金属塑性成形原理试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种现象不属于金属塑性变形的表现？A.金属板材的弯曲B.金属棒材的拉伸变细C.金属在加热时体积膨胀D.金属管材的挤压变形2.金属塑性变形的实质是：A.原子的重新排列B.晶体结构的破坏C.位错的运动和增殖D.以上都是3.位错密度增加会导致金属的：A.强度降低B.塑性提高C.电阻减小D.加工硬化加剧4.以下哪种强化机制对提高金属的强度贡献最大？A.固溶强化B.加工硬化C.细晶强化D.弥散强化5.金属在热加工过程中，动态回复的主要作用是：A.消除加工硬化B.细化晶粒C.产生再结晶D.改变晶体结构6.再结晶温度与以下哪个因素无关？A.金属的熔点B.变形程度C.加热速度D.杂质含量7.金属塑性成形过程中，摩擦系数增大可能会导致：A.模具磨损加剧B.工件表面质量提高C.变形力减小D.金属流动性增强8.以下哪种锻造方法属于自由锻造？A.模锻B.镦粗C.挤压D.拉拔9.板料冲压中，冲裁力的大小与以下哪些因素有关？（多选）A.板料厚度B.冲裁件周长C.材料的强度D.模具间隙10.金属塑性成形时，应力状态对金属的塑性有显著影响。三向压应力状态下，金属的塑性：A.提高B.降低C.不变D.先提高后降低II卷（非选择题，共70分）（一）填空题（共15分）答题要求：本大题共5小题，每空3分。请将正确答案填写在横线上。1.金属塑性变形的基本方式有______和______。2.加工硬化的主要原因是______。3.热加工是指在______以上进行的加工。4.锻造比是衡量______的指标。5.板料冲压的基本工序分为______和______两大类。（二）简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，条理清晰，语言简洁。1.简述金属塑性变形的条件。（10分）2.说明细晶强化提高金属强度和塑性的原理。（10分）（三）分析题（共15分）答题要求：结合所学知识，对给定的问题进行分析和解答。在金属锻造过程中，发现锻件内部出现了裂纹。请分析可能导致裂纹产生的原因，并提出相应的预防措施。（15分）（四）材料分析题（共10分）答题要求：阅读材料，回答问题。材料：在金属塑性成形实验中，对某种金属进行了不同变形程度的拉伸试验。结果发现，随着变形程度的增加，金属的强度和硬度不断提高，而塑性不断下降。同时，还观察到当变形程度达到一定值后，继续增加变形程度，金属的强度反而有所下降。问题：请解释上述实验现象。（10分）（五）综合应用题（共20分）答题要求：根据题目所提供的信息，运用所学知识进行综合分析和解答。有一圆柱形金属坯料，直径为100mm，高度为150mm。现要将其通过锻造加工成直径为50mm，高度为600mm的细长轴。已知该金属的锻造比要求不小于3。请设计锻造工艺方案，并说明理由。（20分）答案：1.C2.D3.D4.C5.A6.A7.A8.B9.ABC10.A1.滑移；孪生2.位错密度增加，位错间相互作用增强3.再结晶温度4.锻造时金属变形程度5.分离工序；变形工序1.金属塑性变形的条件包括：具有一定的塑性；有外力作用；外力必须达到一定的数值；外力作用方向合适。2.细晶强化提高金属强度和塑性的原理：晶粒细化后，晶界增多，位错运动受阻，使金属强度提高；同时，晶粒细化使变形更加均匀，不易产生应力集中，从而提高了金属的塑性。裂纹产生原因：锻造温度不当，如温度过高导致过热、过烧，温度过低导致金属变脆；变形速度过快，产生过大的内应力；锻造比过大或过小；原材料存在缺陷等。预防措施：控制合适的锻造温度；合理控制变形速度；选择合适的锻造比；对原材料进行严格检验，去除有缺陷的材料。随着变形程度增加，位错密度不断增大，位错间相互作用增强，导致加工硬化，使金属强度和硬度提高，塑性下降。当变形程度达到一定值后，发生再结晶，晶粒细化，消除了加工硬化，金属强度反而下降。锻造工艺方案：先镦粗，将坯料高度减小，直径增大，以满足锻造