2025年材料成型基础期末复习试题细选范文附答案

2025年材料成型基础期末复习试题细选范文附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列铸造工艺参数中，对铸件充型能力影响最大的是（）。A.铸型预热温度B.金属液浇注温度C.铸件壁厚D.浇口杯高度2.塑性加工中，“加工硬化”现象的本质是（）。A.位错密度增加导致滑移阻力增大B.晶粒细化提高材料强度C.第二相粒子阻碍位错运动D.晶界数量增加限制变形3.焊接过程中，热影响区中组织性能最差的区域是（）。A.熔合区B.正火区C.部分相变区D.回火区4.粉末冶金成型中，“压制”工序的主要目的是（）。A.使粉末颗粒初步结合B.去除粉末中的杂质C.提高材料致密度至理论值D.形成最终几何形状5.砂型铸造中，分型面选择应优先保证（）。A.铸件尺寸精度B.起模方便C.减少型芯数量D.浇冒口系统合理6.锻造温度范围的上限是（）。A.固相线温度B.过烧温度C.始锻温度D.终锻温度7.电阻焊与电弧焊相比，最显著的特点是（）。A.热输入集中B.无需填充材料C.焊接速度快D.适用于厚板连接8.压铸工艺中，压射比压的主要作用是（）。A.提高金属液充型速度B.减少铸件内部气孔C.细化铸件晶粒D.降低模具热疲劳9.板材拉深时，“起皱”缺陷主要发生在（）。A.凸模圆角处B.凹模圆角处C.法兰变形区D.筒壁传力区10.熔模铸造的关键工序是（）。A.蜡模制造B.型壳焙烧C.脱蜡D.浇注二、填空题（每空1分，共20分）1.铸造合金的收缩经历三个阶段：（）、（）和（）。2.自由锻的基本工序包括（）、（）、（）等。3.焊接接头由（）、（）和（）三部分组成。4.粉末冶金的基本工艺路线为：（）→（）→（）→（）。5.影响金属可锻性的主要因素有（）和（）。6.砂型铸造中，型芯的主要作用是（），其必须满足（）和（）要求。7.电阻点焊的三个基本过程是（）、（）和（）。三、简答题（每题8分，共40分）1.比较砂型铸造与金属型铸造的优缺点，并说明各自适用的场合。2.简述锻造温度范围确定的原则及常用方法。3.分析焊接冷裂纹的产生原因，并列举3种防止措施。4.解释“液态金属充型能力”的概念，说明影响充型能力的主要因素。5.粉末冶金制品为何通常需要后续烧结处理？烧结过程中发生了哪些关键变化？四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某公司需生产一批铝合金汽车轮毂（结构复杂，要求表面光洁、内部致密），现有砂型铸造、低压铸造、压力铸造三种工艺可选。请结合材料特性与工艺特点，分析应选择哪种工艺，并说明理由。2.图示为一钢制支架（见附图，厚度10mm，需承受周期性载荷），采用电弧焊连接。若焊接后发现焊缝中心存在纵向裂纹，试分析可能的成因，并提出3项改进措施。（注：附图为简化的T型接头，焊缝位于两板交界处）答案及解析一、单项选择题1.B（浇注温度是影响充型能力最关键的因素，温度越高，金属液黏度越低，流动性越好）2.A（加工硬化的本质是位错密度增加导致滑移阻力增大，晶粒细化是细晶强化的机制）3.A（熔合区是焊缝与母材的过渡区，晶粒粗大且成分不均，是焊接接头的薄弱环节）4.A（压制工序通过压力使粉末颗粒初步结合，形成具有一定强度的坯体，致密度一般为60%-80%）5.B（分型面选择首先需保证起模方便，避免型芯或活块过多，其次考虑尺寸精度等）6.C（锻造温度范围上限为始锻温度，需低于固相线20-50℃，避免过烧）7.C（电阻焊利用电流热效应，焊接时间短（毫秒级），速度显著高于电弧焊）8.A（压射比压是单位面积上的压力，主要作用是提高充型速度，确保薄壁复杂件成型）9.C（拉深时法兰区受切向压应力，当压应力超过材料临界失稳应力时发生起皱）10.A（蜡模的尺寸精度和表面质量直接决定最终铸件质量，是熔模铸造的关键）二、填空题1.液态收缩；凝固收缩；固态收缩2.镦粗；拔长；冲孔（或弯曲、切割等）3.焊缝；熔合区；热影响区4.粉末制备；成型（压制）；烧结；后处理（或整形、机加工等）5.金属本质（成分、组织）；加工条件（变形温度、速度、应力状态）6.形成铸件内腔；强度；透气性（或溃散性）7.预压；通电加热；冷却结晶三、简答题1.砂型铸造优点：成本低、适应性广（几乎所有合金）、可铸复杂形状；缺点：铸件精度低、表面粗糙、生产效率低。适用场合：单件小批量生产，尤其是大型复杂铸件（如机床床身）。金属型铸造优点：铸件精度高、表面光洁、力学性能好、生产效率高；缺点：模具成本高、寿命有限、仅适用于非铁合金或小批量钢铁件。适用场合：大批量生产中、小型非铁合金铸件（如铝活塞）。2.确定原则：①上限（始锻温度）低于固相线20-50℃，避免过烧；②下限（终锻温度）高于再结晶温度，保证塑性变形能力；③温度范围尽可能宽，减少加热次数。常用方法：通过合金相图确定固相线和液相线，结合塑性-温度曲线调整，例如碳钢始锻温度为固相线（约1500℃）下100-200℃（约1200℃），终锻温度为800℃左右（高于A3线）。3.冷裂纹产生原因：①焊接接头存在淬硬组织（如马氏体），脆性大；②焊接残余应力（尤其是拉应力）超过材料强度；③焊缝中扩散氢含量高（氢致延迟裂纹）。防止措施：①预热母材（降低冷却速度，减少淬硬组织）；②采用低氢型焊条（减少氢来源）；③焊后缓冷或后热处理（促进氢扩散）；④优化焊接工艺（减小热输入，降低残余应力）。4.液态金属充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。影响因素：①金属液本身性质（流动性，如合金成分：共晶合金流动性最好；温度：浇注温度越高，流动性越好）；②铸型条件（导热性、预热温度、型腔阻力）；③浇注条件（充型压力、浇口系统设计）；④铸件结构（壁厚、复杂程度）。5.粉末冶金坯体（压坯）仅通过机械啮合结合，强度低、孔隙多，需烧结实现颗粒间冶金结合。烧结过程关键变化：①颗粒表面氧化物分解或还原；②原子扩散（表面扩散、体积扩散）导致颗粒间形成冶金键；③孔隙缩小、闭合，致密度提高；④合金元素均匀化（若为混合粉）。四、综合分析题1.应选择压力铸造（压铸）。理由：①铝合金熔点低、流动性好，适合高压高速充型；②压铸模具精度高，可成型复杂轮毂结构（如辐条、散热孔），表面粗糙度Ra可达3.2-0.8μm，满足光洁度要求；③高压作用下，金属液快速凝固，内部气孔少（需配合真空压铸），致密性好，力学性能接近锻件；④汽车轮毂为大批量生产，压铸生产效率高（每小时可铸数十件），符合经济性要求。2.可能成因：①焊接材料选择不当（如焊条含碳量过高），导致焊缝金属脆硬；②焊接热输入过大，热影响区晶粒粗大，塑性下降；③焊后冷却速度过快（如环境温度低），产生淬硬组织（马氏体）；④支架承受周期性载荷，焊缝残余拉应力与工作应力叠加，超过材料疲劳强度；⑤焊缝存在未熔合、夹渣等缺陷，成为裂纹源。改进措