石大机械制造基础-材料成型部分习题及答案

习题《材料成形》部分第1章铸造填空题：1、铸造方法从总体上可分为普通铸造和特种铸造两大类，普通铸造是指砂型铸造方法，不同于砂型铸造的其他铸造方法统称为特种铸造，常用的特种铸造方法有：（）、（）、（）、（）、（）等。2、凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充，将产生（）或（）。3、对砂型铸件进行结构设计时，必须考虑合金的（）和铸造（）对铸件结构提出的要求。4、（）是铸造合金本身的物理性质，是铸件许多缺陷（）产生的基本原因。5、浇注位置是指造型时（）在铸型中所处的位置，它影响铸件的质量。6、铸造应力按产生的原因不同，主要可分为（）和（）两种。7、铸件上各部分壁厚相差较大，冷却到室温，厚壁部分的残余应力为（）应力，而薄壁部分的残余应力为（）应力。8、任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要经过三个联系的收缩阶段，即（）、（）和（）。9、在低压铸造、压力铸造和离心铸造时，因人为加大了充型压力，故（）较强。提高浇铸温度是改善合金（）的重要措施。10、铸件浇铸位置的选择必须正确，如重要加工面、大平面和薄壁部分在浇铸时应尽量（），而厚大部位应尽量（），以便安放冒口进行（）。单项选择题：1、下列合金流动性最好的是：（）①普通灰铸铁；②球墨铸铁；③可锻铸铁；④蠕墨铸铁。2、摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用：（）1．下列合金流动性最好的是：（）①普通灰铸铁；②球墨铸铁；③可锻铸铁；④蠕墨铸铁。2.摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用：（）①铸造黄铜；②合金结构钢；③铸造铝硅合金；④铸造碳钢。3、在下列铸造合金中，自由收缩率最小的是：（）①铸钢；②灰铸铁；③铸造铝合金；④白口铸铁4、图示圆锥齿轮铸件，齿面质量要求较高。材料HT350，小批生产。最佳浇注位置及分型面的方案是：()①方案Ⅰ；②方案Ⅱ；③方案Ⅲ；④方案5、为防止大型铸钢件热节处产生缩孔或缩松、生产中常采用的工艺措施是（）①采用在热节处加明、暗冒口或冷铁以实现顺序凝固②尽量使铸件壁厚均匀以实现同时凝固③提高浇注温度④采用颗粒大而均匀的原砂以改善填充条件1．下列合金流动性最好的是：（）①普通灰铸铁；②球墨铸铁；③可锻铸铁；④蠕墨铸铁。2.摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用：（）①铸造黄铜；②合金结构钢；③铸造铝硅合金；④铸造碳钢。5．焊接接头中因受热影响（但未熔化）而发生组织和性能变化的区域称为：（）①焊缝；②熔合区；③热影响区；④部分相变区。多项选择题：1、液态合金浇注温度冷却到室温所经历的收缩阶段有：（）①高温收缩；②液态收缩；③凝固收缩④低温收缩；⑤固态收缩挖沙或假箱造型时候，分型面：（）①一定是曲面；②一定是圆锥面；③可以是平；④一定是平面；⑤可以是曲面3、影响液态合金充型能力的主要因素是：（）①合金的结晶特性；②浇注温度；③合金的收缩率；④铸造工艺凝固原则；⑤铸件壁厚和铸型条件4、影响液态合金充型能力的主要因素是：（）①合金的结晶特性；②浇注温度；③合金的收缩率；④铸造工艺凝固原则；⑤铸件壁厚和铸型条件5、产生缩孔、缩松的基本原因：（）①液态收缩；②固态收缩；③凝固收缩；④线收缩；⑤等温收缩结构改错题：1、如下图所示，浇铸位置是否合理？若不合理请改为合理。2、请修改下列铸件的结构，并说明理由。（a）（b）3、请对下列铸件的结构作适当改进，并说明理由。（a）（b）（c）4、请修改下列铸件的结构，并说明理由。（a）（b）5、判断下列铸件的结构工艺性，如不良，则请修改（可在图上修改）,并请说明理由。（4分）（a）（b）简答题：用应力框说明热应力的产生过程。2、什么是缩孔？如何区别缩孔和气孔？怎样才能防止铸件产生缩孔？3、轧钢机导轮，材料ZG310-570，在铸后出现缩孔如下图示。试分析该铸件出现缩孔的原因及消除该铸件缩孔的工艺措施。（注意：图中尺寸均不许改变）。4、什么是“顺序凝固原则”和“同时凝固原则”?实行“顺序凝固原则”和“同时凝固原则”对防止铸件缺陷有何意义？5、为什么要规定铸件的最小允许壁厚？不同铸造合金的最小允许壁厚是否一致？为什么？

第2章金属塑性加工填空题：1、锻压是（）和（）的总称。2、拉深时，拉深系数愈（）和板料相对厚度愈（），板料愈容易起皱。3、塑性加工时，作用在工具表面单位面积上（）的大小称为变形抗力。4、合金的（）越好，（）越低,其锻造性就越好。5、对于大型或特大型锻件，只能采取（）来生产。6、冲压加工方法多种多样，但概括起来，可以分为（）和（）两大类。7、冲裁的分离过程分为弹性变形阶段、（）、断裂分离阶段三个阶段。8、宜于锻造的金属应具有良好的（）性，故可锻铸铁是（）锻造的。9、锻压件是金属在（）态下成形的，故其形状一般比铸件的（）。10、锻件坯料加热时，应尽量提高始锻温度，但要避免产生（）和（）、脱碳和严重氧化等缺陷。单项选择题：1、金属热变形与冷变形的分界线是：（）①高于或低于回复温度；②高于或低于再结晶温度；③加热温度；④软化温度2、在锻压过程中，磷是钢中的有害杂质，使钢的强度、硬度显著提高，而塑性、韧性显著降低，尤其在低温时更为严重，这种现象称为：（）①冷脆性；②热脆性；③时效脆性；④氢脆3、用以综合衡量金属锻造性能的因素是金属的：（）①塑性，变形抗力②弹性③强度④冲击韧性4、金属的冷变形强化有利于：（）①冷变形继续进行；②零件的安全使用；③锻压能耗的减少；④工件的塑性成形5、选择模锻件分模面的位置时，必须保证的是：（）①分模面是一个平面；②各个模膛均浅而宽；③模锻件能顺利出模；④分模面采用直线分模。多项选择题：实际生产中最常用的自由锻基本工序有：（）①镦粗；②拔长；③扭转；④错移；⑤冲孔2、影响钢料锻造性能优劣的因素有：（）①化学成分；②石墨形态；③变形温度；④变形速度；⑤应力状态3、锻压的目的是改变或改善金属材料的：（）①尺寸；②形状；③晶格结构；④组织；⑤性能3、冷锻件图要根据零件图来绘制，在绘制的过程中应考虑的因素有：()①锻造余块；②加工余量；③锻造公差；④冲孔连皮；⑤圆角半径4、根据金属流动方向和凸模运动方向，挤压可分为：(）①正挤压；②复合挤压；③逆向挤压；④同向挤压；⑤径向挤压5、下列那些项属于冲压的分离工序：（）①剪切；②拉深；③翻边；④冲裁；⑤切边结构改错题：1、判断下列自由锻件的结构工艺性，如不良，则请修改并说明理由。轴类自由锻件盘类自由锻件2、如下图所示，锻件要求内部组织流线沿外轮廓连续分布，采用Ⅱ-Ⅱ面分模是否合理？若不合理请改为合理。 3、选择最佳的分模面，并说明理由。4、对图(a)、(b)所示锤上模锻件的分模面进行修正，并说明理由。5、齿轮零件图如下（次要尺寸从略），锤上模锻制坯。从其结构上看，有哪些不妥之处？为什么？应如何改进？齿轮零件图如下（次要尺寸从略），锤上模锻制坯。从其结构上看，有哪些不妥之处？为什么？应如何改进（就在图上进行修改）？（3分）简答题：1、说明自由段、模锻和胎膜锻的特点及适宜的生产批量。2、简述变形温度、变形速度对塑性和变形抗力的影响。3、简述应力状态对塑性及变形抗力的影响。4、依据什么来评定金属的锻造性能？其影响因素有那些？5、绘制自由锻件图要考虑哪些因素？绘制模锻件图要考虑哪些因素？

3章焊接填空题：1、埋弧自动焊的焊接材料是（）和（）。2、焊接冶金过程中的氧化会使焊缝金属含氧量()，还会使焊缝中合金元素（），影响焊缝的质量。、3、手弧焊的焊接过程实质上是一个冶炼过程，焊接时在（）、（）和周围空气三者之间发生一系列冶金反应。4、消除焊接应力的有效方法是焊后进行（）热处理。5、常用的电弧焊方法有（）、（）和（）等。6、按照钎料的熔点不同，将钎焊分为（）和（）。7、间接评定钢材的焊接性的方法有（）和（）。8、焊接电弧一般由（）、（）和（）三部分组成。9、按焊接过程物理特点，焊接方法可以分为（）、（）和（）。10、焊接结构材质不同时，焊接的难易程度（），因此，应尽量选择（）材料来制造焊接结构。单项选择题：1、焊接接头中因受热影响（但未熔化）而发生组织和性能变化的区域称为：（）①焊缝；②熔合区；③热影响区；④部分相变区2、下列焊接方法中使工件变形最小的是：（）①手弧焊；②气体保护焊；③埋弧焊；④钎焊；3、气焊黄铜时采用：（）①中性焰；②碳化焰；③弱氧化焰；④强氧化焰；4、对钎焊的钎料熔点的要求是：（）①低于母材的熔点；②高于母材的熔点；③与母材的熔点相等；④可低于、等于或高于母材的熔点5、对于有复杂内腔的零件最佳成形方法是：（）①锻造；②冲压；③铸造；④焊接多项选择题：埋弧自动焊的优点有：（）①生产率高；②可进行全位置焊；③焊接质量好；④节省金属材料；⑤劳动条件好2、为避免或减少焊接应力和变形，焊缝布置的一般原则是：（）①应尽可能密集；②应尽可能分散；③应尽可能避开加工表面；④应便于焊接操作；⑤焊缝位置应尽量对称。3、熔焊的接头设计如下图所示，合理的接头设计是：（）①②③④4、焊条选用必须遵守的最基本原则：（）①同成分原则；②抗裂性；③等强度原则；④成本要求；⑤组织原则5、低碳钢焊接接头包括：（）①焊缝热区；②熔合区；③淬火区；④正火区；⑤部分相变区结构改错题：1、说明以下焊缝布置及焊接顺序是否合理，并说明原因。（a）（b）2、修改焊接结构及焊缝布置不合理处。3、修改焊缝布置不合理处，并说明理由。4、焊缝布置应便于操作，修改下面手弧焊的焊缝设置。（a）（b）（c）5、判断下列焊接件的结构工艺性，如不良，则说明理由。管子钎焊接头电阻对焊接头（a）（b）简答题：1、试述减小焊接残余应力的工艺措施三块钢板拼焊，其焊接顺序有a和b两种，试问哪一个方案比较合理？并说明不合理方案在焊接时可能产生的缺陷。方案a方案b3、什么是熔焊的冶金过程？并说明它与炼钢和铸造冶金过程比较有哪些区别？4、用小块钢板拼焊，如图所示，从减小焊接应力考虑，应如何布置焊缝、确定合理的焊接顺序，试在图中标出，并说明理由。1125、低碳钢熔焊焊接接头由哪几个部分组成？试指出力学性能较差的区域并说明原因。

思考题：1、某厂铸造一个φ1500mm的铸铁顶盖，有如下图所示的两种设计方法，试分析哪个方案易于生产？并简述其理由。（a）（b）2、下图为一个直径较大而且较长的圆柱体铸件，如铸出后不久即去加工，当分别车外圆、钻孔、侧面铣削后发现工件有变形发生，试画出可能发生的变形示意图，并简述其原因。3、如下图所示零件材料为HT150。（1）单件生产时，分析可能的分型方案。并比较其优、缺点。（2）成批量生产时，考虑采用机器造型，则图示结构有何缺陷？试作适当修改。4、为防止下图所示铸件变形，问可采取哪几种措施保证角α的准确性。5、某厂自行设计了一批如下图所示的铸铁槽形梁。铸后立即进行了机械加工，使用一段时间后发生了如图中点画线所示的变形，试分析：（1）该件壁厚均匀，为什么还会变形？原因是什么？（2）有何措施能防止此变形？（3）能否对该类槽形梁铸件的结构进行改进？6、在如图所示的两种砧铁上拔长时，效果有何不同？7、如图所示两零件采用锤上模锻，试选择合适的分模面。8、如图所示焊接结构有何缺点？应如何改进？9、板料冲压件的结构缺陷？11、塑料制品的主要生产工序有哪些？其中最重要的工序是什么？12、塑料制品的成形方法有哪几种？各有什么特点？13、何谓挤出成形？挤出成形工艺过程是什么？14、注塑制品后处理的目的是什么？什么是注塑制品的退火处理？15、什么是压延成形？压延机滚筒的排列方式有哪几种？16、陶瓷制品常用的成形方法有哪些？各有什么特点？17、什么是等静压成形？等静压成形有几种？18、制备复合材料的通用方法是什么？19、常用的金属基复合材料（MMC）制备方法有哪些？20、喷雾共淀积法用于生产何种复合材料？其工艺过程是什么？21、常用的树脂基复合材料（RMC）成形方法有哪几种？22、拉挤成形的基本工艺过程是什么？23、陶瓷基复合材料（CMC）成型工艺有哪几种？24、什么是化学气相渗透工艺（CVI）？有何特点？25、碳/碳复合材料（C/C）成形工艺的基本过程是什么？

习题参考答案《材料成形》部分第1章铸造填空题：1、熔模铸造；压力铸造；金属型铸造；陶瓷型铸造；消失模铸造；2、缩孔；缩松；3、铸造性能；工艺；4、收缩；如缩孔、缩松、变形、开裂；5、模样；6、热应力；收缩应力；7、拉；压；8、液态收缩；凝固收缩；固态收缩；9、充型能力；充型能力；10、向下；向上；补缩；单项选择题：1、①2、③1．下列合金流动性最好的是：（）①普通灰铸铁；②球墨铸铁；③可锻铸铁；④蠕墨铸铁。2.摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用：（）3、②4、②5、①1．下列合金流动性最好的是：（）①普通灰铸铁；②球墨铸铁；③可锻铸铁；④蠕墨铸铁。2.摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用：（）①铸造黄铜；②合金结构钢；③铸造铝硅合金；④铸造碳钢。5．焊接接头中因受热影响（但未熔化）而发生组织和性能变化的区域称为：（）①焊缝；②熔合区；③热影响区；④部分相变区。多项选择题：1、②、③、⑤2、③、⑤3、①、②、⑤4、①、②、⑤5、①、③结构改错题：答：不合理。大平面应朝下，如下图所示。2、答：（a）：分型面应为简单平面，使造型工艺大大简化；（b）：防止缩孔产生，壁厚应尽量均匀3、答：（a）图A-A截面改为加强筋型。（b）图上表面改掉不必要的外凸缘结构，使三箱造型变为二箱造型，简化铸造工艺。（c）图将厚大的截面处改成壁厚均匀的结构，避免热节处易产生的缩孔、缩松等缺陷；另外，避免壁厚不均易产生应力变形甚至产生裂纹等缺陷。4、答：（a）铸件的结构应尽量避免过大的水平壁。浇注时铸件朝上的水平面易产生气孔、砂眼、夹渣等缺陷。将图中过的大水平面改为倾斜的表面。（b）凸台和筋的设计应便于造型和起模。图中的凸台必须用活块或外砂芯才能取出模样。改后图形为：5、答：（a）图的两个斜凸台在造型时影响起模，需采用活快。因此，应设计成向上的直凸台，简化造型工艺，减低成本、提高生产效率。（b）图原设计需用两个型芯，其中的型芯1为悬臂型芯、下芯时必须使用芯撑，型芯的固定、排气和清理都比较困难。将两个连通成一体，则便于造型时型芯的稳固支撑、安放、排气和铸造后的清理方便。简答题：1、答：起始阶段两杆处于塑性阶段，冷却到t1-t2阶段后，细杆进入弹性状态而粗干仍处于塑性，导致在横杆的作用下将对粗干产生压应力，细杆受到拉应力。这时粗杆将产生压塑变形，使粗细两杆收缩趋于一致，应力将消失。继续冷却T2-T3,此时两杆均进入弹性状态，粗杆温度高，产生较大收缩，而细杆温度低，收缩以几乎停止。所以在最后阶段粗杆受拉，细杆受压。2、答：（1）缩孔：由于液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充，在铸件最后凝固的部位形成的孔洞。（2）区别：缩孔：通常位于铸件的上部或最后凝固的部位，形状不规则，孔壁粗糙。气孔：是气体在铸件中形成的孔洞，孔内表面比较光滑，明亮或略带氧化色。（3）防止措施：1）采用顺序凝固原则；2）合理确定内浇道位置及浇注工艺；3）应用冒口、冷铁、补贴等；3、答：（1）出现缩孔的原因：材料ZG310-570属于共析的合金，逐层凝固，易在最后凝固部位及热节处产生集中的缩孔，轧钢机导轮的结构恰好为上部是厚大截面，在厚、薄截面转接处形成热节，因此，在图示部位产生缩孔。（2）消除该铸件缩孔的工艺措施：在上部厚大截面处安放冒口、采用顶注式浇铸系统、形成自下而上的顺序凝固，将缩孔引向冒口区。4、答：顺序凝固：是指利用各种工艺措施，使铸件从原离冒口的部分到冒口之间建立一个递增的温度梯度，凝固从远离帽口的部分开始，逐渐向冒口方向顺序进行，最后是冒口本身凝固。实现顺序凝固可以实现良好的补缩，使缩孔移至冒口，从而获得致密的铸件。同时凝固：利用各种工艺措施，减小铸件各部分的温差，从而实现铸件同一时间的凝固，由此热应力可减小到最低程度。5、答：铸件壁厚过小，难以充型，容易出现浇不足、冷隔缺陷。不一致。因为，不同合金的流动性各不相同，导致不同合金在一定的铸造条件下所能浇铸出铸件最小壁厚也不同。

第2章金属塑性加工填空题：1、锻造；冲压；2、；小；小；3、变性力；4、塑性；变形抗力；5、自由锻；6、分离工序；成形工序；7、塑性变形阶段；8、塑；不可；9、固；简单；10、过热；过烧；单项选择题：1、②2、①3、①4、①5、③多项选择题：①、②、⑤2、①、③、④、⑤3、①、②、④、⑤4、②、③、④、⑤5、①、②、⑤6、①、④、⑤结构改错题：1、答：自由锻件上的加强筋、凸台、斜面、工字截面或空间曲线形表面，都难以用自由锻方法获得。因此，自由锻件必须减少辅助结构。2、答：不合理。将分模面置于一侧（Ⅰ-Ⅰ分模面），内部组织流线沿外轮廓连续分布。3、答：c-c面为最佳分模面。原因：锻件能顺利取出，也可锻出零件中的孔，同时也能保证锻件以镦粗填充的方式成形，获得良好的锻件质量。4、答：（a）图：分模面设在Ф260截面中央，分模面的位置能保证上、下模膛的轮廓相同，以利于模具制造和避免错型。（b）图：分模面设在Ф360截面中央，分模面的位置能保证上、下模膛的轮廓相同，以利于模具制造和避免错型。模锻时，锻件以镦粗方式充满模膛，获得良好的锻件质量。5、答：锤上模锻制坯，要求锻件的结构最好为沿分模面均匀对称。原设计恰好违反此原则，根据分模面为250的最大面的中心，其轮毂应设计成沿分模面对称结构，且轮毂与轮辐的转接处应为园角过渡（例如R5）辐板b处尺寸过薄应加厚，附图简答题：答：自由锻工序多，锻件的加工余量和锻造公差都较大，生产效率低，只适用于单件或小批量生产；胎膜锻使用了较简单的模具，因此加工余量和锻造公差比自由锻小生产效率有所提高；对于模锻而言，操作最为简单，生产效率最高，加工余量和锻造公差小，但模具造价高，生产周期长，适用于大批量生产。2、答：a)变形温度对塑性和变形抗力的影响：温度对塑性的影响，就大多数金属而言，其总的趋势是随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。但是，在温度升高过程中的某些温度区间，往往由于过剩相的析出或相变等原因，而使金属的塑性降低和变形抗力增加（也可能降低）。b)变形速度对塑性和变形抗力的影响：变形速度小于临界值时，随着变形速度的增大，塑性降低，变形抗力升高；变形速度大于临界值时，随着变形速度的增大，塑性提高，变形抗力降低。3、答：在应力状态中，压应力状态中，压应力个数愈多、愈大，则金属的塑性愈高。反之，拉应力个数愈多、数值愈大，则金属的塑性越低。应力状态对变形抗力有很大的影响。一般来说，同号主应力图的变形抗力大于异号主应力图的变形抗力。4、答：依据塑性及变形抗力来评定金属的锻造性能。其影响因素有：（1）金属的化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响；（2）变形温度、变形速度对塑性和变形抗力的影响；（3）应力状态对塑性和变形抗力的影响；（4）毛坏表面状况和周围介质及变形不均匀对塑性和变形抗力的影响。5答：绘制自由锻锻件图时，应以零件图为基础，并考虑以下几个因素：锻件敷料、锻件余量、锻件公差。模锻件图分为冷锻图和热锻图两种。冷锻图是用来最终锻件的检验，它要根据零件图来绘制。绘制时要考虑以下因素：分模面，确定加工余量和锻造公差，确定冲孔连皮，确定模锻斜度和圆角半径。热锻件图用于锻模设计和加工制造，它是以冷锻件图为依据，在冷锻件图的基础上加放收缩率，尺寸的标注也应遵循高度、方向、尺寸分模面为基准的原则。

第3章焊接填空题：1、；焊丝；焊剂；2、增高；烧损；3、熔池中的液态金属；周围的熔渣；4、去应力退火；5、手弧焊；埋弧焊；气体保护焊；6、软钎焊；硬钎焊；7、碳当量法；冷裂纹敏感系数法；8、阳极区；阴极区；弧柱区；9、熔焊；压焊；钎焊；10、不同；可焊性好；单项选择题：1、③2、④3、③4、①5、③多项选择题：1、①、③、④、⑤2、②、③、④、⑤3、③、④4、①、②、③5、②、④、⑤结构改错题：1、答：（a）不合理。焊缝应尽量避免密集和交叉，如果焊缝密集或交叉会使接头处过热，力学性能下降。（b）不合理。合理的焊接顺序：1-3-4-2-7-6-5-8，这样可减小焊接产生的变形。2、答：（a）焊缝应对称分布，使焊接变形相互抵消。（b）焊缝应避免交叉结构，克服焊接接头热影响区过热，力学性能下降。3、答：（1）焊缝应尽量避开最大应力的位置。应改成自两端分散的2