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材料成型原理 复习题 第二章 材料成形热过程 与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？ 答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高 （2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短 热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。 2、影响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。 ?热源的性质 ?焊接工艺参数 ?被焊金属的热物理性质 ?焊件的板厚和形状 3、何谓焊接热循环？ 答：焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程，即焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到最高值后，又由高而低随时间的变化。 焊接热循环具有加热速度快、峰值温度高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点 焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？ ?加热速度 ?峰值温度 ?高温停留时间 ?冷却速度 或 冷却时间 决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个： （1）H　焊接热源的集中程度较高，引起焊接时的加热速度增加，较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分，从而影响接头的组织和力学性能。 （2）峰值温度Ｔmax　。距焊缝远近不同的点，加热的最高温度不同。焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶，从而改变母材的组织与性能。 （3）相变温度以上的停留时间tHTH以上停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程，增加奥氏体的稳定性，但同时易使晶粒长大，引起接头脆化现象，从而降低接头的质量。 （4）冷却速度ω(或冷却时间t8 5) 　冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。对低合金钢来说，熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢，如800～500℃的冷却时间t8 / 5，800～300℃的冷却时间t8/3，以及从峰值温度冷至100℃的冷却时间t100。 焊接热循环中冷却时间、、的含义是什么？ 焊接热循环中的冷却时间表示从800(C冷却到500(C的冷却时间。 焊接热循环中的冷却时间表示从800(C冷却到300(C的冷却时间。 焊接热循环中的冷却时间表示从峰值冷却到100(C的冷却时间。 影响焊接热循环的因素有哪些？试分别予以说明。 ?焊接热输入的影响 ?预热温度的影响 ?焊件形状尺寸的影响 ?接头形式的影响 ?焊道长度的影响 ?冷却条件的影响 8、已知某半无限大板状铸钢件的热物性参数为：导热系数λ=46.5 W/(m·K)， 比热容C=460.5 J/(kg·K)， 密度ρ=7850 kg/m3，取浇铸温度为1570℃，铸型的初始温度为20℃。 试求该铸件在砂型和金属型铸模（铸型壁均足够厚）中浇铸后0.2h时刻,铸型表面和距铸型表面0.1m处的温度并作分析比较。（铸型的有关热物性参数见表2-2。） 解：（1）砂型： =12965 =639 界面温度： =1497℃ 铸件的热扩散率： =1.3(10-5 m2/s 根据公式 分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表1。 表1 铸件在砂型中凝固时的温度分布 与铸型表面距离（m） 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 温度 （℃） t=0.02h时 1497 1523 1545 1559 1566 1569 t=0.20h时 1497 1505 1513 1521 1528 1535 根据表1结果做出相应温度分布曲线见图1。 （2）金属型： =12965 =15434 界面温度： =727.6℃ 同理可分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表2与图2。 表2 铸件在金属型中凝固时的温度分布 与铸型表面距离（m） 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 温度 （℃） t=0.02h时 727.6 1030 1277 1438 1520 1555 t=0.20h时 727.6 823 915 1005 1080 1159 (3) 分析：采用砂型时，铸件金属的冷却速度慢，温度梯度分布平坦，与铸型界面处的温度高，而采用金属铸型时相反。原因在于砂型的蓄热系数b比金属铸型小得多。 9、凝固速度对铸件凝固组织、性能与凝固缺陷的产生有重要影响。试分析可以通过哪些工艺措施来改变或控制凝固速度？ 解：① 改变铸件的浇注温度、浇铸方式与浇铸速度； ② 选用适当的铸型材料和起始（预热）温度； ③ 在铸型中适当布置冷铁、冒口与浇口； ④ 在铸型型腔内表面涂敷适当厚度与性能的涂料。 10、比较同样体积大小的球状、块状、板状及杆状铸件凝固时间的长短。 解：一般在体积相同的情况下上述物体的表面积大小依次为： A球A块A板A杆 根据 与 所以凝固