材料成型原理期末复习试题.doc

第二章 材料成形热过程 1、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 （3）热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。 2、响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。 （1）热源的性质（2）焊接工艺参数（3）被焊金属的热物理性质（4）焊件的板厚及形状 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 焊接热循环中冷却时间、、的含义是什么？ （1）t8 / 5 ：从800冷却到500℃的冷却时间 （2）t8/3 ：从800冷却到300℃的冷却时间 （3）t100 ：从峰值温度冷却到100℃的冷却时间 7、对于低碳钢薄板，采用钨极氩弧焊较容易实现单面焊双面成形（背面均匀焊透）。采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板或铝板会出现什么后果？为什么？ 解：采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板可能会出现烧穿，这是因为不锈钢材料的导热性能比低碳钢差，电弧热无法及时散开的缘故； 相反，采用同样焊接规范去焊同样厚度的铝板可能会出现焊不透，这是因为铝材的导热能力优于低碳钢的缘故。 9、焊接热循环对母材金属近缝区的组织、性能有何影响？ 答：组织的影响：(不易淬火钢的热影响区组织) 1.熔合区 2.过热区(粗晶区) 3.相变重结晶区(正火区或细晶区) 4.不完全重结晶区 性能的影响：使HAZ发生硬化、脆化(粗晶脆化、析出脆化、组织转变脆化、热应变时效脆化、氢脆以及石墨脆化等)、韧化、软化等。 22、 右图为一灰铸铁底座铸件的断面形状，其厚度为30mm，利用“模数法”分析砂型铸造时底座的最后凝固部位，并估计凝固终了时间. 解：将底座分割成A、B、C、D四类规则几何体（见右下图） 查表2-9得：K=0.72() 对A有：RA= VA／AA=1.23cm (A=RA2／KA2=2.9min 对B有: RB= VB／AB=1.33cm (B=RB2／KB2=3.4min 对C有：RC= VC／AC=1.2cm (C=RC2／KC2=2.57min 对D有：RD= VD／AD=1.26cm (D=RD2／KD2=3.06min 因此最后凝固部位为底座中肋B处，凝固终了时间为3.4分钟。 第3章 金属的凝固 7、理想纯金属液态结构在熔点以上不高的温度范围内有何特点？ 答：“长程无序”和“近程有序” 能量起伏、结构起伏 8、实际金属合金液态结构与理想金属液态结构有何不同？ 答：实际金属合金液态结构是由各种成分的原子团、游离原子、空穴、裂纹、杂质及气泡组成的“混浊”液体，除了存在能量起伏、结构起伏外，还存在浓度起伏 14．液态金属的表面张力有哪些影响因素？试总结它们的规律。 答：液态金属的表面张力的影响因素有： （1）原子间结合力(原子间结合力越大，表面内能越大，表面张力也就越大。) （2）温度(液态金属表面张力通常随温度升高而下降，因为原子间距随温度升高而增大。) （3）合金元素或微量杂质元素 合金元素或微量杂质元素对表面张力的影响，主要取决于原子间结合力的改变。向系统中加入削弱原子间结合力的组元，会使表面张力减小，使表面内能降低，这样，将会使表面张力降低。 合金元素对表面张力的影响还体现在溶质与溶剂原子体积之差。由于这些元素的金属性很弱，自由电子很少，因此表面张力小，同样使金属的表面张力降低。 （4）溶质元素的自由电子数目 大凡自由电子数目多的溶质元素，由于其表面双电层的电荷密度大，从而造成对金属表面压力大，而使整个系统的表面张力增加。化合物表面张力之所以较低，就是由于其自由电子较少的缘故。 15． 试述液态金属充型能力与流动性间的联系和区别，并分析合金成分及结晶潜热对充型能力的影响规律。 答：(1) 液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力，简称为液态金属充型能力。液态金属本身的流动能力称为“流动性”，是液态金属的工艺性能之一。液态金属的充型能力首先取决于金属本身的流动能力，同时又受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响，是各种因素的综合反映。 在工程应用及研究中，通常，在相同的条件下（如相同的铸型性质、浇注系统，以及浇注时控制合金液相同过热度，等等）浇注各种合金的流动性试样，以试样的长度表示该合金的流动性，并以所测得的合金流动性表示合金的充型能力。因此可以认为：合金的流动性是在确定条件下的充型能力。对于同一种合金，也可以用流动性试样研究各铸造工