材料成型原理復(fù)習(xí)資料及試題庫(kù)

1、1 過(guò)冷度：金屬的理論結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度的差值2 均質(zhì)形核：在沒(méi)有任何外來(lái)的均勻熔體中的形核過(guò)程3 異質(zhì)形核： 在不均勻的熔體中依靠外來(lái)雜質(zhì)或者型壁面提供的襯底進(jìn)行形核的過(guò)程4 異質(zhì)形核速率的大小和兩方面有關(guān)，一方面是過(guò)冷度的大小，過(guò)冷度越大形核速率越快。 二是和界面有關(guān)界面和夾雜物的特性形態(tài)和數(shù)量來(lái)決定， 如果夾雜物的基底和晶核潤(rùn)濕，那么形核速率大。5 形核速率：在單位時(shí)間單位體積內(nèi)生成固相核心的數(shù)目6 液態(tài)成型：將液態(tài)金屬澆入鑄型之，凝固后獲得具有一定形狀和性能的鑄件或者鑄錠的方法7 復(fù)合材料： 有兩種或者兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)復(fù)合組成一種多相固體8 定向凝固：使金屬或者合金

2、在熔體中定向生長(zhǎng)晶體的方法9 溶質(zhì)再分配系數(shù)：凝固過(guò)程當(dāng)中，固相側(cè)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和液相側(cè)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值10流動(dòng)性是確定條件下的充型能力，液態(tài)金屬本身的流動(dòng)能力叫做流動(dòng)性11 液態(tài)金屬的充型能力是指液態(tài)金屬充滿鑄型型腔獲得完整輪廓清晰的鑄件能力影響充型能力的因素： （ 1）金屬本身的因素包括金屬的密度、金屬的比熱容、金屬的結(jié)晶潛熱、金屬的粘度、金屬的表面張力、金屬的熱導(dǎo)率金屬的結(jié)晶特點(diǎn)。（ 2）鑄型方面的因素包括鑄型的蓄熱系數(shù)、鑄型的溫度、鑄型的密度、鑄型的比熱容、鑄型的涂料層、鑄型的透氣性和發(fā)氣性、鑄件的折算厚度（3）澆注方面的因素包括液態(tài)金屬的澆注溫度、 液態(tài)金屬的靜壓頭、 澆注系統(tǒng)中的壓

3、頭總損失和。12 影響液態(tài)金屬凝固過(guò)程的因素： 主要因素是化學(xué)成分冷卻速度是影響凝固過(guò)程的主要工藝因素 液態(tài)合金的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及冶金處理 （孕育處理、 變質(zhì)處理、微合金化）等對(duì)液態(tài)金屬的凝固也有重要影響13 液態(tài)金屬凝固過(guò)程當(dāng)中的液體流動(dòng)主要包括自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流，自然對(duì)流是由于密度差和凝固收縮引起的流動(dòng)， 由密度差引起的對(duì)流成為浮力流。 凝固過(guò)程中由傳熱。 傳質(zhì)和溶質(zhì)再分配引起液態(tài)合金密度的不均勻， 密度小的液相上浮，密度大的下沉， 稱為雙擴(kuò)散對(duì)流， 凝固以及收縮引起的對(duì)流主要主要產(chǎn)生在枝晶之間， 強(qiáng)迫對(duì)流是由液體受到各種方式的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生的對(duì)流， 例如壓力頭。 機(jī)械攪動(dòng)、鑄型震動(dòng)、外加磁場(chǎng)。

4、14 鑄件的凝固方式：層狀凝固方式（動(dòng)態(tài)凝固曲線之間的距離很小的時(shí)候） 、體積凝固方式（動(dòng)態(tài)凝固曲線之間的距離很大的時(shí)候） 、中間凝固方式（介于中間情況的時(shí)候） 、15 影響鑄件凝固方式的因素有二：一是合金的化學(xué)成分，二是鑄件斷面上的溫度梯度。16 熱力學(xué)能障動(dòng)力學(xué)能障：熱力學(xué)能障是右被迫處于高自由能過(guò)度狀態(tài)下的界面原子產(chǎn)生的他能直接影響系統(tǒng)自由能的大小， 動(dòng)力學(xué)能障是由于金屬原子穿越界面過(guò)程引起的， 他與驅(qū)動(dòng)力的大小無(wú)關(guān)， 而僅僅取決于界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)， 例如激活自由能。 單從熱力學(xué)條件來(lái)看， 液相的自由能已經(jīng)大于固相的自由能， 固相為穩(wěn)定相， 相變應(yīng)該沒(méi)有能障， 但是要想液相原子具有足夠的

5、的能量越過(guò)高能界面， 還需動(dòng)力學(xué)條件， 因此液態(tài)金屬凝固過(guò)程中必須克服熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)能障。液態(tài)金屬在成分、溫度、能量、上不是均勻的，即存在成分、能量、結(jié)構(gòu)的三個(gè)起伏， 正是這三個(gè)起伏去克服熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)能障， 使凝固過(guò)程能夠進(jìn)行下去。17 凝固過(guò)程當(dāng)中溶質(zhì)分配的平衡條件：凝固界面上溶質(zhì)遷移的平衡、固相液相內(nèi)部擴(kuò)散的平衡。18 熱過(guò)冷：金屬凝固時(shí)所需過(guò)冷度完全由傳熱所提供僅由熔體實(shí)際溫度分布決定、19 成分過(guò)冷：凝固時(shí)由于溶質(zhì)再分配，固液前沿溶質(zhì)濃度變化，引起理論凝固溫度的改變而在固液界面前液相內(nèi)形成的過(guò)冷， 這種由于固液界面前方溶質(zhì)再分配引起的過(guò)冷叫做成分過(guò)冷成分過(guò)冷對(duì)晶體的外貌有什么影響

6、： 無(wú)成分過(guò)冷平面生長(zhǎng)， 窄成分過(guò)冷胞狀生長(zhǎng)，較寬成分過(guò)冷區(qū)柱狀樹(shù)枝晶生長(zhǎng)，寬成分過(guò)冷區(qū)自由樹(shù)枝晶生長(zhǎng)。 P62就合金的宏觀結(jié)晶狀態(tài)而言， 平面生長(zhǎng)、胞狀生長(zhǎng)柱狀樹(shù)枝晶生長(zhǎng)都屬于一種晶體自型壁生核然后由外向內(nèi)單向延伸的生長(zhǎng)方式， 稱為外生長(zhǎng)， 而等軸晶是在液體的內(nèi)部自由生長(zhǎng)的，稱為內(nèi)生長(zhǎng)。枝晶距離指的是相鄰?fù)沃еg的垂直距離20 熱過(guò)冷完全由熱擴(kuò)散控制，成分過(guò)冷不僅由熱擴(kuò)散控制還和溶質(zhì)擴(kuò)散相關(guān)。21 產(chǎn)生成分過(guò)冷具備兩個(gè)條件： 固液界面前沿的溶質(zhì)的富集而引起成分再分配、固液界面前方液相的實(shí)際溫度分布必須達(dá)到一定值。22 獲得全部柱狀晶的條件：激冷鑄型形成穩(wěn)定的凝固層防止晶體游離、提高金屬的

7、純度減小成分過(guò)冷縮頸的能力、 減少液體的流動(dòng)， 提高澆注溫度使晶體游離重熔23 厚達(dá)鑄件獲得等軸晶的辦法： （ 1）降低澆注溫度，有利于游離晶粒的殘余和產(chǎn)生較多的游離晶粒。（ 2） 對(duì)金屬液進(jìn)行處理， 加入形核劑強(qiáng)化非均質(zhì)形核。（ 3）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到低溫快速澆注使游離晶粒不重熔（4）使晶體內(nèi)液體流動(dòng)，有利于大量游離晶粒的生成。24 在熔點(diǎn)溫度的固態(tài)金屬變?yōu)橥瑴囟鹊囊簯B(tài)金屬的時(shí)候，金屬要吸收大量的熱量，稱為融化潛熱25 鑄錠典型宏觀組織的三個(gè)晶區(qū)及其組成： 表面細(xì)晶區(qū)是緊靠型壁的激冷組織，由無(wú)數(shù)細(xì)小等軸晶組成。 中間的柱狀晶區(qū)由垂直于型壁且彼此平行排列的柱狀晶組成。內(nèi)部的等軸晶區(qū)由各向

8、同性的等軸晶組成26 影響液體金屬粘度的主要因素是化學(xué)成分、溫度、夾雜物。一般的難容化合物的液體粘度較高， 熔點(diǎn)低的共晶成分合金粘度較低。 液體的粘度隨著溫度的升高粘度降低。 液態(tài)金屬中呈固態(tài)的非金屬夾雜物使液態(tài)金屬的粘度增加。 冶金處理對(duì)液態(tài)金屬的粘度也有一定的影響，如孕育變質(zhì)晶粒細(xì)化處理等。27 粘度的實(shí)質(zhì)是原子之間的結(jié)合力28 影響表面張力的因素：熔點(diǎn) 熔點(diǎn)沸點(diǎn)高則表面張力也大。 溫度 表面張力隨著溫度的升高而降低。 溶質(zhì)元素 溶質(zhì)元素對(duì)表面張力的影響分為兩大類(lèi)一類(lèi)是使表面張力降低的元素， 我們叫這類(lèi)元素為表面活性元素， 其表面含量大于內(nèi)部含量， 我們叫他為正吸附元素另外一類(lèi)是使表面張力

9、升高的元素， 我們叫這類(lèi)元素為非表面活性元素。其表面含量少于內(nèi)部含量，稱為負(fù)吸附元素。29 潤(rùn)濕角在 p1630 毛細(xì)現(xiàn)象是液體對(duì)管壁的潤(rùn)濕引起的31 半固態(tài)合金的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)鑄型的熱腐蝕小，可以對(duì)黑色或者其他熔點(diǎn)的合金成型，填充平穩(wěn)減少氣體的卷入提高致密度，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化可告訴成型。32 半固態(tài)合金的特性：熱容量低于液相，粘度高于液相，填充的時(shí)候已經(jīng)有固相的存在，可與其他材料復(fù)合33 液體金屬在枝晶之間流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于三方面，一是凝固時(shí)的收縮，二是液體化學(xué)成分的變化引起的密度變化， 三是液體、 固體在溫度降低冷卻收縮時(shí)產(chǎn)生的收縮力。34 鑄件的凝固時(shí)間指的是液態(tài)金屬充滿鑄型的時(shí)刻到凝固完畢所需要

10、的時(shí)間，單位時(shí)間內(nèi)凝固層增長(zhǎng)的厚度為凝固速度35 晶體（純金屬）宏觀長(zhǎng)大的方式取決于界面前方液體中的的溫度分布，即溫度梯度， 在結(jié)晶界面前方存在正溫度梯度和負(fù)溫度梯度， 當(dāng)溫度梯度為正的時(shí)候晶體以平面方式長(zhǎng)大， 當(dāng)溫度梯度為負(fù)的時(shí)候晶體以樹(shù)枝晶的方式生長(zhǎng)。 晶體的微觀長(zhǎng)大方式分為粗糙界面和平整界面36 為什么過(guò)冷度是液態(tài)金屬凝固的驅(qū)動(dòng)力？因?yàn)橹挥袑?shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度， 才能滿足晶體結(jié)晶的熱力學(xué)條件， 過(guò)冷度越大固液兩相的自由能相差更大，液態(tài)金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力也更大，結(jié)晶速度也越快。37 成分過(guò)冷區(qū)的寬度隨著凝固速度的增加而減小，隨著擴(kuò)散系數(shù)的增大而增大38 溶質(zhì)再分配不僅由平衡分配系數(shù)k

11、0 決定還受自身擴(kuò)散性質(zhì)的制約， 液相中的對(duì)流強(qiáng)弱等因素也將影響溶質(zhì)再分配。39 在普通的工業(yè)條件下從熱力學(xué)考慮 當(dāng)非共晶成分的合金較快的冷卻到兩條液相線所包圍的影線區(qū)域內(nèi)時(shí)液相內(nèi)兩相達(dá)到飽和 兩相具備了同時(shí)析出的條件 但是一般總是某一相先析出 然后在其表面上析出另外一相 于是開(kāi)始了兩相競(jìng)爭(zhēng)析出的共晶凝固過(guò)程最后獲得百分之百的共晶組織。40 影響成分過(guò)冷的因素有工藝因素和合金本身的因素。工藝因素：液相中溫度梯度gl 越小成分過(guò)冷越大，晶體生長(zhǎng)速度越快成分過(guò)冷越大。合金本身因素：ml 越大即液相線的斜率大、原始成分的c0 大液相中溶質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)dl 越低、k0>1時(shí)候ko越大ko<1時(shí)

12、ko越小則成分過(guò)冷越大.上述的工藝因素是可以控制的41 規(guī)則共晶凝固和非規(guī)則共晶凝固的異同規(guī)則共晶凝固時(shí)候影響其組織形態(tài)的因素規(guī)則共晶、非規(guī)則共晶、偽共晶組織、片層間距加入生核劑的目的是強(qiáng)化非均質(zhì)形核， 根據(jù)生核質(zhì)點(diǎn)的作用過(guò)程， 生核劑主要分為以下幾種： （ 1） 直接作為外加晶核的生核劑， 這種生核劑是與被細(xì)化相具有界面共格對(duì)應(yīng)的高熔點(diǎn)物質(zhì)或者同類(lèi)金屬、 非金屬碎粒， 他們與被細(xì)化的相之間有較小的界面能，潤(rùn)濕角小，作為有效的基底促進(jìn)自發(fā)形核。（ 2）能生成較高熔點(diǎn)穩(wěn)定化合物的生核劑， 生核劑中的元素能與液態(tài)金屬中的元素形成較高熔點(diǎn)的穩(wěn)定化合物，這類(lèi)化合物與被細(xì)化相之間具有界面共格關(guān)系和較小的

13、界面能（ 3）通過(guò)在液相當(dāng)中微區(qū)富集使結(jié)晶相提前彌散析出形成的生核劑，（ 4）強(qiáng)成分過(guò)冷元素的生核劑， 這類(lèi)元素通過(guò)在生長(zhǎng)的固液界面前沿的富集， 使晶粒根部或者樹(shù)枝晶分枝根部產(chǎn)生細(xì)弱縮頸， 易于通過(guò)熔體的流動(dòng)以及沖擊而產(chǎn)生晶粒的游離，這類(lèi)生核劑產(chǎn)生的強(qiáng)成分過(guò)冷也能強(qiáng)化界面前沿熔體內(nèi)部的非均質(zhì)形核，強(qiáng)成分過(guò)冷元素的界面富集對(duì)晶體生長(zhǎng)有抑制作用， 降低晶體的生長(zhǎng)速率， 也使晶粒細(xì)化42 焊接的基本概念：采用加熱或者加壓或者既加熱又加壓是被焊材達(dá)到原子結(jié)合形式永久連接的方法43 接頭：焊接接頭指的是被焊材料經(jīng)過(guò)焊接過(guò)程之后發(fā)生組織和性能變化的 ， 焊接接頭由融合區(qū)、熱影響區(qū)、焊縫組成。44 焊縫：由

14、融化的被焊材料和添加材料凝固后形成的接頭組成的部分45 熱影響區(qū)：受到焊接過(guò)程的熱作用而發(fā)生的組織和性能的變化的被焊材部分46 母材指的就是被焊材料47 融合區(qū)是由部分被融化的被焊材料組成的48 焊接熱循環(huán)指的是在焊接過(guò)程當(dāng)中工件上某點(diǎn)的溫度隨著時(shí)間由低到高升高到最大值然后又由高到低的變化過(guò)程. 焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)是加熱速度快、峰值溫度特別高、高溫停留時(shí)間短、冷卻速度快、是局部加熱。49 熔滴指的是焊接材料（焊絲焊條）端部被融化形成的滴狀的液態(tài)金屬。焊接熔池的特點(diǎn)是熔池的體積小冷卻速度快、 焊接熔池的液態(tài)金屬是處在過(guò)熱的狀態(tài)下、 焊接熔池的液態(tài)金屬始終處在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下、 溫度梯度較大。 焊接熔池

15、的凝固過(guò)程是從邊界開(kāi)始的，是一種非均質(zhì)形核，50 熔池指的是母材上由融化的焊接材料和局部融化的母材組成的，具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬51 焊接性：金屬材料在限定的焊接條件下焊接或者按照規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定的服役要求的能力，即材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性和使用的可靠性52 能用焊接性指的是接頭或者整個(gè)結(jié)構(gòu)滿足某種使用要求的能力53 工藝焊接性指的是在一定的焊接工藝條件下獲得優(yōu)質(zhì)無(wú)缺陷的接頭的能力54 焊接過(guò)程中對(duì)焊接區(qū)金屬的保護(hù)的必要性： （ 1）防止焊縫成分發(fā)生變化，主要是氧化和氮化（2）防止接頭性能劣化導(dǎo)致韌性塑性下降（3）防止產(chǎn)生焊接缺陷例如氣孔裂紋夾雜（4）改善焊接工藝性能55 焊接

16、過(guò)程中對(duì)焊接區(qū)金屬的保護(hù)方法（ 1）氣保護(hù)例如co2 氣體保護(hù)焊，效率高易實(shí)現(xiàn)成本低但是焊接缺陷大（2）渣保護(hù)例如埋弧焊，特點(diǎn)是高效可焊接厚板，（ 3）渣氣聯(lián)合保護(hù)例如手工電弧焊（4）真空保護(hù)電子束焊接可以焊接非常厚的板材，而且焊接缺陷小，但是價(jià)格昂貴56焊接區(qū)內(nèi)氣體和金屬的相互作用：有 2OHO HA謂蒸汽 金屬蒸汽，他們的 主要來(lái)源是周?chē)諝?、焊接材料、母材?7氮?dú)夂徒饘俚南嗷プ饔?，高溫溶解和Fe反應(yīng)生成氮化物，為硬脆相。在熔池凝固的時(shí)候氮?dú)獾娜芙舛冉档托纬蓺怏w分子， 若金屬凝固較快， 氣體無(wú)法全部跑出，形成氣孔，也可與金屬生成氮化物，對(duì)焊接質(zhì)量有大的影響。氮的危害;a:形成氣孔；b:塑

17、性，韌性下降；c：時(shí)效脆化58 氮?dú)獾目刂疲杭訌?qiáng)焊接區(qū)的保護(hù)，氮?dú)庵饕莵?lái)自空氣，通過(guò)氬氣的保護(hù)比較好， 其次是選擇合理的焊接工藝參數(shù)， 最后加入比鐵元素活躍的元素與氮元素反應(yīng)，選擇合金脫氮。59 氫在高溫下溶于液態(tài)金屬，隨著溫度的下降，氫元素的溶解度也下降，殘留在焊縫當(dāng)中，氫對(duì)焊接質(zhì)量有重要的影響， （ 1）氣孔（2）氫脆 氫在室溫附近使金屬的塑性和韌性急劇下降（3）白點(diǎn)（4）延遲裂紋60 出現(xiàn)冷裂紋的幾個(gè)因素：外加應(yīng)力 材料脆 擴(kuò)散氫的存在61氫元素的控制：a：控制來(lái)源，氫元素的主要來(lái)源是空氣中的水蒸氣，控制焊接材料的含氫量，焊條中的水分和有機(jī)物，母材除油除水除銹b ：冶金脫氫：合金脫氫焊

18、接材料加入氟化物生成 hf ；提高焊接材料的氧化性生成H2O； c ：工藝措施： 確定合理的焊接工藝參數(shù)；焊后脫氫。62 .氧對(duì)焊接質(zhì)量影響：a 降低焊縫的力學(xué)性能，韌性、塑性強(qiáng)度下降硬度上升；b影響焊接過(guò)程和質(zhì)量c形成Co氣孔；氧的控制：a加強(qiáng)焊接的保護(hù)63 .氧的控制： a 加強(qiáng)焊接區(qū)的保護(hù) b 限制焊接材料的含氧量 c 選擇合適的焊接方法和焊接工藝參數(shù)d 冶金脫氧64 .熔渣：藥皮、藥芯、焊劑受熱融化發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成的；其作用：機(jī)械保護(hù)作用；改善焊接工藝性能；冶金處理作用；熔渣分類(lèi)：鹽型、氧化性、鹽- 氧化型熔渣；65 .焊縫中金屬的脫氧：先期脫氧，沉淀脫氧、擴(kuò)散脫氧；66 .脫氧劑的選

19、擇： a 和氧的親和力大的 b 不溶于液態(tài)金屬，密度低、熔點(diǎn)低c價(jià)格便宜 d 對(duì)焊接工藝性和接頭質(zhì)量存在影響67 .合金化的目地： a 補(bǔ)充損失 b 消除焊接缺陷改善焊縫組織和性能 d 獲得特殊性能堆層焊68 .合金化的形式：焊條，焊劑，焊絲，合金粉末69 .熔池的特點(diǎn)： a 金屬出與過(guò)熱狀態(tài)b 熔池體積小冷卻速度快c 溫度梯度大d運(yùn)動(dòng)中結(jié)晶70 .熱影響區(qū)組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)： 加熱過(guò)程中： a 組織轉(zhuǎn)變向高溫段推移 b 奧氏體均勻程度低 c 部分晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大； 冷卻過(guò)程中 d 組織轉(zhuǎn)變向低溫段推移 e 馬氏體轉(zhuǎn)變臨街冷卻速度發(fā)生改變；71 .硫的危害： a 形成低熔共晶增大結(jié)晶裂紋傾向性 b 韌性

20、下降72 .硫的控制： a 控制來(lái)源 b 冶金脫硫73 .磷的危害：增大結(jié)晶裂紋傾向；增加脆性；控制：限制材料的含磷量；材料成型原理試卷A 試題與答案一、鑄件形成原理部分（共40 分）1、概念 （每小題 3 分 共 12 分）（1） 過(guò)冷度； （2） 液態(tài)成形； （3） 復(fù)合材料； （4） 定向凝固；答案 ：過(guò)冷度：金屬的理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度的差，稱為過(guò)冷度。液態(tài)成形： 將液態(tài)金屬澆入鑄型后， 凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件或鑄錠的加工法。復(fù)合材料：有兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)復(fù)合組成的一種多相固體。定向凝固；定向凝固是使金屬或合金在熔體中定向生長(zhǎng)晶體的一種工藝方法。溶質(zhì)再分

21、配系數(shù)： 凝固過(guò)程中固液界面固相側(cè)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與液相中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比，稱為溶質(zhì)再分配系數(shù)。2、回答下列問(wèn)題 （每小題 6 分 共 18 分）（ 1 ）影響液態(tài)金屬凝固過(guò)程的因素有哪些？（ 6 分） 答案 ：影響液態(tài)金屬凝固的過(guò)程的主要因素是化學(xué)成分； 冷卻速率是影響凝固過(guò)程的主要工藝因素； 液態(tài)合金的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等對(duì)液態(tài)金屬的凝固也具有重要影響。（2）熱過(guò)冷與成分過(guò)冷有什么本質(zhì)區(qū)別？（ 6分） 答案 ： 熱過(guò)冷完全由熱擴(kuò)散控制。成分過(guò)冷由固液界前方溶質(zhì)的再分配引起的， 成分過(guò)冷不僅受熱擴(kuò)散控制， 更受溶質(zhì)擴(kuò)散控制。（ 3 ）簡(jiǎn)述鑄件（錠）典型宏觀凝固組織的三個(gè)晶區(qū)（ 6 分） 答案 ：表面細(xì)晶

22、粒區(qū)是緊靠型壁的激冷組織， 由無(wú)規(guī)則排列的細(xì)小等軸晶組成； 中間柱狀晶區(qū)由垂直于型壁彼此平行排列的柱狀晶粒組成；內(nèi)部等軸晶區(qū)由各向同性的等軸晶組成。3、對(duì)于厚大金屬型鋼錠如何獲得細(xì)等軸晶組織？ （10分）答案：降低澆注溫度，有利于游離晶粒的殘存和產(chǎn)生較多的游離晶粒；對(duì)金屬液處理，向液態(tài)金屬中添加生核劑， 強(qiáng)化非均質(zhì)形核；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮到低溫快速澆注，使游離晶不重熔；引起鑄型內(nèi)液體流動(dòng)，游離晶增多，獲得等軸晶。二、焊接原理部分（共 20分）1簡(jiǎn)述氫在金屬中的有害作用。（4分）答案：氫脆，白點(diǎn)，氣孔，冷裂紋2寫(xiě)出鎰沉淀脫氧反應(yīng)式，并說(shuō)明熔渣的酸堿性對(duì)鎰脫氧效果的影響（6分）答案：Mn + F

23、eO= Fe + （MnO）,酸性渣脫氧效果好，堿度越大，鎰的脫氧效果越差。3冷裂紋的三大形成要素是什麼？ （4分）答案：鋼材的淬硬傾向，氫含量及其分布，拘束應(yīng)力狀態(tài)4說(shuō)明低碳鋼或不易淬火鋼熱影響區(qū)組織分布。（6分）答案：（1）熔合區(qū)：組織不均勻；（2）過(guò)熱區(qū)：組織粗大；（3）相變重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)）：組織均勻細(xì)小；（4）不完全重結(jié)晶區(qū)：晶粒大小不一，組織分布不均勻三、塑性成形力學(xué)部分 共40分1、簡(jiǎn)答題：（10分）（1）寫(xiě)出塑性變形時(shí)應(yīng)變分量j與位移分量 ux,uy,uz之間關(guān)系（小變形幾何方程）答案：uzyxyzxyzxyxzzxyzyx（2）簡(jiǎn)述兩種屈服準(zhǔn)則并寫(xiě)出表達(dá)式，并說(shuō)明其在空間的幾

24、何表示。答案：12I S| I 1222231S，“2122331s311s可編輯范本2、如圖平行砧板間平面壓縮變形，已知接觸表面摩擦力y , 為摩擦系數(shù)，最大剪應(yīng)力為 K,試用主應(yīng)力法求y分布規(guī)律及平均流動(dòng)應(yīng)力p。15分答案:dx0,dx5ce2xHye2K ,( b x)2Ke5分2、bb(b x)P 2 ydx 2 2KeH dx0 y0Hb (b x) 22 2KeH d b x20H_2、2HK hb x)eH0_2 ._2 .2HK2HKvb2HK下b/eH eH 13、如圖平面擠壓工藝,H 2h = ,U1 2u。，最大剪應(yīng)力為K,試用上限法求解平面擠壓時(shí)的平均流動(dòng)應(yīng)力p。15分

25、答案：P*u* _q KM g ；SDu oauab ubc ucd、.2uo ,uac u0，loal abl bcl cdW%，lac hac*P uiSD* _KVi dSD，Pu0K l oauoalabuabl bcubcl cd ucdlacuacPu0K 4l oau oal acu acK 4 2h u° hu°2Ku05hK5hP K 4l oauoalacuacK 4,2卜二見(jiàn) hu02Pp 2.5K 2h«材料成型原理試卷B試題與答案一、鑄件形成原理部分（共 40分）1、解釋下列概念（共 9分，每小題3分）液態(tài)成形：將液態(tài)金屬澆入鑄型后，凝固

26、后獲得一定形狀和性能的鑄件或鑄錠的加工 法。復(fù)合材料：有兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)復(fù)合組成的一種多相固體。溶質(zhì)再分配系數(shù)：凝固過(guò)程中固-液界面固相側(cè)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與液相中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù) 之比，稱為溶質(zhì)再分配系數(shù)。2、回答下列問(wèn)題（共 16分）（1）簡(jiǎn)述鑄錠典型宏觀凝固組織的三個(gè)晶區(qū)及其組成（5分）答案：表面細(xì)晶粒區(qū)是緊靠型壁的激冷組織，由無(wú)規(guī)則排列的細(xì)小等軸晶組成；中間柱狀晶區(qū)由垂直于型壁彼此平行排列的柱狀晶粒組成；內(nèi)部等軸晶區(qū)由各向同性的等軸晶組成。（2）產(chǎn)生成分過(guò)冷必須具備哪兩個(gè)條件？ （5分）答案：；第一是固-液界面前沿溶質(zhì)的富集而引起成分再分配；第二是固-液界面前方液相的實(shí)際溫度分布，或溫度分布梯度 GL必須達(dá)到一定的值。（3）影響液態(tài)金屬凝固過(guò)程的因素有哪些？ （6分）答案：影響液態(tài)金屬凝固的過(guò)程的主要因素是化學(xué)成分；冷卻速率是影響凝固過(guò)程的主要工藝因素；液態(tài)合金的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等對(duì)液態(tài)金屬的凝固也具有重要影響。2、厚大鑄件（在干砂型中澆注）欲獲得細(xì)等軸晶組織，應(yīng)采取哪些措施？ （15分）答案：降低澆注溫度，有利于游離晶粒的殘存和產(chǎn)生較多的游離晶粒；對(duì)金屬液處理，向液態(tài)金屬