工程材料及机械制造基础习题及答案 (4)

工程材料(吴勇 Come On ! ) 1． 2． 3． 4. 5． 6． 徐州师范大学机电工程学院08机43班16页 第 工程材料(吴勇 Come On ! )

第八章 压力加工

1．压力加工：也称塑性加工，它是利用金属坯料在外力作用下产生塑性变形，从而获得所需形状尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。

2．轧制：使金属坯料通过一对回转轧辊间的空隙而产生连续变形。 3．挤压：使金属坯料从挤压模的模孔中挤出而变形。

4．拉拔：使金属坯料从拉拔模的模孔中挤出而变形。

5．模锻：金属在外力作用下产生塑性变形并充满模膛而获得的锻件的方法。

6．板料冲压：利用冲模在压力机上对板料施加压力使其变形或分离，从而获得一定形状、尺寸的零件的加工方法。

7．滑移：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）发生的相对位移。 8．孪生：在切应力作用下，晶体的一部分沿着面对于另一部分发生转动的结果。

9．加工硬化：随着金属冷变形（再结晶温度以下的变形）程度的增加，材料的力学性能也会随之发生变化，金属的强度、硬度增高，塑性和韧性下降，这种现象又被成为冷变形强化。

10．回复：加热温度升高到回复温度（T回）时，原子恢复到正常排列，晶格畸变基本消除。此时，金属的强度、硬度稍有降低，塑性、韧性略有提高，这一过程称为回复。

11．再结晶：金属原子在高密度位错的晶粒边界或碎晶处形成晶核，并不断长大，按变形前的晶体结构形成新的均匀细小的等轴晶粒。金属的强度、硬度进一步降低，塑性、韧性显著提高，内应力完全消除，这一过程称为再结晶。

12．锻造比：Y=S0/S=拔长前坯料的横截面积/拔长后坯料的横截面积 13．变形速度：单位时间内的变形程度。

14．流线组织：在热变形过程中，材料内部的夹杂物极其他非基本物质，沿塑性变形方向所形成的流线组织，称为纤维（流线）组织。

15．过热：由于加热温度过高或者高温下保温时间过长而引起晶粒粗大的现象。 16．过烧：加热温度过高、结晶金属的熔点时，使晶界出现氧化或熔化的现象。 17．始锻温度：开始锻造的温度。 18．终锻温度：停止锻造的温度。 二、填空题。

1．影响金属可锻性的因素主要包括 金属 的本质和 变形 条件两个方面。

2．金属变形形成纤维组织，使 纵向 的强度、塑性和韧性增高， 横向 同类性能下降，力学性能出现各向异性。

3．多晶体的塑性变形包括各个 单晶体 的塑性变形和各个 晶粒 之间的变形。 三、判断题。

1．金属变形时，在低于临界值C时，随变形速度增加，金属的变形抗力增加，塑性减小。（√ ） 2．金属变形时，在低于临界值C时，随变形速度增加，金属的变形抗力增加，塑性增大。（× ） 3．金属在变形过程中，三向受压时塑性最好，出现拉应力则使塑性降低。 （ √ ） 4．金属在变形过程中，三向受压时塑性最好，出现拉应力则使塑性进一步提高。 （ × ） 5．一般来说，纯金属的可锻性优于其合金的可锻性。 （ √ ） 6．一般来说，合金的可锻性优于其纯金属的可锻性。 （ × ） 7．晶界越多，多晶体塑性变形抗力越大。 （ √ ） 8．晶界越多，多晶体塑性变形抗力越小。 （ × ） 9．自由锻件的形状一般应设计的尽量简单。 （ √ ）

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工程材料(吴勇 Come On ! ) 10．自由锻主要靠工人的操作技术来保证，可以锻造出复杂形状的锻件。 （ × ） 四、问答

（见教材P151－152）

1至5题．

3．纤维组织是如何形成的？它的存在有何利弊？设计零件时如何合理利用纤维组织？

在热变形过程中，材料内部的夹杂物及其他非基体物质，沿塑性变形方向所形成。

纤维组织的稳定性很高，不会因热处理而改变，采用其他方法也无法消除，只能通过合理的锻造方法来改变纤维组织在零件中的分布方向和形状。因而，在设计和制造零件时，必须考虑纤维组织的合理分布，充分发挥其纵向性能高的优势，限制横向性能差的劣势。设计原则是使零件工作时承受的最大正应力方向与纤维方向一致，最大切应力方向与纤维方向垂直，并尽可能使纤维方向沿零件的轮廓分布而不被切断。

第九章 焊接

1．焊接：焊接是利用局部加热或加压等手段，使分离的金属通过原子的结合与扩散而形成永久性连接的工艺方法。

2．熔焊：熔焊是利用热量使焊件接头局部熔化，再冷却结晶成一体的焊接方法。

3．压焊：压焊是对焊件加热（或不加热）并施压，使其接头处紧密接触并产生塑性变形和再结晶，从而形成原子间结合的焊接方法。

4．钎焊：钎焊是将低熔点的钎料熔化，填充到接头间隙利用钎料与固态母材（焊件）的毛细作用和相互扩散实现连接的焊接方法。

5．焊接电弧： 焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中产生的强烈、持久的气体放电现象，即在电极与工具之间局部气体介质中有大量电子流通过的导电现象。 6．电弧焊机：手工电弧焊设备，即焊接电源

7．正接：将工件接到电源正极，焊条(或电极)接到负极 8．反接：将工件接到电源负极，焊条(或电极)接到正极

9．焊接热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。 10．过热区： 11．正火区： 12．焊接应力： 二、填空题。

1．电弧的热量与焊接 电流 和电弧 电压 的乘积成正比。 2．正接是将工件接到 电源 正极，焊条接到 负极 。

3．直流弧焊机包括直流弧焊 发电机 和弧焊 整流器 两大类。

4．使用酸性焊条焊接低碳钢一般构件时，应优先考虑选用 价格 低廉、 维修 方便的交流弧焊机。 5．焊条是有金属 焊芯 和 药皮 两部分组成。

6．药皮的作用主要是 稳弧 、保护、脱氧、 渗合金 及改善焊接工艺性。

7．焊条型号是按熔敷金属的 抗拉强度 、药皮类型、焊接 位置 和焊接 电流 种类划分的。 8．根据焊条药皮性质的不同，结构钢焊条可以分为 酸性 焊条和 碱性 焊条两大类。 三、判断题。 1．电弧的热量与焊接电流和电弧电压的乘积成正比。 （ √ ） 2．电弧的热量与焊接电流和电弧电压的乘积成反比。 （ × ） 3．直流电弧焊的正接法是将工件接到电源的正极，焊条接到负极。 （ √ ） 4．直流电弧焊的正接法是将工件接到电源的负极，焊条接到正极。 （ × ） 5．直流电弧焊的反接法是将工件接到电源负极，焊条接到正极。 （ √ ）

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工程材料(吴勇 Come On ! ) 6．直流电弧焊的反接法是将工件接到电源正极，焊条接到负极。 （ × ） 7．使用酸性焊条焊接低碳钢一般构件时，优先选用交流弧焊机。 （ √ ） 8．使用酸性焊条焊接低碳钢一般构件时，优先选用直流弧焊机。 （ × ） 9．使用碱性焊条焊接高压容器、高压管道等重要钢结构应选用直流弧焊机。 （ √ ） 10．使用碱性焊条焊接高压容器、高压管道等重要钢结构应选用交流弧焊机。 （ × ） 11．焊接刚度大、形状复杂、承受动载荷的焊接结构时，应选用抗裂性好的碱性焊条。 （ √ ） 12．焊接刚度大、形状复杂、承受动载荷的焊接结构时，应选用抗裂性好的酸性焊条。 （ × ） 四、问答题 （见教材P177-179） 五、修改下列焊接结构不合理的部位 1． 2． 3． 第十一章 毛坯成形方法选择及质量控制 1． 气孔：铸件内部或表面有大小不等的孔眼，孔眼内壁光滑，多呈圆形 2． 缩孔：铸件厚截面处 出现形状不规则的孔眼，孔眼内壁粗糙 3． 砂眼： 铸件的内部或表面有充满砂粒的孔眼，孔型不规则 4． 冷隔：铸件上有未完全融合的缝隙，接头处边缘光滑 5． 夹砂：铸件表面有凸起物，表面粗糙，中间有砂层 6． 偏心：铸件局部形状和尺寸由于型芯位置偏移而变动 7． 浇不到：铸件浇不满，外形不完整

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工程材料(吴勇 Come On ! ) 8． 错箱： 逐渐在分型面出

9． 热裂：铸件开裂该处表面氧化，呈蓝色 10． 11． 12． 13． 14． 15． 16． 17．

冷裂：裂纹处表面不氧化或轻微氧化

过热：严重过热的锻件，其组织为粗大晶粒，呈断口特征 过冷：

脱碳：毛坯或锻件表层的碳被部分或全部烧掉而造成贫碳区，深度为0.01~0.6mm 焊接烧穿：液态金属从焊接反面漏出而形成穿孔 未焊透：焊接时接头根部未完全焊头的现象 夹渣：焊后残留在焊缝金属中的宏观非属物质

裂纹：在焊接过程中或焊接后，在焊接接头区域出现金属局部破裂现象

18..磁力探伤：磁力探伤用于检测由铁磁材料制成的毛坯的表面缺陷。它是将被检件放在磁力探伤机的磁铁两极之间，在零件中有磁感线通过。如果毛坯质地均匀，磁感线将均匀通过；但当毛坯有裂纹 、非铁磁性夹杂等却显示，由于这些缺陷的磁导率比铁磁材料低得多，故磁感线将绕过缺陷而发生弯曲现象。若在毛坯表面均匀地撒上铁粉，即可发现缺陷处存在〝漏磁〞现象，可根据缺陷处被吸附铁粉的形状、厚薄判断出缺陷的位置、大小和形状 二、判断题。

1．轴类零件主要考虑强度问题，通常以铸件作毛坯。 （ × ） 2．轴类零件主要考虑强度问题，通常以锻件作毛坯。 （ √ ） 3．机架箱体件在机械设备中起支承作用，受力较大，通常用锻件作毛坯。 （ × ） 4．机架相图件在机械设备中起支承作用，结构复杂，形状不规则，通常用铸件作毛坯。 （ √ ） 5．机架箱体采用焊接结构，有较好的减振性。 （ × ） 6．机架箱体采用焊接结构，可靠性好，重量轻，但减振性差。 （ √ ） 7．同类零件因结构特点相近，通常选用同样的材料及同样的毛坯成形方法。 （ × ） 8．同类零件因结构特点相近，但实际工作条件差异很大，选择毛坯材料及制造方法也不同。（ √ ） 三、问答题：见教材、习题集及补充题。

第十二章 现代成形技术及发展趋势

1．快速成形：快速成型技术将现代控制技术，CAD/CAM技术，精密伺服驱动技术，机光技术，和先进材料成型技术等集于一体，突破了传统的加工模式，大大缩短了产品的生命周期。他与反求工程技术相结合，成为快速开发新产品的有力工具。

2．快速铸造：快速铸造是将快速成型技术与传统制造技术相结合。其基本原理是利用快速成型技术直接或间接制造铸造用消失模，模样，模板，铸型，型芯或型壳等，再结合传统制造工艺，快捷地制造金属零件。

3．高能率成形：高能率成型技术是一种在极短时间内释放高能量而使金属变形 的成型方法。 4．爆炸成形：爆炸成形是利用爆炸物在爆炸瞬间释放出巨大的化学能对金属毛坯进行加工的高能率成型方法。

5．电液成形：电业成型是利用液体中强电流脉冲放电所产生的强大冲击波对金属进行加工的一种高能率成型方法。

6．电磁成形：电磁成型是利用脉冲磁场对金属进行压力加工的高能率成型方法。

7．半固态成形：就是在金属凝固过程中，对骑士加以剧烈的脚板或扰动，或改变金属的热状态，或加入晶粒细化剂，或进行快速凝固，即改变初生固相的形核和长大过程，得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定球状初生固相的固液混合浆料，利用这种固液混合浆料直接进行加工成型，或先将固液混合浆料完全凝固成坯料，根据需要将坯料切分，再将切分的坯料重新加热至固液两相区，用这种半固态坯料进行成型加工。

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