工程材料及成形技术基础A答案

第1页共6页一、填空题（每空1分，共20分）1.机械设计时常用屈服强度和抗拉强度两种强度指标。2.纯金属的晶格类型主要有面心立方、体心立方和密排六方三种。3.实际金属存在点、线和面缺陷等三种缺陷。4．F和A分别是碳在α-Fe、γ-Fe中所形成的间隙固溶体。5.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。6．QT600-3中,QT表示球墨铸铁，600表示抗拉强度不小于600Mpa。7．金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形。8．设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相同,而使切应力与流线方向相垂直。9．电焊条由药皮和焊芯两部分组成。10．冲裁是冲孔和落料工序的简称。二、单项选择题（每小题1分，共15分）1．在铁碳合金相图中，碳在奥氏体中的最大溶解度为（b）。a、0.77%b、2.11%c、0.02%d、4.0%2．低碳钢的焊接接头中，（b）是薄弱部分，对焊接质量有严重影响，应尽可能减小。a、熔合区和正火区b、熔合区和过热区c、正火区和过热区d、正火区和部分相变区3．碳含量为Wc＝4.3％的铁碳合金具有良好的（c）。a、可锻性b、可焊性c、铸造性能d、切削加工性4．钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移,从而（b）a、增大VKb、增加淬透性c、减少其淬透性d、增大其淬硬性5.高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其（a）a、强度硬度下降,塑性韧性提高b、强度硬度提高,塑性韧性下降c、强度韧性提高,塑性硬度下降d、强度韧性下降,塑性硬度提高6．感应加热表面淬火的淬硬深度,主要决定于因素（d）a、淬透性b、冷却速度c、感应电流的大小d、感应电流的频率7．珠光体是一种（b）a、单相间隙固溶体b、两相混合物c、Fe与C的混合物d、单相置换固溶体8．灰铸铁的石墨形态是（a）a、片状b、团絮状c、球状d、蠕虫状9．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂，这是由于产生了（a）得分第2页共6页a、加工硬化现象b、再结晶现象c、去应力退火d、扩散退火10．下列说法不正确的是（c）a.调质处理=淬火+高温回火。b.过共析钢淬火温度越高，淬火后马氏体的含碳量越高，残余奥氏体越多。c.可锻铸铁具有一定的塑性和韧性，因此可以通过锻造成形。d、40Cr钢一种常用的合金结构钢，具有良好的综合力学性能。11．钢中常存的有害杂质元素是（b）a、锰和硅b、硫和磷c、硅和硫d、锰和磷12．综合评定金属可锻性的指标是（c）a、强度及硬度.b、韧性及塑性c、塑性及变形抗力d、韧性及硬度13．模锻件上必须有模锻斜度,这是为了（d）a、便于充填模膛b、减少工序c、节约能量d、便于取出锻件14．冲孔模设计时的凹模尺寸应等于（a）a、凸模尺寸加间隙b、凸模尺寸减间隙c、设计孔的尺寸减间隙d、等于设计孔的尺寸15．电焊条药皮的作用之一是（b）a、防止焊芯生锈b、稳定电弧燃烧c、增加焊接电流d、降低焊接温度三、判断题(正确的请在括号中打√，错误的打╳)（每小题1分，共10分)。1．渗碳体是钢中的强化相，所以钢的组织中渗碳体量越多，强度也越高。(╳)2．淬透性好的钢，其淬硬性也一定好。(╳)3．为保证铸件，尤其薄壁铸件成形好，浇注温度越高越好。(╳)4．钢的碳当量越高,其焊接性能越好.(╳)5．凡间隙固溶体必是有限固溶体.(√)6．铁碳合金平衡结晶时，只有成分为0.77%的共析钢才能发生共析反应。(╳)7．晶体缺陷的的共同之处是它们都能引起晶格畸变。(√)8．固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度高。(√)9．珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。(√)得分第3页共6页10．由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。(╳)四、工艺分析题（共15分）1、下列焊接结构设计与焊缝布置是否合理？如不合理请改进。（3分）答：设计不合理，因为焊缝设置必须留有足够的操作空间以满足焊接运条的需要，电弧焊时，应使焊条能伸到待焊部位，改进如图：2、下列铸件结构设计是否合理？如不合理请改进。（3分）答：设计不合理，因为铸件内腔设计应减少型芯的数量，应把闭式结构改为开式结构，如图：3、用45钢来制造机床齿轮，加工工艺路线为：下料→锻造→（正火）→粗加工→（调质）→半精加工→高频感应加热淬火→（低温回火）→精磨→成品。请在括号内填出合适的工艺方法，并说明选取该工艺的目的。（9分）答：正火可使组织均匀化，消除锻造应力，调整硬度，改善切削加工性能。得分第4页共6页调质可使齿轮具有较高的综合力学性能，提高齿心的强度和韧性，使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击载荷，并减小淬火变形。低温回火是在不降低表面硬度的情况下消除淬火应力，防止产生磨削裂纹和提高齿轮抗冲击的能力。五、简答题（每小题4分，共20分）1、什么是细晶强化？生产中主要采取哪些措施来细化晶粒？答：细晶强化：一般情况下金属的强度、塑性和韧性都随晶粒的细化而提高的现象。措施：1）增加冷却速度可增大过冷度，使晶核生成速率大于晶粒长大速率，因而使晶粒细化。但增加冷却速度受铸件的大小、形状的限制。2）变质处理是在液态金属中加少量变质剂(又称孕育剂)作为人工晶核，以增加晶核数，从而使晶粒细化。3）在结晶过程中采用机械振动、超声波振动和电磁振动，也有细化晶粒的作用。2、共析钢在加热时，奥氏体的形成过程有哪些阶段？答：1）奥氏体晶核的形成；2）奥氏体晶核的长大；3）残余渗碳体的溶解；4）奥氏体的均匀化。3、铸件中的缩孔和缩松是如何形成的？生产工艺上有哪些预防措施？答：铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是合金的液态收缩和凝固收缩。在实际生产中，通常采用顺序凝固原则，并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔，再使集中的缩孔转移到冒口中，最后将冒口去除，即可获得完好铸件。即通过设置冒口和冷铁，使铸件从远离冒口的地方开始凝固并逐渐向冒口推进，冒口最后凝固。4、简叙模锻时选择分模面的原则？答：1）能从模膛中顺利取出；2）金属易于充满模膛；得分第5页共6页3）能及时发现错模；4）减少余块，节约金属。5、焊接生产中，产生焊接应力和变形的原因是什么？焊接变形有哪些基本形式？答：在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热，会产生焊接应力和变形。焊接变形有五种基本形式：1）收缩变形；2）角变形；3）弯曲变形；4）扭曲变形；5）波浪形变形。六、材料选择题（8分）从以下材料中为表中工件选择材料，T8、20CrMnTi、45、Q235、HT200、65Mn、W18Cr4V、Cr12MoV、9SiCr、GCr9工件车床主轴机床床身载重汽车齿轮弹簧材料45HT20020CrMnTi65Mn工件板牙木工锤头冷作模具高速切削刀具材料9SiCrT8Cr12MoVW18Cr4V七、相图分析题（共12分）1、根据铁碳合金相图回答下面的问题。得分得分第6页共6页1234（1）标注共晶点和共析点的位置。（2分）（2）标注A1、A3线和Acm线的位置。（3分）（3）大致标出T13钢的位置，并分析T13钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程。（7分）答：（1）共晶点：C点；共析点S点。（2）A1线是PSK线；A3线是GS线；Acm线是ES线。（3）T13钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程：L---L+A---A---A+Fe3CⅡ----As+Fe3CⅡ---P+Fe3CⅡ1点以上为液态，1-2点之间为液相向奥氏体转变的过程，2点转变结束；2-3没有发生相变；3-4之间，随温度下降，析出二次渗碳体；在温度4时，发生共析转变，奥氏体转变为珠光体。