2013材料成型技术基础

一、填空1.为防止产生缩孔，通常应该设置冒口，使铸件实现顺序凝固。2.板料冲压的基本工序分为分离和成形两大类。3.按组织变化特性,焊接热影响区可分为过热区、正火区、部分相变区。4.铁碳合金中的含碳量愈高，其焊接性能愈差，为改善某些材料的可焊性，避免焊接开裂，常采用的工艺是焊前预热，焊后热处理。5.粉末冶金工艺技术流程是制粉、成型、烧结。6.焊缝的主要接头形式有对接接头，角接接头，T形接头，搭接接头等四种。二、判断正误1．铸造合金的固态收缩是引起铸件产生缩孔的根本原因。（x）2.与低碳钢相比，中碳钢含碳量高，具有较高的强度，故可焊性较好。（x）3．钢锭经过轧制形成的纤维组织（流线）可以用热处理来消除。（x）4．区分冷、热加工的标志是金属在加工变形时是否产生加工硬化。（x）5.钎焊的焊接温度低，故钎焊只能用来焊接熔点低的金属材料。（x）6．板料拉深时，拉深系数m总是小于1。（√）7．电解法生产的金属粉末品种多，纯度高，粉末颗粒呈球状。（x）8．异种钢焊接时，应按其中强度较高的钢材选用焊条。（x）三、综合分析题1．什么是铸件的铸造应力，主要有哪几类应力，会产生什么危害？答：铸件在凝固以后的冷却过程中，由于温度下降而产生收缩，有些合金还会发生固态相变而引起膨胀或收缩，这些都使铸件的体积和长度发生变化，若这些变化受到阻碍（热阻碍、外力阻碍等），便会在铸件中产生应力，称为铸造应力。铸造应力按其产生的原因可分为三种：热应力、相变应力和收缩应力。这些应力可能是拉应力，也可能是压应力。当铸件内的总应力值低于合金的弹性极限时，则以剩余应力的形式存在于铸件内；当总应力值超过合金的屈服点时，铸件将发生变形，使铸件的尺寸发生变化；当总应力值超过合金的抗拉强度时，铸件将产生裂纹。铸造应力对铸件的质量影响甚大，尤其是在交变载荷作用下工作的零件，当载荷作用的方向与铸造应力方向一致时，则力的总和可能会超过材料的强度极限，引起铸件断裂。有剩余应力存在的铸件，经机械加工后，往往会发生变形或降低零件的精度。在腐蚀介质中，还会降低铸件的耐腐蚀性能，严重时会引起应力腐蚀开裂。因此，必须减小和消除铸件中的应力。2．影响液态金属充型能力的因素是什么？答：影响液态金属充型能力的因素包括：1）金属的性质：包括金属的种类，成分，结晶特性及其他物理性能等。2）铸型性质：铸型的阻力影响金属液态的充型速度，铸型与金属的热交换强度影响金属液保持流动的时间。铸型蓄热系数大，铸型的激冷能力就越强，充型能力下降。铸型温度越高，液态金属与铸型的温差越小，充型能力越强。3）浇注条件：（1）浇注温度一般T浇越高，液态金属的充型能力越强。（2）充型压力液态金属在流动方向上所受压力越大，充型能力越强。（3）浇注系统的的结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差。4）铸件结构：如果铸件体积相同，在同样的浇注条件下，铸件的折算厚度R大的铸件，由于与铸型的接触表面积相对较小，热量散失比较缓慢，则充型能力较高，故铸件结构复杂，流动阻力大，铸型的充填就困难。3．产生焊接应力和变形的主要原因是什么，怎样防止或减少应力和变形的产生？答：焊接应力与变形产生的原因是：焊接过程的加热和冷却受到周围冷金属的拘束，不能自由膨胀和收缩。焊接应力的防止及消除：（1）采取合理的焊接顺序，使焊缝能够自由地收缩，以减少应力（2）焊缝不要有密集交叉截面，长度也要尽可能小，以减小焊接局部加热，从而减少焊接应力。（3）采用小能量，多层焊，也可减少焊缝应力。（4）焊前预热可以减少工件温差，也能减少残余应力。当焊缝还处在较高温度时，锤击焊缝使金属伸长，也能减少焊接残余应力。焊后进行消除应力的退火可消除残余应力。焊接变形的防止和消除：（1）焊缝对称布置（2）采用反变形方法（3）采用对称焊和分段倒退焊（4）采用多层多道焊，能减少焊接变形（5）采用焊前刚性固定组装焊接，限制产生焊接变形，但这样会产生较大的焊接应力。采用定位焊组装也可防止焊接变形。（6）严重的焊接变形应消除，常采用机械矫正法，通常只适于塑性好的低碳钢和普通低合金钢。4.吊车大钩，可用铸造，锻造，板料切割制造，问用哪一种方法制得的大钩拖重能力大？为什么？答：锻造的成形方法生产的吊车大钩承载能力大。因为：铸造的缺陷较多，组织粗大，承载能力较小；板料成形一般用于薄板类零件的生产，其承载能力很小；锻造会使材料延材料纤维方向受力，）锻造过程也会产生加工硬化提高材料的硬度，故锻造的成形方法生产的吊车大钩承载能力大。