材料成形原理4

1测试题4答案一、名词加工硬化：塑性变形时材料的强度硬度升高、塑性韧性降低的现象。平面应力状态：某一个坐标平面内的应力分量全为0。（或：有一个主应力为0）理想弹塑性材料：存在弹性变形阶段、塑性变形时无加工硬化的材料。碳当量：把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬的影响程度折合成碳的相当含量。熔敷金属：完全由填充材料熔化后所形成的焊缝金属。二、填空1、常用的屈服准则有Tresca准则，Mises准则。2、软化冷塑性变形金属的方法有回复，再结晶。3、常见的摩擦条件有库仑摩擦条件，常摩擦条件。4、实现焊接的条件是必须施加外部能量（加热或加压或两者并用）。5、焊缝中的偏析有显微偏析，区域偏析，层状偏析三种。6、熔池结晶速度Vc与焊接速度V及其夹角θ的关系是Vc=V×COSθ。7、影响冷裂纹形成的三大因素是淬硬组织、焊接接头氢的含量及分布、拘束应力。8、焊接热影响区的硬度主要由材料的化学成分和冷却条件决定。三、问答题1、影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？它们是如何影响的？答：（1）金属本质纯度高塑性好，单项塑性好，细晶塑性好。（2）变形温度一般温度高塑性好，变形抗力低。但有例外。（3）变形速度塑性为马鞍形变化规律，变形抗力为反马鞍形变化规律。（4）应力状态压应力数目多、数值大则塑性好、变形抗力大。2、脱氧方式有：扩散脱氧，先期脱氧，沉淀脱氧。酸性渣中含有较多的SiO2和TiO2，与脱氧产物MnO生成复合化合物进入熔渣，从而达到脱氧的目的。碱性渣中含有较多的碱性氧化物，若单独采用锰铁脱氧，与脱氧产物MnO不能形成复合化合物而进入熔渣。若单独采用硅铁脱氧，生成的SiO2熔点高，易造成夹杂。加入钛铁可进行先期脱氧，保护硅锰向熔池中过渡，焊缝中主要进行硅、锰联合脱氧，生成脱氧产物MnO.SiO2，熔点低，密度小，易进入熔渣。3、①少量的δ相可以细化晶粒，打乱奥氏体粗大柱状晶的方向性。②δ相具有比γ相溶解更多S、P的有利作用。4、①中碳合金钢更易产生冷裂纹，氢的扩散速度既来不及逸出，也不能完全受到抑制，因而易在金属内部发生聚集。且易产生M氏体组织。②低碳钢、18-8不锈钢不会产生冷裂纹，两者都无淬硬的M氏体组织形成，且低碳钢中，氢的扩散速度很快，氢大部分可以逸出，不锈钢中氢的溶解度很大，而扩散速又很小，氢也不会发生聚集而形成延迟裂纹。四、已知物体中一点的应力分量为：2040304040030050ijMpa，求法线方向余弦为l=1/221mn=1/2斜面的全应力S，正应力σ，切应力τ。解：4030050nmlSx2)12(2040400nmlSy=8.282205204030nmlSz=-23.28222zyxSSSS=47.02nSmSlSzyx=14.2182.4422S五、平砧镦粗长矩截面钢坯料，宽为a，高为h，长为l且la，接触面上的摩擦符合最大摩擦条件，求接触面上的正应力分布。解：（1）截取基元，应力分析（2）静力平衡0xF，简化得微分方程：dxhdx2(3)屈服条件kyx2或kxy2（4）摩擦条件k因此有：cxhkx2（5）边界条件x=a/2时，0x因此有：)2(22xahkky或)2(22xahkky六、用滑移线法求光滑平冲头压入半无限体时接触面上的单位流动压力p。解：（1）建立滑移线场（普郎特模型，希尔模型均可以）（2）判断滑移线族如图AB线为α族（3）汉基方程BmBAmAkk22（4）)(2ABkkkp因此P=-k(2+π)或P=k(2+π)七、低氢型焊条的药皮重量系数Kb=40%，铬的过渡系数η=80%，药皮中含铬铁量为10%，其3中含铬50%，焊芯含铬量为8%，母材含铬量为8%，熔合比为40%，求焊缝的含铬量。解：由ddecwbcoCCCCKC得，Cdw=η（Ccw+KbCco）＝0.8×(8%+0.4×0.1×50%)=8%又由C=θCb+(1-θ)Cd得，=0.4×8%+(1-0.4)×8%=8%