《材料成形原理》历年(04--15)真题分析

《材料成形原理》历年（04--15）真题分析一、论述题（一）焊接1、裂纹（1）凝固裂纹（详细题目不记得了，根据氧化色及含大量S判断为凝固裂纹）（2015）（2）0.65%的U71Mn钢用E43013焊条焊接，数小时后出现多条裂纹，说明该裂纹的种类，形成机理及防治措施。（2014）（3）1Cr-0.5Mo耐热钢，焊接中未产生裂纹，消除残余应力热处理中，热影响区产生裂纹，晶内有Cr的碳化物。判断种类，简述机理及防治措施。（2013）（4）焊接过程中产生，长105mm，含大量S，表面有氧化色，判断是哪种裂纹及形成机理。（2012）（5）用16Mn钢制压力容器，裂纹在中心位置，呈纵向分布，晶间开裂，有液膜，断口有氧化色，判断类型，论述产生机理及防治措施。（2011）（6）18MnMoV合金钢制压力容器，钢板的合金成分含量（重量百分比）为C：0.18%Mn：1.2%Mo：0.80%V：0.35%，板厚25mm，焊接时采用埋弧自动焊，制造完毕3天后，在焊接热影响区产生了一条长102mm裂纹，表面有明显的金属光泽。试确定该裂纹的种类，分析产生机理。（2009）（7）分析热裂的原因，以奥氏体钢为例说明防治措施（2007）（8）氢致裂纹的特点，产生机理及防治措施（2006）2、变形（1）两块长1500mm，厚为12mm，宽度分别为150mm，300mm的Q235钢进行开V型坡口对接焊接，在焊接过程中可能会产生哪些变形，防止这些变形的主要措施。（2013）（2）厚度为15mm，横截面积不同的两块Q235A钢板进行对接焊，横截面积如图所示（不对称），焊后可能出现哪几种焊接变形，如何防止这些变形的产生。（2011）（3）简述长度为5m的T型梁焊接时（主要为沿长度方向腹板与翼板的角焊缝），可能产生哪几种焊接变形，并指出防止其焊接变形的工艺措施。（2008）（4）两长方形薄钢板沿长度方向板边对接（手工电弧焊）可能产生哪几种变形。（2003）3、热影响区（1）15MnTi焊接热影响区分为那几个区，试述各区域的组织及性能特点。（2014）（2）15MnVN热影响区四个区特征及组织状态。（2012）（3）15MnVN焊接热影响区易出现什么脆化，如何防止。（2011）（4）易淬火钢的HAZ中易出现哪些脆化，原因及措施。（2010）（5）16Mn钢焊接热影响区组成及各区性能。（2009）（6）HAZ脆化类型及产生条件。（2007）（7）低碳调制钢热影响区组织分布及性能变化特点。（2006）（8）16Mn焊接HAZ的组织区域有哪几种，分别分析它们的形成条件。（2005）4、脱氧对比（酸碱熔渣）（1）碱性焊条E5015加入适当硅铁、钛铁的原因。（2013）（2）某焊缝的熔渣碱度1.8，焊缝周围有铁锈（主要成分为FeO），且极敏感，容易使焊缝氧含量增加，试分析原因。（大概回答为何有FeO易被氧化）（2012）（3）酸性焊条用Mn铁沉淀脱氧的原因。（2009）（4）碱性焊条比酸性焊条对（FeO.nH2O）更敏感，为什么？（2007）（2005）（5）活性熔渣对金属的氧化方式，以CO2气体保护焊为例，说明选焊丝的原则及脱氧措施。（2007）5、残余应力（1）对接焊中，横向焊接残余应力产生原因及防止措施。（2014）（2）以手工电弧焊为例，分析对接焊缝横向焊接残余应力的分布状态及消除或降低残余应力的方法。（2007）（3）产生焊接应力与变形的原因及消除或减小焊接应力及变形的方法。（2006）（4）下图是不同焊接顺序时焊缝横向收缩引起的横向应力分布，试写出各图的焊接方向或顺序（图见吴树森课本P186图9-8）（2006）（5）如何消除残余应力。（2005）6、N/O/H/S/P杂质（1）氧对金属的影响及控制措施。（2015）（2）氮对焊接构件的影响。（2012）（3）硫对焊缝金属性能的危害及减少硫的方法。（2008）（4）低碳钢焊接时氧与金属的作用特点及其对焊接质量的影响。（2006）（5）氢的影响及控制措施。（2005）7、焊缝组织（1）低碳钢焊缝金属中粒状贝氏体的形成。（2013）（2）讨论焊接熔池凝固组织的特点。（2007）（3）低碳钢焊缝室温组织。（2005）8、其他（1）药芯焊丝CO2气体保护焊有几个焊接反应区，各区特点（2010）（2）焊接时熔渣类型及作用。（2006）（3）提高焊缝强度、韧性的方法。（2008）（4）合金化的目的及方式。（2005）（5）焊接熔池的特征。（2007）（6）焊接工艺参数对温度场的影响。（2005）（7）熔焊接头与钎焊接头在连接机理上区别。（2005）（8）2004年以前个别题目：熔合比对焊缝成分的影响；BTR对热裂的作用；拘束度对结构焊接作用。（二）铸造1、铸件凝固组织（1）铸件凝固组织生成细小等轴晶的原理及措施。（2014）（2）铸件宏观组织中细等轴晶形成机理及获细等轴晶方法。（2012）（3）铸锭宏观组织特征及力学性能影响。（2011）（4）中等壁厚铸件断面宏观组织成为细小等轴晶措施及原因（2010）（5）分析铸件断面宏观凝固组织特征，列举3种以上获得细等轴晶常用工艺措施。（2008）（6）内部等轴晶形成机理。（2007）（7）铸件宏观组织的构成、特征及形成机理。（2006）（8）细化凝固组织的生核剂及作用机理。（2005）2、缩松缩孔（1）缩松形成原因，分析球墨铸铁缩松缩孔特点及防止措施。（2015）（2009）（2）缩孔形成原因，分析球墨铸铁缩松缩孔特点及防止措施。（2011）（3）灰铸铁、球墨铸铁形成缩松缩孔倾向性及影响因素。(2013)（4）灰铸铁、球墨铸铁形成缩松缩孔倾向性。（2007）（5）缩松、缩孔形成条件及原因异同。（2006）（6）防止缩松缩孔的途径。（2005）3、气孔（1）析出性气孔形成机理及防止措施。（2013）（2）什么是析出性气孔，在固相无扩散，液相无对流，有有限扩散条件下，气体溶质在固液界面前分布特征，形成机理。（2010）（3）什么是析出性气孔，分析特征、形成机理及防治措施。（2008）（2005）（4）反应性气孔特征。（2007）（5）析出性气孔特征。（2006）4、充型能力（1）液态金属的充型能力影响因素及提高其的措施。（2015）（2）简述铸型性质对充型能力的影响。（2014）（3）充型能力与流动性区别，充型能力影响因素及措施。（2009）5、成分过冷（1）写出成分过冷的判别式，成分过冷对单相合金生长方式的影响及生成自由树枝晶的条件。（2014）（2）写出成分过冷的判别式，单相合金平面生长条件，提高增长速度的措施。（2012）（3）写出成分过冷的判别式，分析其促使单相合金呈树枝晶生长的条件及对其生长方式的影响。（2010）（4）成分过冷促使单相合金呈树枝晶生长的条件及对其生长方式的影响。（2008）（5）为什么过冷度是液态合金结晶驱动力。（2006）（2003）（6）热过冷与成分过冷区别，成分过冷对单相合金生长方式的影响。（2006）6、形核（1）什么是异质形核，提高形核速率的原理及方法。（2011）（2）什么样的界面才可以成为异质形核的衬底。（2006）7、其他（1）杂质排斥或捕捉的动力学及热力学条件。（2015）（2）结晶温度范围窄和宽的合金在流动充型中停止机理。（2013）（3）什么是规则共晶合金，举出影响共晶间距的因素。（2012）（4）如何防止密度偏析的形成。（2006）（5）什么是动力学能障，热力学能障，如何克服。（2005）（6）平面、胞状、树枝状生长的概念及条件。（2004）（三）塑性成形1、屈服准则（1）常用的屈服准则有哪两种，分析异同。（2014）（2）Tresca屈服准则与Mises屈服准则表达式及物理意义，在两种屈服准则相差最大时的应力特点。（2012）（3）写出Tresca屈服准则与Mises屈服准则表达式，并说明其物理意义。（2010）（2006）（4）说明Tresca屈服条件与Mises屈服条件的联系与区别。（2008）2、各种假设，（1）塑性成形基本假设。（2015）（2）Levy-Mises理论的基本假设。（2014）3、塑性变形力学方程（1）写出平面应力状态下的应力平衡微分方程，并表示出平面应力状态下对应的主应力表达式。（2013）（2）简述塑性变形力学方程有哪几种，其作用如何？（2006）（3）写出摩擦应力计算的两种常用公式，并说明在塑性加工中的应用条件。（2006）（4）写出摩擦应力的两种常用公式。（2005）4、应力张量（1）简述应力张量的不变性，采用主应力描述应力张量不变量。（2013）（2）写出应力一次不变量和二次不变量的数学表达式，并说明其物理意义。（2011）（2009）（3）写出应力不变量的数学表达式，并说明1次应力不变量与2次应力不变量的物理意义。（2008）（4）写出应力不变量（含应力偏张量不变量）的表达式，并说明其物理意义。（2007）（5）何为一阶张量，何为二阶张量？（2005）5、应力应变图（1）圆筒拉伸扭转三种加载途径，哪种是简单加载以及三种加载路径的主应力和主应变是否相同；画出三种加载路径的主应力和主应变方向，并判断路径2和3与拉伸轴方向夹角的特征。（图参考俞汉青编著塑性成形P121）（2012）（2）画出拉拔和镦粗加工的均匀变形区中主应力图，并比较两种加工方式变形阻力的大小。（2009）（3）画出平面锻压和拉拔的主应力图与主应变图，并说明它们对金属变形抗力和塑性有何影响。（2007）（4）画出用圆形板拉深成形圆筒件的过程中凸缘部和直壁部的主应力图，据此说明可能产生的成形缺陷，并提出防止成形缺陷的措施。（2011）6、金属塑性（1）影响金属塑性的因素有哪些。（2008）（2）何为塑性加工，有何优点？（2006）（3）何为塑性指标，它是否具有普遍与绝对的意义。（2005）（2004）（4）提高金属塑性的主要途径。（2004）（5）摩擦对金属塑性加工的影响。（2004）7、其他（1）用应力、应变分量的形式写出等效应变和塑性功的数学表达式。（2008）（2）简述塑性变形体积不变条件的力学意义。（2007）（3）在金属塑性加工的理论分析中，常将实际的金属材料分成哪几种材料模型，并画出对应的真实应力-应变曲线的示意图。（2005）（4）弹性变形时应力应变关系的特点是什么？塑性变形时应力应变关系的特点是什么？（2010）（5）对数应变及其与工程应变的对比。（2015）二、计算题（一）焊接1、过渡系数，熔合比，多层焊（例如，吴树森书P181，T13/14）（2015）（14）（10）（07）（06）（05）（03）（二）铸造1、相图，过冷（2015）（13）（11）（09）（07）（05）（04）（03）2、形核（2008）（2007）（2004）3、临界压力、许用压头（2014）（三）塑性成形1、屈服准则（2015）（13）（12）（08）（07）（06）（05）（04）2、塑性增量（14）（13）（12）（10）（09）（08）（07）（06）（05）（04）3、主应力、主方向（12）（11）4、斜切面上的正应力，全应力，切应力（10）（08）（07）5、主应力法（09）（08）（05）（04）（03）6、小变形几何方程（2015）7、圆筒拉伸扭转（12）难8、对数应变（06）9、证明题（吴书P260T8）注意：计算题铸造焊接比较固定，塑性成形部分难易不等，尤其是主应力法，课本后的习题原题易出，必须弄明白。三、名词解释（包括真题中未出现的易考题）（一）焊接1.焊接：通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使两个分离的工件（同种或异种）产生原子间结合而形成永久性连接的工艺过程。2.焊接的物理本质：使两个独立的工件实现原子间结合。3.熔焊：通过局部加热使连接处达到熔化状态，然后冷却结晶形成共同晶粒的焊接方法。4.压焊：利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服连接表面的不平度，挤出氧化膜等污物，在固态条件下实现连接。5.钎焊：采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料温度，低于母材熔化温度，液态钎料靠毛细作