金属工艺学复习资料

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资源描述

1一、填空:1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。2.常用的热处理方法有(退火)、(正火)、(淬火)、(回火)。3.铸件的表面缺陷主要有(粘砂)、(夹砂)、(冷隔)三种。4.根据石墨的形态,铸铁分为(灰铸铁)、(可锻铸铁)、(球墨铸铁)、(蠕墨铸铁)四种。5.铸造时,铸件的工艺参数有(机械加工余量)、(起模斜度)、(收缩率)、(型芯头尺寸)。6.金属压力加工的基本生产方式有(轧制)、(拉拔)、(挤压)、(锻造)、(板料冲压)。7.焊接电弧由(阴极区)、(弧柱)和(阳极区)三部分组成。8.焊接热影响区可分为(熔合区)、(过热区)、(正火区)、(部分相变区)。9.切削运动包括(主运动)和(进给运动)。10.锻造的方法有(砂型铸造)、(熔模铸造)和(金属型铸造)。11.车刀的主要角度有(主偏角)、(副偏角)、(前角)、(后角)、(刃倾角)。12.碳素合金的基本相有(铁素体)、(奥氏体)、(渗碳体)。14.铸件的凝固方式有(逐层凝固)、(糊状凝固)、(中间凝固)三种。15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是(气孔)、(缩孔)、(缩松)、(夹渣)、(砂眼)、(铁豆)。17.冲压生产的基本工序有(分离工序)和(变形工序)两大类。20.切屑的种类有(带状切屑)、(节状切屑)、(崩碎切屑)。21.车刀的三面两刃是指(前刀面)、(主后刀面)、(副后刀面)、(主切削刃)、(副切削刃)。二、名词解释:1.充型能力:液态合金充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力,成为液态合金的充型能力。2.加工硬化:随着变形程度增大,金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。3.金属的可锻性:衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度的工艺性能,称为金属的可锻性。4.焊接:利用加热或加压等手段,借助金属原子的结合与扩散作用,使分离的金属材料牢固地连接起来的一种工艺方法。5.同素异晶转变:随着温度的改变,固态金属晶格也随之改变的现象,称为同素异晶转变。6.起模斜度:为使型芯便于从砂型中取出,凡垂直于分型面的立壁在制造模样时,必须留出一定的倾斜度,此倾斜度称为起模斜度。7.积屑瘤:在一定范围的切削速度下切削塑性金属时,常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬的金属,这就是积屑瘤。8.结晶:金属的结晶就是金属液体转变为晶体的过程,亦即金属原子由无序到有序的排列过程。9.热处理:就是将钢在固态下,通过加热、保温和冷却,以改变钢的组织,从而获得所需性能的工艺方法。10.锻造:利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中变形,从而获得所需形状和尺寸的锻件,这类工艺方法称为锻造。三、简答题:1.铸型分型面的选择原则是什么?答:(1)应使造型工艺简化。如尽量使分型面平直、数量少,避免不必要的活块和型芯等。(2)应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱,以保证铸件的精度。(3)为便于造型、下芯、合箱和检验铸件的壁厚,应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。2.影响金属可锻性的因素有哪些?答:金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。对于金属本质来说:(1)不同化学成分的金属其可锻性不同;(2)金属内部的组织结构不同,其可锻性有很大差别;对于加工条件来说:(1)变形温度的影响;(2)变形速度的影响;(3)应力状态的影响;3.简述焊接接头热影响区的组织和性能?答:焊接接头热影响区可分为:熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。(1)熔合区:熔化的金属凝固成铸态组织,未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。强度、塑性和韧性都下降。(2)过热区:由于奥氏体晶粒急剧长大,形成过热组织,故塑性及韧性降低。(3)正火区:加热时金属发生重结晶,转变为细小的奥氏体晶粒。冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织,其力学性能优于母材。(4)部分相变区:珠光体和部分铁素体发生重结晶,转变成细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变,但其晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均,因而力学性能比正火区稍差。4.简述车削的工艺特点及应用?答:车削的工艺特点:(1)易于保证工件各加工面的位置精度;(2)切削过程比较平稳;(3)适用于有色金属零件的精加工;(4)刀具简单。车削的应用:可以加工各种回转表面,如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、断面和成形面等。加工精度可达IT8—IT7,表面粗糙度Ra值为1.6—0.8um。5.对刀具材料有哪些基本要求?2答:(1)较高的硬度;(2)足够的强度和韧度,以承受切削力、冲击和振动;(3)较好的耐磨性;(4)较高的耐热性;(5)较好的工艺性。6.板料冲压工艺的特点是什么?答:(1)可以冲压出形状复杂的零件,且废料较少;(2)产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度值,冲压件的互换性较好;(3)能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件;(4)冲压操作简单,工艺过程便于机械化和自动化,生产效率很高。故零件成本低。7.切削液的作用是什么?有哪些种类?答:切削液主要通过冷却和润滑作用来改善切削过程。它一方面吸收并带走大量切削热,起到冷却作用;另一方面它能渗入到刀具与工件和切屑的接触便面,形成润滑膜,有效地减少摩擦。切削液的种类:(1)水基切削液,如:水溶液、乳化液等;(2)油基切削液,主要成分是矿物油,少数采用动植物油或复合油。8.简述铣削的工艺特点及应用?答:铣削的工艺特点:(1)生产率较高;(2)容易产生振动;(3)刀齿散热条件较好。铣削的应用:主要用来加工平面(包括水平面、垂直面和斜面)、沟槽、成形面和切断等。加工精度可达IT8—IT7,表面粗糙度Ra值为1.6—3.2um。9.简述防止焊接变形和开裂的方法?答:焊接应力的存在会引起焊件的变形。防止焊接变形的方法:(1)在结构设计中采用对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构;(2)施焊中,采用反变形措施或刚性夹持方法;(3)正确选择焊接参数和焊接次序,对减少焊接变形也很重要;焊接应力过大的严重后果是使焊件产生裂纹。防止焊接开裂的方法:(1)合理选材;(2)采取措施减小应力;(3)选用合理的焊接工艺和焊接参数(如采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序)。10.简述钻削的工艺特点及应用?答:钻削的工艺特点:(1)容易产生“引偏”(2)排屑困难;(3)切削热不易传散;钻削的应用:主要用于粗加工,例如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔和螺纹底孔等。加工精度IT10以下,表面粗糙度Ra值大于12.5um。11.为保证铸件性能,对铸件结构有哪些要求?答:(1)应尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹,便于起模;(2)尽量使分型面为平面;(3)凸台和筋条结构应便于起模;(4)垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度;(5)尽量不用和少用型芯;(6)应有足够的芯头,以便于型芯的固定、排气和清理;(6)合理设计铸件的壁厚;(7)铸件的壁厚应尽可能均匀;(8)设计铸件壁的联接或转角时,也应尽力避免金属的积聚和内应力的产生;(9)为防止热裂,可在铸件易裂处增设防裂筋;(10)设计铸件的筋、辐时,应尽量使其得以自由收缩,以防产生裂纹。11.铣削方式有哪些?各有何优、缺点?答:铣削方式有:周铣法(用圆柱铣刀的圆周力齿加工平面)和端铣法(用端铣刀的端面刀齿加工平面)。优缺点:(1)端铣的切削过程比周铣时平稳,有利于提高加工质量;(2)端铣可以达到较小的表面粗糙度。(3)端铣时,刀具系统的刚度较好;生产效率高,加工表面质量好。(4)周铣法的适应性广。13.焊缝布置的工艺原则是什么?答:(1)焊缝布置应尽量分散;(2)焊缝的位置应可能对称布置;(3)焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置;(4)焊缝应尽量避开机械加工表面;(5)焊缝位置应便于焊接操作;14.焊接接头的形式有哪些?答:焊接接头形式可分为对接接头、T形接头、角形接头和搭接接头四种。15.纤维组织是怎样形成的?有何利弊?答:铸锭在压力加工中产生塑性变形时,基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形,它们都将沿着变形方向被拉长,呈纤维状。这种结构叫纤维组织。纤维组织使金属在性能上具有了方向性。金属在平行纤维方向上的塑性和韧性提高,而在垂直纤维方向上塑性和韧性降低。在设计和制造零件时,都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合,最大切应力方向与纤维方向垂直。并使纤维分布与零件的轮廓相符合,尽量使纤维组织不被切断1.什么叫液态合金的充型能力?充型能力不足会导致什么缺陷?影响合金充型能力的主要因素是什么?液态合金充满铸型型腔,获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力,称为液态合金的充型能力。充型能力不足会产生:(1)浇不足:使铸件不能获得充分的形状;(2)冷隔:铸件虽获得完整的外形,但因存在未融合的部位,使力学性能严重变坏。影响合金充型能力的主要因素:(1)合金的流动性(2)浇注条件(3)铸型填充条件。2.为什么共晶成分的合金充型能力好?浇注温度对合金的充型能力有什么影响?(1)由于合金的流动性愈好,充型能力愈强,而影响合金流动性的因素以化学成分的影响最为显著。共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的,此时,液态合金从表层逐层向中心凝固,由于已结晶的固体层内表面比较光滑,对金属液的流动阻力小,故流动性最好。所以共晶成分的合金充型能力好。(2)浇注温度对合金充型能力有着决定性影响。浇注温度愈高,合金的粘度下降,且因过热度高,合金在铸型中保持流动的时间长,故充型能力强;反之,充型能力差。但浇注温度过高,铸件容易产生缩孔、缩松粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷,故在保证充型能力足够的前提下,浇注温度不宜过高。33.铸件凝固过程中,断面上一般存在哪几个区域?铸件的凝固方式是根据什么来划分的?(1)铸件凝固过程中,其断面上一般存在三个区域,即固相区、凝固区和液相区。(2)铸件的“凝固方式”是依据凝固区的宽窄来划分的。4.铸件的凝固方式有哪几种?哪一种凝固方式的充型能力最好?为什么?其代表性合金是什么?(1)逐层凝固;糊状凝固;中间凝固(2)逐层凝固的充型能力最好。因为纯金属或共晶成分合金在凝固过程中不存在液、固并存的凝固区,故断面上外层的固体和内层的液体有一条界限(凝固前沿)清楚地分开。随着温度的下降,固体层不断加厚,液体层不断减少,直达铸件的中心,所以这样的凝固方式充型能力最好。代表合金:铝硅合金。5.铸件的收缩经历哪几个阶段?“缩孔”和“缩松”在那个阶段产生?如何防止?“变形”和“裂纹”在哪个阶段产生?如何防止?(1)三个阶段:液态收缩——凝固收缩——固态收缩(2)“缩孔”和“缩松”产生于液态收缩和凝固收缩两个阶段。为了防止“缩孔”和“缩松”,可使铸件实现顺序凝固,所谓顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施,使铸件远离冒口的部位先凝固,然后是靠近冒口部位凝固,最后才是冒口本身的凝固。按照这样的凝固顺序,使铸件各个部位的收缩均能得到补充,而将缩孔转移到冒口之中,冒口是多余部分,可切除。(3)“变形”和“裂纹”产生于固态收缩阶段。为防止铸件产生变形,设计时尽可能使铸件的壁厚均匀、形状对称,铸造工艺上采用同时凝固原则,以便冷却均匀;对于长而易变性的铸件,还可采用“反变形”工艺,即在模样上预先作出相当于铸件变形量的“反变形”以抵消铸件的变形;对于不允许发生变形的重要件必须进行时效处理,从而消除内应力,防止变形。裂纹分热裂和冷裂两种,为防止热裂可采用结晶温度范围窄的合金,减小液、固两相区的绝对收缩量,降低钢铁中硫的含量,采用退让性较好的铸型等方法;为防止冷裂,可使用塑性较好的合金。6.灰口铸铁可分为哪几种?灰铸铁具有什么特点?影响石墨化的主要因素是什么?(1)灰口铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕虫铸铁(2)灰铸铁的抗拉强度低,塑形、韧性差,不能锻造和冲压,焊接性能很差,裂纹倾向较大,但具有优良的减振性,耐磨性好,缺口敏感度小,铸造性能优良,切削加工性好。(3)影响石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。7.可锻铸铁生产具有什么特点?应用场合是什么?为什么?可锻铸铁具有相当高的塑形和韧性,但并不能真的用于锻造;可锻铸铁的生产过程复杂,退火周期长,能源耗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