材料成型--参考答案汇总.doc

第一章 金属材料及其性质
一、思考题
1. 什么是机械性能？（材料受力作用时反映出来的性能）它包含哪些指标？（弹性、强度、塑性、韧性、硬度等）各指标的含意是什么？如何测得?
2. 硬度和强度有没有一定的关系？（有，强度越高，硬度越高）为什么？（都反映材料抵抗变形及断裂的能力）
3. 名词解释：过冷度，晶格，晶胞，晶粒与晶界，同素异晶转变，固溶体，金属化合物，机械混合物。
4. 过冷度与冷却速度有什么关系？对晶粒大小有什么影响？（冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。）
5. 晶粒大小对金属机械性能有何影响?常见的细化晶粒的方法有哪些?（晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、热处理等）
6. 说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。
7. 默绘出简化的铁碳合金状态图，并填入各区域内的结晶组织。
8. 含碳量对钢的机械性能有何影响？参考图
9. 退火的工艺特点是什么？缓慢冷却。能达到什么目的？（细化晶粒、降低硬度、消除应力、均匀成分。）试举例说明其用途。（工具钢球化退火后硬度下降，方便切削。）
10. 正火的工艺特点是什么？（空冷）。能达到什么目的？（细化晶粒、消除网状二次渗碳体。）试举例说明其用途。（工具钢球化退火前如果存在网状二次渗碳体，应先进行正火。）
11. 淬火的工艺特点是什么？（快速冷却。）能达到什么目的？（获得高硬度的马氏体）
12. 为什么淬火钢必须再进行回火处理？试举例说明不同回火温度的应用和达到的目的。（应力大，脆性高。低温回火150～250 °C，降低应力及脆性，保持高硬度、高耐磨性，用于工具钢，如刀具；中温回火350～500 °C，屈服极限及弹性极限高，用于高弹性、高强度件，如弹簧；高温回火500～650 °C ，综合机械性能好，用于受力结构件，如轴。调质处理：淬火加高温回火）
13. 表面热处理能达到什么目的？（通过改变零件表面层的组织或同时改变表面层的化学成分而改善零件的耐磨性、耐蚀性等）指出常用的表面热处理方法。（表面淬火、化学热处理（渗碳、氮化））
14. 钢的常见的分类方法有几种？普通、优质、高级优质钢的区别是什么？（有害夹杂元素硫磷的含量的高低，普通钢高，优质钢低，高级优质钢最低。）
15. 区分下列材料类别，说明数字和符号的含意。
Q235A，20，45，65，40Cr，16Mn，T8A，W18Cr4V，1Cr13
16. 轴（中碳钢，调质、表面淬火等，要求综合机械性能好，耐磨）、锯条（工具钢，淬火加低温回火，要求高硬度高耐磨性）、弹簧（c0.5-0.9，淬火加中温回火，要求高弹性）各应选用何种钢材?各应进行哪种热处理？试述其理由：
17. 某齿轮要求具有良好的综合机械性能，表面硬度HRC50~60，用45钢制造，加工路线为：锻造→热处理→粗加工→热处理→精加工→热处理→磨。试说明工艺路线中各个热处理的名称、目的。正火，去应力、细化晶粒；调质，提高综合机械性能；表面淬火，提高表面硬度，耐磨性。
18. 某厂要生产一批锉刀，选T13A钢。经金相检验发现材料有较多网状Fe3C，试问应采用哪种热处理消除？（正火）应进行何种中间（调质）及最终热处理？（淬火加低温回火）
19. 试述铝及铝合金的性能特点？
20. 试述铜及铜合金的性能特点？
21. 何谓粉末冶金？
二、填表说明下列符号所代表的机械性能指标及其含义。
符 号
名 称
单 位
物 理 意 义
σs
屈服极限
Mpa

σb
抗拉强度
Mpa

ε
应变
无

δ
延伸率
无

HB
布氏硬度
kgf/mm2

HRC
洛氏硬度
无

ak
冲击韧性
J/cm2

σ—1
疲劳强度
Mpa

三、以相和组织组成物填写简化的铁碳相图
L+A
L+Fe3C
F+ Fe3C
A+ Fe3C
F
A+F
A
L

图1--1 简化的铁碳合金状态图

四、填空
1. 碳溶解在体心立方的α-Fe中形成的固溶体 称铁素体，其符号为F ，晶格类型是 体心立方，性能特点是强度 低 ，塑性 好 。
2. 碳溶解在面心立方的γ-Fe中形成的固溶体 称奥氏体，其符号为 A ，晶格类型是 面心立方 ，性能特点是强度 低，塑性 高 。
3. 渗碳体是 铁与 碳 的 金属化合物，含碳量为6.69％，性能特点是硬度高，脆性 大 。
4. ECF称 共晶线 线，所发生的反应称共晶 反应，其反应式是 得到的组织为 L（4.3% 1148℃）=A（2.11%）+Fe3C 。
5. PSK称 共析线 线，所发生的反应称 共析 反应，其反应式是 A(0.77% 727 ℃)=F(0.0218%)+ Fe3C 得到的组织为 珠光体 。
6. E是 共晶点 点，P是 共析点 点， Al线即 PSK ，A3线即 GS ， Acm线即 ES 。
7. 45钢在退火状态下，其组织中珠光体的含碳量是 0.77% 。
8．钢和生铁在成分上的主要区别是 钢的含碳量小于2.11%，生铁2.11-6.69%
在组织上的主要区别是生铁中有莱氏体，钢中没有 ，在性能上的主要区别是 钢的机械性能好，生铁硬而脆 。
9. 钢的渗碳是在 低碳 钢或 低碳合金 钢的表面层渗入 碳 ，以提高钢的表面 硬度及耐磨性 的一种工艺方法。
10. 硫会引起钢的 热 脆性，磷会引起钢的 冷 脆性。

七、将下表中所列的钢归类，并举例写出其用途。
钢 号
类 别
适用
零件
举例
质 量
含 碳 量
成 分
用 途
普通
优质
高级优质
低碳
中碳
高碳
碳素钢
合金钢
结构钢
工具钢
Q195
√

√

√

√

45

√

√

√

√

60Si2Mn

√

√

√
√

T8

√

√
√

√

T13A

√

√
√

√

W18Cr4V

√

√

√

√

八、判断题(正确的打√，错误的打×)
l. 布氏硬度计通常用于测定退火钢、正火钢的硬度，而洛氏硬度计用于测定淬火钢的硬度。如测试结果为217HBS、18HRC。(× )
2. 纯铁在降温过程中，912℃发生同素异构转变，由面心立方晶格的γ-Fe转变为体心立方晶格的α—Fe。这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。(√ )
3. 钢和生铁都是铁碳合金。其中，碳的质量分数(又称含碳量)小于0.77％（0.8％）的叫钢，碳的质量分数大于2.06％(2.11％)的叫生铁。(× )
4. 奥氏体是碳溶解在γ—Fe中所形成的固溶体，而铁素体和马氏体都是碳溶解在α—Fe中所形成的固溶体。(√ )
5. 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。(√ )
6. 为了改善15钢、20钢的切削加工性能，可以用正火代替退火。因为正火后的硬度比退火的低，而且正火周期短，成本低。(× )
7. 淬火的主要目的是为了提高钢的硬度。因此，淬火钢可以不经过回火而直接使用。(× )
8. 当碳的质量分数为0.77％(0.8％)，由高温冷却到727℃时，铁碳合金中的奥氏体发生共晶转变，形成珠光体。(× )
9. 马氏体是一种金属化合物。(× )
10. 冲击韧性不能直接用于设计计算。(√ )
11. 硬度与强度有一定关系，材料硬度越高，强度也越高。(× )
12. 退火的冷却速度慢于正火，正火的冷却速度慢于淬火。(√ )
13. 钢的淬透性主要取决其合金元素的含量，钢的淬硬性则主要取决于其含碳量。(√ )
14. 表面淬火常用于高碳钢。(× )
九、选择题
1. 某金属液分别按图l—2所示的四种冷却曲线冷却，其中：沿( 4 )冷却，冷却速度最慢；沿( 1 )冷却，过冷度最大；沿(1 )冷却，晶粒最细小。
2. 判断钢材质量的依据是( )
A. 含碳量 B. 合金元素含量 C. 强度 √D. 含磷量和含硫量
3. 晶粒大小对钢的机械性能影响很大。通过( )可以获得细晶粒的钢。
A. 变质处理 B. 加快钢液的冷却速度 C. 完全退火 √D. A、B和C
4. 在下列牌号的正火态钢中，(C )的σb值最高，(D )的HBS值最高，( )的δ和ak值最高。在它们的组织中，(D )的二次渗碳体最多，( C )珠光体最多。(A )的铁素体最多。
A. 20钢 B. 45钢 C. T8钢 D. T13钢
5. 对于45钢，当要求具有较高的综合机械性能时，应进行( D )；当同时要求较高的综合机械性能及较高的表面硬度、耐磨性时应进行(D+B )。
A. 正火 B. 表面淬火 C. 淬火 D. 调质处理

第二章 铸 造
一、思考题
1. 什么叫铸造?为什么铸造在机械生产中得到广泛应用?( 1)可生产形状复杂的零件2)适应性好3)成本低4)节省金属及切削加工工作量

2. 铸件机械性能为何较锻件低? 组织粗大，内部常存在缩孔、缩松、气孔、偏析等缺陷

3. 铸造工艺图包括哪些内容? 浇注位置、分型面、加工余量、拔模斜度、、不铸的孔、槽、型芯的结构个数、芯头结构、尺寸、浇冒口等

4. 典型的浇注系统由哪几部分组成?( •外浇口、直浇口、横浇口、内浇口、出气孔)

冒口的作用是什么?(补缩)
5. 何谓合金的流动性，（熔融金属本身的流动能力。）
影响的因素有哪些?（.合金种类、化学成分、浇注温度）
合金流动性不足时，铸件容易产生哪些缺陷? （冷隔、浇不足）

6. 何谓合金的收缩?（熔融金属在铸型中凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象）
影响收缩的因素有哪些?（1）化学成分2）浇注温度3）铸件结构4）铸型条件

7. 何谓铸造内应力，其分布规律如何?（厚臂处承受拉应力，薄臂处承受压应力）
8. 根据组织特征划分，常用的铸铁有几种?（白口铁，灰铁，球铁，可铁）各自性能特点如何?
9. 为什么说铸铁是脆性材料?（延伸率<o,5%）可锻铸铁可以锻造吗?(不)
10. 铸钢的铸造性能如何?（1.钢水流动性差2.收缩大、应力裂纹缩松缩孔倾向大3.熔点高 ）
什么场合宜使用铸钢?（受力大且形状复杂的零件）
11. 生产铸铁件，（冲天炉）铸钢件（电弧炉感应电炉）和有色金属铸件（坩埚炉）所用的熔炉有哪些?
12. 名词解释
浇注位置 ：浇注时，铸件在铸型中所处的位置

分型面： 分开的铸型的接触面

二、判断题(正确的打√，错误的打×)
1. 当过热度相同时，亚共晶铸铁的流动性随含碳量的增多而提高。(√ )
2 选择浇注位置时，应使零件的重要工作面朝上。( × )
3. 熔模铸造不需分型面。(√ )
4. 铸钢常用熔炉为电弧炉及感应电炉。(√ )
5. 可锻铸铁可以进行锻造。(× )
6. 为了获得铸件内腔，不论砂型铸造、金属型铸造、离心铸造均需使用型芯。(× )
7. 由于流动性差，铸钢件必须采用大尺寸冒口。(× )
三、选择题
1. 冷却速度对各种铸铁的组织、性能均有影响，其中对( )影响极小，所以，它适于生产厚壁或壁厚不均匀的大型铸件。
A．灰铁 B．可铁 C．球铁 √D．孕育铸铁
2. HT100、KTH300—06、QT400—18的机械性能各不相同，主要原因是它们的( )不同。
A．基体组织 B．铸造性能 √C．石墨形态
3. 从图2—1所示灰铸铁件上的不同部位切取l、2、3号标准拉力试棒。经测试后，三者的抗拉强度应符合( )。
A．σl＝σ2＝σ3 B．σ1＞σ2＞σ3
C．σl＞σ2＜σ3 D．σ3＞σ2＞σl

四、试从下列几个方面定性比较灰铁、可铁、球铁与铸钢。
合金种类
含碳量
组 织
机械性能
铸造性能
灰 铸 铁
2
钢的基体+片状石墨
4
1
球墨铸铁
1
钢的基体+球状石墨
2
2
可锻铸铁
3
钢的基体+团状石墨
3
3
铸 钢
4
F+ P
1
4
五、填空题
l. 机器造型均采用模板进行 两 箱造型，即只允许 一 个分型面。
2. 合金的铸造性能是指合金在铸造过程中所表现出来的 流动性和收缩性 。
3. 液体合金的流动性是指 液体金属本身的流动能力 ，液体合金流动性不足，铸件易产生 浇不足和冷隔 等铸造缺陷。
4. 影响液体合金流动性的主要因素为 浇注温度及合金的成分 。
5. 铸造合金的收缩由 液态收缩、凝固收缩和
固态收缩 三阶段组成。其中 液态收缩、凝固收缩 是铸件产生缩孔、缩松的基本原因； 固态收缩 则是铸件产生铸造内应力、变形及裂纹的基本原因。
6. 铸造内应力分布的规律是铸件厚壁处承受 拉应力 ，薄壁处承受 压应力 ；铸件变形的规律是厚壁处 内凹 ，薄壁处 外凸 。
7. 可锻铸铁主要用于制造 用于生产形状复杂的薄壁受力小件
。
8. 球铁中球状石墨的形成时刻是 液体金属结晶时 ，可铁中的团絮状石墨的形成时刻是 固态石墨化退火时 。
9. 铸铜与铸铝的熔炼特点是 易吸气 、 易氧化 。
10. 在设计铸件结构时，凡是垂直于分型面的不加工表面应具有结构斜度
七、填空比较下面几种铸造方法：
铸造方法
比较项目
砂型铸造
金属型铸造
压力铸造
熔模铸造
适用金属
不限
低熔点的有色金属
低熔点的有色金属
难加工的金属为主
铸件精度及表面质量
3
2
1
2
适用批量
不限
批量
大批量
不限
八、将某一成分铁水浇成三角形试块后，用金相检查其断面组织，可分为五个区域，（如图2—3）若区Ⅰ为白口组织，区域Ⅴ为铁素体基体灰铸铁，试填写Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ区域的组织。

第三章 锻 压
一、思考题
1. 何谓塑性变形(不可逆的变形)?塑性变形的实质是什么?(晶内滑移的基础上，晶粒间产生了相互转动和滑动)
2. 什么叫加工硬化?（ 随着塑性变形量的增加，金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象称为加工硬化）
加工硬化对金属组织及机械性能的影响如何?（强硬度增加，塑韧性下降）
3. 何谓锻造比?（表示金属变形程度的参数
）说明锻造比对于金属组织和机械性能的影响。
4. 纤维组织是如何形成的?（ 随塑性变形量增加，原来的等轴晶沿变形方向逐渐伸长，当变形量很大时，晶粒被拉成纤维状，再结晶后成为细小等轴晶，这种组织称为纤维组织）
它对机械性能有何影响?（ 各向异性）
能否消除纤维组织?（不能）
5. 评价金属可锻性好坏的指标是什么?（ 塑性和流变应力）
影响可锻性的因素是什么?
8. 名词解释
再结晶 冷变形后的金属，加热到一定温度，破碎的晶粒重新转变为无畸变的等轴晶粒的过程 重结晶 即同素异晶转变
10. 板料冲压有哪些特点? .生产效率高；.成本低；.制品重量轻、刚度和强度高.表面质量好、尺寸精度高.；形状可十分复杂；.操作方便，易实现机械化和自动化等优点；.但冲模的结构复杂，制造周期长成本高.；冷冲压只适合于大批量生产。

二、填空
l. 金属材料的冷热变形是以 再结晶 温度为界限的。
2. 金属材料在冷变形下会发生 加工硬化 现象， 强硬度 增加， 塑韧性 下降。
3. 在热变形中金属同时进行着两个过程，但往往 加工硬化 随 时被 再结晶 过程所消除。
4. 金属材料的可锻性常由 变形抗力 和 塑性 两个指标综合衡量，可锻性决定于 金属 的性质及 变形条件 条件两个因素。
5. 压力加工的主要生产方法有 自由锻 模锻 冲压 轧制 拉拔 挤压 六种。
6. 板料冲压工序分为 分离 工序和 变形 工序两大类。
7. 冲裁工序中，冲下部分为工件(成品)，周边为废料时称为 落料 工序，相反时称为 冲孔 工序。
8. 拉深系数m是指拉深后的工件 直径与拉深前坯料直径的比值。m值越 小 ，则变形程度越大。在多次拉深中，因考虑材料产生 加工硬化 ，往往要插入中间 再结晶退火 工序。

10. 合理利用纤维组织应遵守两个基本原则，纤维方向应与
零件轮廓 相符合而不被切断；使零件所受的最大 拉 应力与纤维方向一致，最大 切应力 与纤维方向垂直。
11. 单晶体塑性变形的实质是 晶内的滑移 。
12. 拉深时，可能产生 拉穿 和 起皱 两种缺陷。
13. 板料弯曲时，如果 弯曲圆角半径 过小，会出现弯裂。
14. 板料冲压中的落料工序和拉伸工序的上、下模形状相似。但由
于 凸凹模间隙不同 和 凸凹模的圆角半径不同 这两种因素，使之获得截然不同的工艺效果。
15. 一般在多次拉深中，应安排 再结晶退火 工序。以改善由于冷变形而产生的 加工硬化 现象，否则，则易产生 拉穿和起皱。
16. 板料弯曲时，其纤维方向应与弯曲线 垂直 ，否则易发生 弯裂 。
17. 常用自由锻设备为 锻锤 及 压力机 。
18. 常用冲压设备为 剪床 及 冲床 。

三、选择题
1. 纤维组织使材料的机械性能呈现方向性，沿纤维方向 A ，垂直于纤维方向( D )。
A．抗拉强度最高 B．屈服强度最高
C．疲劳强度最高 D．抗剪强度最高
2. 为了简化锻件，将小孔、凹档、小台阶等不予锻出而添加的那部分金属， 称为( C )。
A．余量 B．收缩量 C．敷料 D．料头
3. 对于带通孔模锻件，模锻时不可能冲穿。终锻后孔内留下一薄层金属，称为(C )。
A．飞边 B．毛刺 C．冲孔连皮 D．冲孔料芯
4. 终锻模膛形状与锻件相适应，但尺寸比锻件放大了一个(A )。
A．冷却收缩量 B．加工余量 C．氧化皮量 D．飞边量

5. 锻模沿分模面设置飞边槽，主要作用是(B )。
A．便于取出锻件 B．便于金属充满模膛和排出多余金属
C．节约材料 D．节约能量
6. 碳素钢之所以可以锻造，是由于它在高温时处于塑性好、变形抗力小的( B )组织。
A．铁素体 B．奥氏体 C．珠光体 D．渗碳体
7. 硬币的制造方法为( C )。
A．砂型铸造 B．模锻 C．冲压 D．切削加工
8. 凡具有一定塑性的金属才能用压力加工方法成形，得到所需要的产品。如( B )就不能采用压力加工方法成形。
A．低碳钢 B．灰铸铁 C．铝合金 D．铜合金
9. 某种合金的塑性较低，但又要用压力加工方法成形。此时，以选用(C )方法的成形效果最好。
A．轧制 B．拉拔 C．挤压 D．自由锻造
10. 用直径6.5mm的Q235线材制成直径2mm的钢丝，需要多次冷拔，为使冷拔能顺利进行，通常应(B )。
A．增加润滑 B．进行工序间再结晶退火
C．使用有利于变形的模具 D．降低变形速度
11. 对同一种金属用不同方式进行压力加工，其中( D )时，变形抗力最大。
A．自由锻造 B．轧制 C．拉拔 D．挤压
12. 有一批大型锻件，因晶粒粗大，不符合质量要求。经技术人员分析，产生问题的原因是( A )。
A．始锻温度过高 B．终锻温度过高
C．始锻温度过低 D．终锻温度过低
13. 用钢锭锻造锻件，为了能够充分打碎铸态晶粒，获得优良的机械性能，其锻造比应选( D )。
A．1~1.2 B．1.2~1.5 C．1.5~2.0 D．2.0~5.0
14. 用下列方法生产钢齿轮时，使用寿命最长，强度最好的为( D )。
A．精密铸造齿轮 B．利用厚板切削的齿轮
C．利用圆钢直接加工的齿轮 D．利用圆钢经镦粗后加工的齿轮。
15. 45钢加热后，锻造时呈块状碎裂，完全丧失了可锻性。这是由(B )引起的。
A．过热 B．过烧 C．热应力 D．氧化 E．脱碳
16. 某厂一台空气压缩机中重6kg的曲轴断裂了，因买不到配件，自行制造。锻造车间制坯，选用的设备应该是( A )。
A．空气锤 B．摩擦压力机
C．平锻机 D．蒸汽一空气模锻锤
17. 镦粗、拔长、冲孔工序属于( C )
A．精整工序 B．辅助工序 C．基本工序
18. 大批量生产外径为50mm、内径为25mm、厚为2mm的垫圈。为保证孔与外圆的同轴度应选用( C )。
A．简单模 B．连续模 C．复合模
四、填表
锻造方法
锻件大小
锻件复杂程度
锻件精度
生产率
适用批量
自由锻
不限
低
低
低
单件
胎模锻
中小件
中
中
中
中、小批量
模 锻
中小件
高
高
高
批量
五、判断题(正确的打√，错误的打×)
1. 金属塑性变形时只产生形状的变化，基本上不发生体积的变化。(√ )
2. 塑性是金属固有的一种属性，它不随压力加工方式的变化而变化。(× )
3. 冷拔可以提高产品的强度和表面质量。( √ )
4. 金属经热锻并冷却后，锻件内部的晶粒沿变形方向拉长，并产生碎晶。若对该锻件进行再结晶退火，便获得细晶组织。(× )
5. 只有经过冷变形的钢，才会在加热时产生回复与再结晶。没有经过冷变形的钢，即使把它加热到再结晶温度以上，也不会产生再结晶。(√ )
6. 金属的塑性越好，变形抗力越大、金属可锻性越好。反之则差。(× )
7. 以钢锭为坯料时，选择锻造比是十分重要的；若以轧材(如圆钢)为坯料，选择锻造比则意义不大。(√ )
8. 某批锻件经检查。发现由于纤维组织分布不合理而不能应用。若对这批锻件进行适当的热处理，可以使锻件重新得到应用。(× )
9. 合金钢及部分铜、铝合金塑性较差。为了提高其塑性变形能力，可采用降低变形速度或在三向压力下变形等措施。(√ )
10. 15钢、40钢、T8钢相比，40钢可锻性最好。( × )
11. 自由锻是单件、小批生产锻件最经济的方法，也是生产重型、大型锻件的唯一方法。因此，自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用。(√ )
12. 绘制自由锻锻件图时，应考虑在零件图上增加敷料、加工余量和锻件公差。也就是说，在零件的所有表面上，都应该给出加工余量和锻件公差。(× )
13. 自由锻冲孔前，通常需要镦粗，以使冲孔面平整和减少冲孔深度。(√ )
14. 胎模锻一般采用自由锻方法制坯、然后再用胎模成形。因此，它在一定程度上兼有自由锻及模锻的特点。(√ )
六、写出下列锻压件成形工序(图3—2)
1. 自由锻件（1） 镦粗 （2） 冲孔 （3） 扩孔
2. 冲压件（孔较深时）（1） 落料 （2） 拉深 （3） 冲孔 翻边
孔较浅时 落料 冲孔 翻边
3. 冲压件（1） 落料 （2） 冲孔 （3） 弯曲
七、问答题
1. 可锻性的影响因素有哪些？影响规律如何？
（一）金属本质
1.化学成分
钢的含碳量高，合金元素的含量高， 可锻性下降

2.组织结构：
纯金属，单相固溶体好；细晶，少夹杂，强化相弥散分布，可锻性好
（二）变形条件
1.变形温度，在一定范围内，变形温度越高，可锻性越好
2.变形速度，
3.应力状态：三向应力中，拉应力个数越多，金属的塑性越低，变形抗力越小；

三向应力中，压应力个数越多，金属的塑性越好，变形抗力越大。

3. 同是45钢，为什么锻件比铸件机械性能高？
锻造压和了气孔缩松裂纹、细化了晶粒、均匀了成分
八、图3—3为自由锻毛坯，请改动其结构不合理之处，使其符合自由锻结构工艺性。

作为自由锻件本身结构复杂。 第四章 焊接 一、思考题
1. 常用的焊接方法有哪些?各有何特点?应用范围如何?
2. 手工电弧焊为什么不能用光焊丝进行焊接?(氧化烧损严重，吸气多)焊条药皮对保证焊缝质量能起什么作用?（保护、脱氧、合金化）
3. 酸性焊条与碱性焊条的特点和应用场合有何不同? 酸性焊条：熔渣呈性；
工艺性能好；力学性能差，成本低，生产率高。用于一般结构件。
碱性焊条：熔渣呈碱性；工艺性能差；力学性能好，成本高，生产率低。用于重要结构件。
4. 试比较埋弧焊（质量好，生产率高，用于中等厚度的平直长焊缝的焊接）、CO2气体保护焊（质量一般，生产率高，成本低。可全方位焊接，可焊薄板，用于焊接低碳钢，低合金结构钢）、氩弧焊（质量最高、成本高，可全方位焊接，可焊薄板，用于有色金属和高合金钢的焊接）电阻焊（质量好，生产率高，可焊薄臂结构或中小件）和钎焊的特点和应用范围（1.钎焊接头组织性能变化少，应力、变形小，光洁美观。 2.可焊接材料范围广，也可焊异种材料。3.可焊接各种精密、复杂、微型的焊件
。钎焊接头强度低，
工作温度受到焊料熔点的限制）

5. 产生焊接应力与变形的主要原因是什么?（不均匀的加热）如何消除或减少焊接应力和焊接变形?（预热、缓冷、后热，锤击，反变形，退焊，跳焊等）
6. 焊接接头由哪几部分组成，（焊缝金属、热影响区）
它们对焊接接头的力学性能有何影响? 1.半熔化区（熔合区）（塑韧性差） 2.过热区（塑韧性差） 3.正火区（性能好） 4.部分相变区（性能基本不变） 5.再结晶区

7. 何谓焊接热影响区?低碳钢的热影响区组织有何变化?焊后如何消除热影响区的粗晶和组织不均匀性?（正火）
8. 为什么低碳钢有良好的可焊性?（含碳量低，塑韧性好，不易开裂；不易产生气孔）易淬火钢的可焊性为什么较差?（淬火马氏体的脆性大，易裂）
9. 铸铁的焊接特点如何?（易白口、易开裂、易流失）
10. 铜和铜合金的焊接特点如何? 1.铜的导热性很强，2.铜的线胀系数比钢大10%左右，3.铜在液态时能溶解大量氢，4.铜在液态时和离温时，容易氧化生成Cu2Oo结晶时，Cu2O和Cu形成低熔点共晶体，存在于晶界，易引起热裂纹。5.铜合金中的某些无素很易于氧化或蒸发。

11. 铝和铝合金的焊接特点如何? 1.容易氧化2.容易产生气孔 3.容易焊穿 4.焊接的热裂倾向

12. 有一把硬质合金车刀刀头，因某种原因改铜钎焊为铅钎焊是否可行?若改为手弧焊又是否可行?（不）为什么?（铅焊后工作温度太低；手弧焊开裂）
二、为下列两表中的产品选择焊接方法
表l
序号
焊接产品
适宜方法
可用方法
1
Q235：160×3000×20
埋弧焊

2
角钢、槽钢组成的厂房构架
手弧焊

3
重型机械厚大断面的拼焊
电渣焊

4
减速器箱体的单件生产
手弧焊

5
采煤机截齿上焊接硬质合金刀头
硬钎焊

表2
序号
焊接产品
焊 接 方 法
1
同径圆棒间的对焊
对焊，摩擦焊
2
薄冲压钢板搭接
点焊，缝焊
3
异种金属对接
摩擦焊
4
铝合金的重要结构
氩弧焊
5
铜与钢的焊接
钎焊
三、用下列五种板料制成容器，请选用最佳焊接方法
1. Q235钢板，厚10mm。 焊接方法： CO2气体保护焊
2. 20钢板，厚1mm。 焊接方法：缝焊
3. 45钢板，厚5mm。 焊接方法：CO2气体保护焊
4. 1Crl8Ni9钢板，厚10mm。 焊接方法：氩弧焊
5. 紫铜板，厚5mm。 焊接方法：氩弧焊
四、填空
1. 根据焊接的工艺过程特点，焊接方法可以分为 熔化焊 、 压力焊 、钎焊 三大类 。
2. 常见的熔化焊方法有 手弧焊 、 气焊 、 埋弧焊 CO2气体保护焊 氩弧焊 、 电渣焊 。
3. 手弧焊焊条由两部分组成。其中焊芯起 导电 和 填充金属 作用，药皮起 引弧 、 保护 和 脱氧、合金化 作用。
4. 金属的可焊性是指被焊金属材料在采用一定的焊接工艺方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下，获得优质焊接接头的难易程度
。
5. 钢的碳当量越大，其 裂纹气孔倾向越大，可焊性越 差 。
6. 中碳钢焊接时有一定的裂纹倾向，因此常用 碱性 焊条焊接，并且在焊接前进行 预热 ，焊后进行 缓冷 。
7. 铸铁可焊性很差，其主要原因是①焊接加热快，冷却快，焊缝易形成 白口 ，②铸件本身强度低，塑性差，易产生 裂纹 。
8. 手工电焊条药皮中加入锰铁是为了 脱氧、合金化 。
9. 铜及铜合金常用的焊接方法为 气焊、氩弧焊、钎焊 。
10. 铝及铝合金最好的焊接方法为 氩弧焊 。
五、选择题
1. 电焊条药皮的主要作用之一是( B )。
A． 防止生锈 B．稳定焊接电弧
C．增大焊接电流 D．降低焊接温度
2. 热影响区使焊接接头( D )。
A．强度增加 B．弹性增加 C．塑性增加 D．脆性增加
3. 低碳钢焊接接头的破坏常首先出现在( B )。
A．母材 B．熔合区或过热区 C．正火区 D．不完全正火区
4. 从焊接质量和经济方面考虑，中等厚度钢板长焊缝一般采(C )；铝合金容器应采用(D )；铸铁(壁薄)的补焊宜采用( B )。
A．手工电弧焊 B．气焊 C．埋弧焊 D．氩弧焊 E．电渣焊
5. 钎焊的优点之一是( C )。
A．加热速度快 B．接头强度高
C．热影响区小或没有 D．焊前和焊后要求清洁不严
6. 采用碱性焊条焊接比采用酸性焊条焊接突出的优点是( C )
A．对焊接设备要求不严 B．对焊接清洁不敏感
C．焊缝抗裂性能好 D．焊接效率高，经济性好
7. 焊接时在被焊工件的结合处产生( B )，使分离的工件连为一体。
A．机械力 B．原子间结合力 C．粘结力 D．A、B和C
8. 氩弧焊的焊接质量好，但焊接成本高，所以( D )一般不用氩弧焊焊接。
A．铝合金结构 B．不锈钢结构 C．耐热钢结构 D．低碳钢结构
9. 钎焊按( C )分为软钎焊和硬钎焊两大类。
A．接头强度 B．接头硬度 C．钎料熔点 D．钎料硬度
10. 焊接时一般要对被焊区进行保护，以防止空气的有害影响。如焊接低碳钢时，手弧焊(A )；电渣焊( B )；氩弧焊( C )；闪光对焊(E )；钎焊( D )；埋弧焊( A )。
A．采用气渣联合保护 B．采用渣保护 C．采用气体保护
D．采用熔剂保护 E．不采取保护措施 F．采用真空保护
11. 对于重要结构，承受冲击载荷或在低温下工作的结构，焊接时应选用碱性焊条，原因是(D )。
A．焊缝含氢量低 B．焊缝金属韧性高
C．焊缝金属抗裂性好 D．A、B和C
12. 如图4—l所示，厚板，开×型坡口多层焊，为减焊接变形，合理的焊接顺序为(C )。
A. abcd B. acbd