工程材料及成形技术基础A答案.doc

一、填空题（每空1分，共20分）
1. 机械设计时常用 屈服强度 和 抗拉强度 两种强度指标。
2. 纯金属的晶格类型主要有 面心立方 、 体心立方 和 密排六方 三种。
3. 实际金属存在 点 、 线 和面缺陷等三种缺陷。
4．F和A分别是碳在 α-Fe 、 γ-Fe 中所形成的间隙固溶体。
5. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得 奥氏体 组织。
6． QT600-3中,QT表示 球墨铸铁 ，600表示 抗拉强度不小于600Mpa 。
7．金属晶体通过 滑移 和 孪生 两种方式来发生塑性变形。
8．设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相 同 ,而使切应力与流线方向相 垂直 。
9．电焊条由 药皮 和 焊芯 两部分组成。
10．冲裁是 冲孔 和 落料 工序的简称。
得分

二、单项选择题（每小题1分，共15分）
1．在铁碳合金相图中，碳在奥氏体中的最大溶解度为（ b ）。
a、0.77% b、2.11% c、0.02% d、4.0%
2．低碳钢的焊接接头中，（ b ）是薄弱部分，对焊接质量有严重影响，应尽可能减小。
a、熔合区和正火区 b、熔合区和过热区
c、正火区和过热区 d、正火区和部分相变区
3．碳含量为Wc＝4.3％的铁碳合金具有良好的（ c ）。
a、 可锻性 b、 可焊性 c、 铸造性能 d、切削加工性
4．钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移,从而（ b ）
a、增大VK b、增加淬透性 c、减少其淬透性 d、增大其淬硬性
5. 高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其（ a ）
a、强度硬度下降,塑性韧性提高 b、强度硬度提高 ,塑性韧性下降
c、强度韧性提高,塑性硬度下降 d、强度韧性下降,塑性硬度提高
6． 感应加热表面淬火的淬硬深度,主要决定于因素（ d ）
a、淬透性 b、冷却速度 c、感应电流的大小 d、感应电流的频率
7．珠光体是一种（ b ）
a、单相间隙固溶体 b、两相混合物 c、Fe与C的混合物 d、单相置换固溶体
8．灰铸铁的石墨形态是（ a ）
a、 片状 b、 团絮状 c、球状 d、蠕虫状
9．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂，这是由于产生了（ a ）
a、加工硬化现象 b、再结晶现象 c、去应力退火 d、扩散退火
10．下列说法不正确的是（ c ）
a. 调质处理 = 淬火+高温回火。
b. 过共析钢淬火温度越高，淬火后马氏体的含碳量越高，残余奥氏体越多。
c. 可锻铸铁具有一定的塑性和韧性，因此可以通过锻造成形。
d、40Cr钢一种常用的合金结构钢，具有良好的综合力学性能。
11．钢中常存的有害杂质元素是（ b ）
a、 锰和硅 b、 硫和磷 c、 硅和硫 d、锰和磷
12．综合评定金属可锻性的指标是（ c ）
a、强度及硬度. b、韧性及塑性
c、塑性及变形抗力 d、韧性及硬度
13．模锻件上必须有模锻斜度,这是为了（ d ）
a、便于充填模膛 b、减少工序
c、节约能量 d、便于取出锻件
14．冲孔模设计时的凹模尺寸应等于（ a ）
a、凸模尺寸加间隙 b、凸模尺寸减间隙
c、设计孔的尺寸减间隙 d、等于设计孔的尺寸
15． 电焊条药皮的作用之一是（ b ）
a、防止焊芯生锈 b、稳定电弧燃烧
c、增加焊接电流 d、降低焊接温度

得分

三、判断题(正确的请在括号中打√，错误的打╳)
（每小题1分，共10分)。
1．渗碳体是钢中的强化相，所以钢的组织中渗碳体量越多，强度也越高。(╳ )
2．淬透性好的钢，其淬硬性也一定好。 ( ╳ )
3．为保证铸件，尤其薄壁铸件成形好，浇注温度越高越好。 ( ╳ )
4．钢的碳当量越高,其焊接性能越好. ( ╳ )
5．凡间隙固溶体必是有限固溶体. ( √ )
6．铁碳合金平衡结晶时，只有成分为 0.77%的共析钢才能发生共析反应。( ╳ )
7．晶体缺陷的的共同之处是它们都能引起晶格畸变。 ( √ )
8．固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度高。 ( √ )
9．珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 ( √ )
10．由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。( ╳ )

得分

四、工艺分析题（共15分）
1、下列焊接结构设计与焊缝布置是否合理？如不合理请改进。（3分）

答：设计不合理，因为焊缝设置必须留有足够的操作空间以满足焊接运条的需要，电弧焊时，应使焊条能伸到待焊部位，改进如图：

2、下列铸件结构设计是否合理？如不合理请改进。（3分）

答：设计不合理，因为铸件内腔设计应减少型芯的数量，应把闭式结构改为开式结构，如图：

3、用45钢来制造机床齿轮，加工工艺路线为：下料→锻造→（正火 ）→粗加工→（调质 ）→半精加工→高频感应加热淬火→（低温回火 ）→精磨→成品。请在括号内填出合适的工艺方法，并说明选取该工艺的目的。（9分）
答：正火可使组织均匀化，消除锻造应力，调整硬度，改善切削加工性能。
调质可使齿轮具有较高的综合力学性能，提高齿心的强度和韧性，使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击载荷，并减小淬火变形。
低温回火是在不降低表面硬度的情况下消除淬火应力，防止产生磨削裂纹和提高齿轮抗冲击的能力。

得分

五、简答题（每小题4分，共20分）
1、什么是细晶强化？生产中主要采取哪些措施来细化晶粒？
答：细晶强化：一般情况下金属的强度、塑性和韧性都随晶粒的细化而提高的现象。
措施：
   1）增加冷却速度可增大过冷度，使晶核生成速率大于晶粒长大速率，因而使晶粒细化。但增加冷却速度受铸件的大小、形状的限制。
  2） 变质处理是在液态金属中加少量变质剂(又称孕育剂)作为人工晶核，以增加晶核数，从而使晶粒细化。
  3）在结晶过程中采用机械振动、超声波振动和电磁振动，也有细化晶粒的作用。

2、共析钢在加热时，奥氏体的形成过程有哪些阶段？
答：1）奥氏体晶核的形成；
2）奥氏体晶核的长大；
3）残余渗碳体的溶解；
4）奥氏体的均匀化。

3、铸件中的缩孔和缩松是如何形成的？生产工艺上有哪些预防措施？
答：铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是合金的液态收缩和凝固收缩。
在实际生产中，通常采用顺序凝固原则，并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔，再使集中的缩孔转移到冒口中，最后将冒口去除，即可获得完好铸件。即通过设置冒口和冷铁，使铸件从远离冒口的地方开始凝固并逐渐向冒口推进，冒口最后凝固。

4、简叙模锻时选择分模面的原则？
答： 1）能从模膛中顺利取出；
2）金属易于充满模膛；
3）能及时发现错模；
4）减少余块，节约金属。

5、焊接生产中，产生焊接应力和变形的原因是什么？焊接变形有哪些基本形式？
答：在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热，会产生焊接应力和变形。
焊接变形有五种基本形式：
1）收缩变形；
2）角变形；
3）弯曲变形；
4）扭曲变形；
5）波浪形变形。
得分

六、材料选择题（8分）
从以下材料中为表中工件选择材料，T8、20CrMnTi、45、Q235、HT200、65Mn、W18Cr4V、Cr12MoV、9SiCr、GCr9

工件
车床主轴
机床床身
载重汽车齿轮
弹簧
材料
45
HT200
20CrMnTi
65Mn
工件
板牙
木工锤头
冷作模具
高速切削刀具
材料
9SiCr
T8
Cr12MoV
W18Cr4V

七、相图分析题（共12分）
得分

1、 根据铁碳合金相图回答下面的问题。

（1）标注共晶点和共析点的位置。（2分）
（2）标注A1、A3线和Acm线的位置。（3分）
（3）大致标出T13钢的位置，并分析T13钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程。
（7分）
答：（1）共晶点：C点；共析点S点。
（2）A1线是PSK线；A3线是GS线；Acm线是ES线。
（3）T13钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程：
L---L+A---A---A+Fe3CⅡ---- As+Fe3CⅡ--- P+Fe3CⅡ
1点以上为液态，1-2点之间为液相向奥氏体转变的过程，2点转变结束；2-3没有发生相变；3-4之间，随温度下降，析出二次渗碳体；在温度4时，发生共析转变，奥氏体转变为珠光体。