工程材料与成形技术基础课后部分习题及答案Word格式.docx
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db、於、（50.2、討、3、Ok、HRC、HBS、HBW
db抗拉强度，是试样保持最大均匀塑性的极限应力
os屈服强度，表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力00.2条件屈服强度，作为屈服强度的指标。
o-1疲劳强度，材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。
S伸长率，材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。
HRC洛氏硬度，表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。
HBS布氏硬度，表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。
HBW布氏硬度，表示用硬质合金为压头测定的硬度值。
8•什么是固溶强化？
造成固溶强化的原因是什么？
形成固溶体使金属强度和硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象称为固溶强化。
固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。
晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。
晶格
畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。
9•将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后缓慢冷却到如图1-80所示温度T1，求此时:
（1）两相的成分；
（2）两相的重量比；
（3）各相的相对重量（4）各相的重量'
TC
1400
1300
1200
H00
；
（2）农相的相时重量
（30-60）/（80-45）-4/7
（4）各相的重童
[Wi-（60-45）/（80-45）-3/7
网相/液相■:
液相：
Ql-V7x50-28.57kg
（60-45）/（80-60）-3/^网相：
Q>
-3/7xSO-JL43kg
10.某合金如图1-81所示：
（1）标出
①-③-区域中存在的相；
（2）标出④.⑤区域中的组织；
（3）相图中包括哪几种转变？
写出它们的反应式。
19•指岀下列工件淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织：
（1）45钢小轴（要求综合力学性能好）；
（2）60钢弹簧；
（3）T12钢锂刀。
答:
（1）AC3+（30-50）C淬火，（820-840）C回火（高温），回火索氏体。
（2）（400-600）C淬火，（350-500）C回火（中温），回火托氏体。
（3）（760-780）C淬火，250C以下回火（低温），回火马氏体。
20.有两种高强度螺栓，一种直径为10mm，另一种直径为30mm，都要求有较高的综合力学
性能：
do为00MPa，ok芫00KJ/m2。
试问应选择什么材料及热处理工艺。
直径10mm螺栓：
45钢，850C淬火+520C水冷回火；
直径30mm螺栓：
40Cr，（840-880）0盐浴淬火+（540-650）0回火保温20-30分钟
第二章
2.灰铸铁流动性好的主要原因是什么？
提高金属流动性的主要工艺措施是什么？
有共晶成分，熔点较
灰铸铁流动性好的原因是石墨呈片状形式存在，碳的质量分数高,低。
提高金属流动性的主要工艺措施是较高的浇注温度。
4.定向凝固和同时凝固方法分别解决哪种铸造缺陷？
请举例各分析几种应用情况。
①定向凝固解决的缺陷：
冒口补缩作用好，可防止缩孔和缩松，铸件致密。
同时凝固解决的缺陷：
凝固期间不容易产生热裂，凝固后也不易引起应力变形，由于不用
冒口或冒口很小而节省金属，简化工艺，减少工作量。
②正确布置浇注系统的引入位置，确定合理的浇注工艺；
采用冒口；
采用补贴；
采用具有不
同蓄热系数的造型材料或冷缺。
9.铸件、模样、零件三者在尺寸上有何区别，为什么？
模样是考虑收缩率后将零件尺寸按一定比例放大后所做的，相当于我们常说的模子；
然
后用模样做成铸型，做好后将模样取出，进行浇注；
就做出来铸件。
铸件相当于零件的毛坯，由于考虑到加工因素，因此铸件的尺寸要比较零件大如果去掉浇冒
口后进行一定加工后就是零件了
所以三者的尺寸关系为：
模样＞铸件＞零件
12.如图2-47（a）、（b）所示铸件，分别指岀单件和大批生产造型方法并绘岀铸造工艺图。
1^2-48轴承朋[52-49支搏台
「.闺人学勒鲁剧制仃
15.图2-60为支座零件图，材料为HT200，请分别画出大批生产和单件生产的
铸造工艺图
（1）方案I
沿底板中心线分型，即采用分模造型。
优点：
底面上110mm凹槽容易铸出，轴孔下芯方便，轴孔内凸台不妨碍起模。
缺点：
底板上四个凸台必须采用活块，同时，铸件易产生错型缺陷，飞翅清理的工作量大。
此外，若采用木模，加强筋处过薄，木模易损坏。
（2）方案n
沿底面分型，铸件全部位于下箱，为铸出110mm凹槽必须采用挖砂造型。
方案n克服了方案工的缺点，但轴孔内凸台妨碍起模，必须采用两个活块或下型芯。
当
采用活块造型时，（）30mm轴孔难以下芯。
（3）方案川
沿110mm凹槽底面分型。
优缺点与方案n类同，仅是将挖砂造型改用分模造型或假箱造型，以适应不同的生产条件。
可以看出，方案n、川的优点多于方案I。
（1）单件、小批生产
由于轴孔直径较小、勿需铸出，而手工造型便于进行挖砂和活块造型，此时依靠方案n分型较为经济合理。
（2）大批量生产
机器造型难以使用活块，故应采用型芯制出轴孔内凸台。
采用方案川从110mm凹槽底面分型，以降低模板制造费用。
方型芯的宽度大于底板，以便使上箱压住该型芯，防止浇注时上浮。
若轴孔需要铸出，采用
组合型芯即可实现。
第三章
4.试拟定如图3-阴所示零件的自由锻工艺规程〔锻件图、变形工步、计算坯科尺寸）,
&
请骨别画出下列了种连杆的模锻件图
11.能否将冲制孔径为40+0.16mm工件的冲孔模改制成冲制外径为40-。
滋工件的落料模？
落料：
D凹=（Dmax-x△）+"
凹D凸=（D凹一min）-"
凸
冲孔：
d凸=（dmin+x△-"
凸d凹=（d凸+Zmin）+"
凹
可见：
落料时凹模直径是最小的，主要为了磨损到一定程度，冲裁件还可用；
同理，冲孔时凸模尺寸是最大的，
凸模可改，但凹模不能改。
因为若将冲孔模改成落料模，则d凹＞D凹，间隙落在凹模上，尺
寸太大。
15.在成批大量生产外径为40mm，内径为20mm，板厚为4mm，精度为IT9的垫圈时,请示意画出
（1）连续模，
（2）复合模简图，请计算凸凹模尺寸并标在简图上。
已知：
冲裁
件公差为0.02mm,凹模公差为0.01mm，凸模公差为0.01mm。
（按照尺寸入体原则）Dmax=40mm,dmin=20mm,Zmin=4X6%=0.24
A=0.02mm,x=1,3凹=0.01mm,3凸=0.01mm
D凹=（Dmax-x△）+'
凹=（40-1X0.02）+0.01=39.98+0.01mm
D凸=（D凹一Zmin）—5凸=（39.98-0.24）-0.01=39.74-0.01mm
冲孔:
d凸=（dmin+x△-s凸=（20+0.02）-0.01=20.02-0.01mm
d凹=（d凸+Zmin）+5凹=（20.02+0.24）+0.01=20.26+0.01mm
第四章
2.焊接接头的组织和性能如何？
（1）焊缝金属区：
熔焊时，在凝固后的冷却过程中，焊缝金属可能产生硬，脆的淬硬组织甚至出现焊接裂纹。
（2）熔合区：
该区的加热温度在固、液相之间，由铸态的组织和过热组织构成可能出现液
硬组织，该区的化学成分和组织都很不均匀，力学性能很差，是焊接接头中最薄弱的部位之
一，常是焊接裂缝发源地。
（3）热影响区：
a.过热区：
此区的温度范围为固相线至1100C,宽度约1-3mm，由于温
度高，颗粒粗大，使塑性和韧性降低。
b.相变重组晶区：
由于金属发生了重组晶，随后在空气中冷却，因此可以得到均匀细小的正
火组织。
c.不完全重组晶区：
由于部分金属发生了重组晶，冷却后可获得细化的铁素体和珠光体，而
未重结晶的部分金属则得到粗大的铁素体。
焊缝及热影响的大小和组织性能变化的程度取决于焊接方法，焊接规范，接头形式等因素。
3.焊接低碳钢时，其热影响区的组织性能有什么变化？
低碳钢的Wc<
0.25%，焊接性良好，焊接时，没有淬硬，冷裂倾向，主要组织性能变化为：
（1）过热区晶粒粗大，塑性和韧性降低。
（2）相变重晶区产生均匀细小正火组织，
力学性能良好。
（3）不完全重晶区有铁素体、珠光体，力学性能不均匀。
5•产生焊接热裂纹和冷裂纹的原因是什么，如何减少和防止？
热裂纹是高温下焊缝金属和焊缝热影响区中产生的沿晶裂纹、冷裂纹是由于材料在室温
附近温度下脆化而形成的裂纹•
热裂纹的减少和防止：
控制母材和焊材杂质的含量。
冷裂纹的减少和防止：
预热和焊裂后热处理。
10.如图所示焊接梁结构’材料为Q235A钢，成批生产。
现有钢板罠大长度为2500nniK试确定：
U）腹板•翼板接缝位置；
⑵各类焊缝的焊接顺序*⑶各条焊缝的焊
接方法、
11.用长500Omni、宽120Omm的钢板生产图4-34中压容器,材料为16MnVR,筒身壁厚为12mm,封头14mm?
管接头厚7mm,人孔圈20mm（1试确定：
①焊缝位置；
②焊接方法；
③焊接顺序f
/输入管
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I.熔合区
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3.正火I应9（]
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图卜2低磯钢焊接接头的组织变化
Fe—Fe3C合金平衡相图
工业鈍铁
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