1、工程材料及热处理1 什么是工程材料？按其组成主要分为哪些类型?工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。按其组成分为：金属材料包括钢铁、有色金属及其合金；高分子材料包括塑料、 橡胶等；无机非金属材料主要是陶瓷材料、水泥、玻璃、耐火材料；复合材料是由基体材料（树脂、金属、陶瓷）和增强剂（颗粒、纤维、晶须）复合而成的。2 工程材料的性能主要包含哪些内容？工程材料的性能分为使用性能和工艺性能。使用性能是指在服役条件下能保证安全可靠工作所必备的性能，其中包括材料的力学性能、物理性能、化学性能等。工艺性能是指材料的可加工性，其中包括锻造性能、铸造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性等。3 主要
2、有哪些常用的力学性能指标？常用的力学性能指标主要有强度、 塑性和硬度指标。 强度指标主要是指屈服强度和抗拉强度；塑性指标包括延伸率和断面收缩率；硬度指标主要有布氏硬度和洛氏硬度。4 简述金属三种典型晶体结构的特点？最常见的金属晶体结构有3 种类型：体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构:（ 1 ） 体心立方晶格：在立方体的 8 个顶角上和立方体中心各有1 个原子。（ 2 ） 面心立方晶格：在立方体的 8 个顶角上和6 个面的中心各有1 个原子。（ 3 ） 密排六方晶格：它在六棱柱的上下六角形面的顶角上和面的中心各有1 个原子，在六棱柱体中间还有3 个原子。5 举例说明晶体的同素异构现象？某些
3、金属，例如铁、锰、钛、锡、钴等，凝固后在不同的温度下有着不同的晶格形式，这种金属在固态下由于温度的改变而发生晶格改变的现象称为同素异构转变。 这一转变与液态金属的结晶过程相似，也包括晶核的形成和晶粒的长大，故又称二次结晶或重结晶。举例：铁在15381394c时为体心立方晶格，叫做 8铁；在1394912c时，为面心立方晶格，叫做 丫铁。在912c以下，为体心立方晶格，叫做 “铁。6 实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？晶体缺陷对性能有何影响？在实际金属中存在的缺陷有点缺陷（空位和间隙原子） 、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界） 3种类型。 一般情况下， 晶体缺陷的存在可以提高金属的强度， 但是晶体缺陷
4、的存在常常降低金属的抗腐蚀性能7 简述晶体的结晶过程。结晶过程首先是从液体中形成一些称之为结晶核心的细小晶体开始的， 然后， 已形成的晶核按各自不同的位向不断长大。 同时在液体中又产生新的结晶核心并逐渐长大， 直至液体全部消失，形成由许多位向不同、外形不规则的晶粒所组成的多晶体。8 什么是过冷度？过冷度与什么因素有关？实际结晶温度总是低于理论结晶温度，两者的差值称为过冷度，常用 表示。过冷度的大小与冷却速度有关，冷却速度愈快，过冷度愈大，实际结晶温度越低。9 什么是细晶强化？生产中主要采取哪些措施细化晶粒？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， 称细晶强化。 因此， 在生产中
5、常采取增加冷却速度和变质处理来细化晶粒以改善力学性能。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。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。此外，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。10单晶的塑性变形有哪两种基本形式？简单叙述其特点。单晶的塑性变形有滑移和孪生两种基本形式。滑移是在切应力作用下， 晶体的一部分沿一定晶面相对于另一部分进行滑动。 滑移的结果产生滑移带，滑移的距离是原子间距的整数倍。滑移的同时伴随着转动。孪生是在切应力作用下晶
6、体中一部分相对于另一部分沿一定晶面（孪生面） 、一定晶向（孪生方向）作均匀地移动。孪生后移动与未移动区构成镜面对称，形成孪晶。11 塑性变形对金属组织与性能有何影响？塑性变形会使金属的组织与性能产生变化： 晶粒沿变形方向伸长， 性能趋于各向异性； 位错 密度增加，形成亚结构，产生加工硬化；产生形变织构；在金属内部产生残余内应力。12 变形金属在加热时组织和性能将发生怎样的变化？随着加热温度的升高，变形金属将发生回复、再结晶和晶粒生长三个阶段。回复：加热温度较低，组织仍为拉长的变形组织。强度、硬度稍有降低，塑性略有提高，内应力有所降低。再结晶：加热温度较高，组织为均匀而细小的等轴晶。强度、硬度显
7、著降低，塑性明显上升，内应力完全消除。晶粒长大： 随着温度进一步升高或延长保温时间， 晶粒会继续长大。 组织为晶粒较粗的等轴晶组织。晶粒长大对金属的力学性能产生不利影响，金属的塑性和韧性下降明显。13什么是金属的合金化？有哪些主要的合金相？在纯金属中加入适量的合金元素来改善金属性能的方法叫合金化。合金中常见的相组织可以归纳为两大类：固溶体和金属间化合物。14 固溶体与金属间化合物有何区别？固溶体是指溶质组元溶入溶剂晶格中而形成的单一均匀的固体， 其特点是保持溶剂组元的晶体结构，但会引起溶剂组元晶格不同程度的畸变。金属化合物的晶格类型与其组元完全不同， 性能差别也很大， 一般具有高熔点、 高硬
8、度和高脆性。15什么是相图？相图是如何建立的？相图是表示合金系中各种平横相存在的条件以及相与相之间关系的一种简明示图。通常，用纵坐标表示温度变化，用横坐标表示化学成分的变化。相图的建立一般采用热分析法，此外还有膨胀法、电阻法、 X 射线分析法及磁性分析法等。16在铁碳合金状态图中，C点和S点的含义是什么？ECF线和PSK线的含义是什么？在铁碳合金态图中，C点温度为1148C,含碳量为4.3%,表示共晶点。S点温度为727C, 含碳量为0.77%,表示共析点。ECF线称为共晶转变线，PS蹴称为共析转变线。17 铁碳合金存在哪些基本的组成相？其具有怎样的组织结构和性能特征？铁碳合金的基本组成相有铁
9、素体、奥氏体和渗碳体。铁素体：碳在体心立方结构a - Fe中形成的间隙固溶体。强度、硬度不高，但是具有良好的塑性和韧性。奥氏体：碳在面心立方结构丫 一Fe中形成的间隙固溶体。奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于塑性成形。渗碳体：铁和碳的金属化合物（Fe3C） ，其含碳量为6.69% 。渗碳体硬度高，脆性大，塑性和韧性几乎等于零。渗碳体是一种亚稳相，在一定条件下会发生分解。18什么是金属的热处理？有哪些常用的热处理工艺？金属热处理就是通过加热、 保温和冷却来改变金属整体或表层的组织， 从而改善和提高其性能的工艺方法。金属热处理工艺可分为普通热处理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工艺） 、表面热处理
10、 （包括表面淬火和化学热处理） 和特殊热处理 （包括形变热处理和真空热处理等） 。19共析钢过冷奥氏体有哪些等温转变产物？共析钢过冷奥氏体在高温转变区（ A1550C）将发生珠光体型转变，转变产物有珠光体、索氏体和屈氏体；在550cMs温度范围将发生贝氏体型转变，转变产物有上贝氏体和下贝氏体；在 Ms 以下的低温转变区将发生马氏体型转变，转变产物为马氏体。20 钢退火和正火的目的是什么？为什么钢淬火后要经过回火处理？钢退火和正火的目的是： （ 1 ）调整硬度以便进行切削加工； （ 2 ）消除残余内应力，以减少钢件在淬火时产生变形或开裂； （ 3）细化晶粒，改善组织，提高力学性能；（ 4 ）为最
11、终热处理（淬火、回火）作好组织准备。淬火钢一般不宜直接使用， 必须进行回火以消除淬火时产生的残余内应力， 提高材料的塑性和韧性，稳定组织和工件尺寸。21 什么是固溶强化？什么是弥散强化？固溶强化： 当合金由单相固溶体构成时， 随溶质原子含量的增加， 其塑性变形抗力大大提高，表现为强度、硬度的不断增加，塑性、韧性的不断下降。弥散强化： 当第二相以细小弥散的微小颗粒均匀分布于基体相中时， 将阻碍位错运动或增加位错运动能量，起到强化合金的作用。22 什么是化学热处理？它与普通热处理有何不同？化学热处理属于表面热处理， 是将钢件放入一定的化学介质中加热和保温， 使介质中的活性原子渗入工件表面， 表面化
12、学成分发生变化从而改变金属的表面组织和性能的工艺过程。 化学热处理包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼和渗硫等工艺。普通热处理的主要特点是对工件整体进行穿透加热， 因而热处理后工件整体性能均会发生变化。23 合金流动性不好时容易产生哪些铸造缺陷？影响合金流动性的因素有哪些？设计铸件时，如何考虑保证合金的流动性?合金的流动性是指液态合金本身的流动能力。合金流动性不好时，容易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣及缩孔等铸造缺陷。影响合金流动性的主要因素有：合金的成分、温度、物理性质、难熔质点和气体等。设计铸件时，应从以下几个方面考虑保证合金的流动性 :（1） 从合金流动性的角度考虑， 在铸造生产中， 应尽量选择
13、共晶成分、 近共晶成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金。（2） 液态合金的比热容和密度越大、导热系数越小、粘度越小，合金的流动性越好。（3） 液态合金的浇注温度必须合理。24 什么是铸造合金的收缩性？有哪些因素影响铸件的收缩性？合金在从液态冷却至室温的过程中， 其体积或尺寸缩小的现象称为收缩。 从浇注温度冷却到室温分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段。铸件收缩的大小主要取决于合金成分、浇注温度、铸件结构和铸型。25 铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是什么？生产工艺上有哪些预防措施？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
14、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。26 铸件产生铸造内应力的主要原因是什么？如何减小或消除铸造内应力？铸件产生铸造内应力的主要原因是合金的固态收缩。为了减小铸造内应力， 在铸造工艺上可采取同时凝固原则。 所谓同时凝固原则， 就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小， 使各部分同时凝固。 此外， 还可以采取去应力退火或自然时效等方法，将残余应力消除。27 什么是分型面，分型面选择一般性的原则是什么？分型面是指两半铸型相互接触的表面
15、。在选择铸型分型面时应考虑如下原则：（ 1 ）分型面应选在铸件的最大截面上，并力求采用平面。（ 2 ）应尽量减少分型面的数量，并尽量做到只有一个分型面。（ 3 ）应尽可能减少活块和型芯的数量，注意减少砂箱高度。（ 4 ）尽量把铸件的大部分或全部放在一个砂箱内，并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内。28 灰口铸铁件壁厚越大强度越高的说法，为什么不对？铸铁的性能与铸件壁厚尺寸有关。壁越厚，铸件内部冷却速度越慢，石墨化程度增加， 基体 中碳含量降低倾向获得铁素体为基的灰口铸铁，因此强度反而下降。29 焊接的本质是什么？如何分类？有何优点？焊接是利用加热或加压等手段， 使分离的
16、两部分金属， 借助于原子的扩散与结合而形成原子 间永久性连接的工艺方法。焊接方法的种类很多， 根据实现金属原子间结合的方式不同， 可分为熔化焊、 压力焊和钎焊 3 大类。焊接方法具有如下优点：（ 1 ）成形方便：焊接方法灵活多样，工艺简便；在制造大型、复杂结构和零件时，可采用铸焊、锻焊方法，化大为小，化复杂为简单，再逐次装配焊接而成。（ 2 ）适应性强：采用相应的焊接方法，不仅可生产微型、大型和复杂的金属构件，也能生产气密性好的高温、高压设备和化工设备；此外，采用焊接方法，还能实现 异种金属或非金属的连接。（3） 生产成本低：与挪接相比，焊接结构可节省材料10唳20%并可减少划线、钻孔、装配等
17、工序。另外，采用焊接结构能够按使用要求选用材料。在结构的不同部位，按强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温等要求选用不同材料，具有更好的经济性。30 什么是焊接电弧？电弧的构造有何特点？什么情况下有正接法与反接法之分？各区域温度约为多少？焊接电弧是电极与工件之间的强烈而持久的气体放电现象。电弧的构造：焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区3 部分组成。采用直流弧焊机焊接时有正接法与反接法之分， 正接是将工件接电源正极， 焊条接负极；反接是将工件接电源负极，焊条（ 或电极 ） 接正极。用钢焊条焊接工件时，阳极区温度约为 2 600 K ，阴极区温度约为 2 400 K ，电弧中心区温度最高，可达 6 0008
18、 000 K 。31 焊条电弧焊时，对焊接电源有哪些基本要求？常用焊接电源的类型有哪些？焊条电弧焊时，对焊接电源的基本要求有：（ 1 ）具有陡降的特性；（2） 具有一定的空载电压以满足引弧的需要，一般为 5090 V;（ 3 ）限制适当的短路电流，以保证焊接过程频繁短路时，电流不致无限增大而烧毁电源。短路电流一般不超过工作电流的1.252倍。常用焊接电源的类型有交流弧焊机、直流弧焊机和交、直流两用弧焊机。4）32 焊接冶金过程有何特点？焊接过程中为什么要对焊接区进行有效保护？焊接冶金过程特点：电弧焊时，被熔化的金属、 熔渣、 气体三者之间进行着一系列物理化学反应，如金属的氧化与还原，气体的溶解
19、与析出，杂质的去除等。因此，焊接熔池可以看成是一座微型冶金炉。但是，焊接冶金过程与一般的冶炼过程不同，主要有以下特点。（ 1 ） 冶金温度高：容易造成合金元素的烧损与蒸发；（2） 冶金过程短：焊接时，由于焊接熔池体积小（一般23 cm3）,冷却速度快，液态停留时间短（ 熔池从形成到凝固约 10 s） ，各种化学反应无法达到平衡状态，在焊缝中会出现化学成分不均匀的偏析现象。（ 3 ） 冶金条件差：焊接熔池一般暴露在空气中，熔池周围的气体、铁锈、油污等在电 弧的高温下，将分解成原子态的氧、氮等，极易同金属元素产生化学反应。反应 生成的氧化物、氮化物混入焊缝中，使焊缝的力学性能下降；空气中水分分解成
20、 氢原子，在焊缝中产生气孔、裂缝等缺陷，会出现“氢脆”现象。（ 4 ） 上述情况将严重影响焊接质量，因此，必须采取有效措施来保护焊接区，防止周围有害气体侵入金属熔池。33 焊条的组成及作用是什么？焊条的选用原则有哪些？焊条是由金属焊芯和药皮两部分所组成的， 焊芯的主要作用是作为电极和填充金属； 药皮的 作用主要是稳弧、保护、脱氧、渗合金及改善焊接工艺性。（ 1） 选用焊条的基本原则如下：1 ）等强度原则即选用与母材同强度等级的焊条。一般用于焊接低碳钢和低合金钢。2 ）同成分原则即选用与母材化学成分相同或相近的焊条。一般用于焊接耐热钢、不锈钢等金属材料。3 ）抗裂纹原则选用抗裂性好的碱性焊条，以
21、免在焊接和使用过程中接头产生裂纹。一般用于焊接刚度大、形状复杂、使用中承受动载荷的焊接结构。4 ）抗气孔原则受焊接工艺条件的限制，如对焊件接头部位的油污、铁锈等清理不便，应选用抗气孔能力强的酸性焊条，以免焊接过程中气体滞留于焊缝中，形成 气孔。5 ）低成本原则在满足使用要求的前提下，尽量选用工艺性能好、成本低和效率高的焊条。34 焊接变形的基本形式有哪些？ 焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。35 什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化， 利用液态钎料 润湿母材，填充接头间隙并与
22、母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。（1） 软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450C,接头强度较低（小于70 MPa）。（2） 硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450C,接头强度较高（大于200 MPa）。钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采用搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。36 焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶
23、，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。2） 热影响区： 在焊接过程中， 焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。（ 2 ）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。（1） 1） 熔合区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。加热温度约为 1 4901 530。C,此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性 很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。（2） 过热区紧靠着熔合区，加热温度约为1 1001 490。Co由于温度大大超过Ac3
24、,奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，使塑性大大降低，冲击韧性值下降253 75%左右。（3） 正火区加热温度约为8501 100 C,属于正常的正火加热温度范围。冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。（4） 部分相变区加热温度约为727850。Co只有部分组织发生转变，冷却后组织不均匀，力学性能较差。37 什么是电阻焊？电阻焊分为哪几种类型、分别用于何种场合？电阻焊是利用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热， 将焊件加热至塑性或局部熔化状态， 再施加压力形成焊接接头的焊接方法。 电阻焊分为点焊、 缝焊和对焊3 种形式。（ 1）点焊：将焊件压紧在两个柱状电极之间，通电加
25、热，使焊件在接触处熔化形成熔核，然后断电，并在压力下凝固结晶，形成组织致密的焊点。点焊适用于焊接4 mm以下的薄板（搭接）和钢筋，广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活用品的生产。（ 2）缝焊：缝焊与点焊相似，所不同的是用旋转的盘状电极代替柱状电极。叠合的工件在圆盘间受压通电，并随圆盘的转动而送进，形成连续焊缝。缝焊适宜于焊接厚度在3 mmH下的薄板搭接，主要应用于生产密封性容器和管道等。（ 3）对焊：根据焊接工艺过程不同，对焊可分为电阻对焊和闪光对焊。1）电阻对焊焊接过程是先施加顶锻压力（1015 MPa）,使工件接头紧密接触，通电加热至塑性状态，然后施加顶锻压力（3050 MPa）,同时
26、断电，使焊件接触处在压力下产生塑性变形而焊合。电阻对焊操作简便， 接头外形光滑， 但对焊件端面加工和清理要求较高， 否则会造成接触面加热不均匀，产生氧化物夹杂、焊不透等缺陷，影响焊接质量。因此，电阻对焊一般只用于焊接直径小于20 mm截面简单和受力不大的工件。2 ） 闪光对焊焊接过程是先通电， 再使两焊件轻微接触， 由于焊件表面不平，使接触点通过的电流密度很大，金属迅速熔化、气化、爆破，飞溅出火花，造成闪光现象。继续移动焊件，产生新的接触点，闪光现象不断发生，待两焊件端面全部熔化时，迅速加压，随即断电并继续加压，使焊件焊合。闪光对焊的接头质量好， 对接头表面的焊前清理要求不高。 常用于焊接受力
27、较大的重要工件。闪光对焊不仅能焊接同种金属，也能焊接铝钢、铝铜等异种金属，可以焊接0.01 mm的金属丝，也可以焊接直径500 mm的管子及截面为 20 000 mm2的板材。38 生产中常用什么方法来评价金属材料的焊接性？化学成分是影响金属材料焊接性的主要因素。 生产中， 常根据钢材的化学成分来评定其焊接性。 由于钢中含碳量对其焊接性的影响最为明显， 通常把钢中合金元素含量对其焊接性的影响，按其作用换算成碳元素的相当含量，即用碳当量（CE）法评价金属材料的焊接性。39 铸铁的焊接性如何？铸铁焊补时，常见的焊接缺陷是什么？铸铁含碳量高，含硫、磷等杂质较多，塑性差，焊接性也极差。所以，铸铁不宜作
28、为焊接结构材料。铸铁焊补时，常见的焊接缺陷有：（ 1） 焊接接头易产生白口组织碳和硅是促进石墨化元素， 焊接时会大量烧损，焊后冷却速度又快，不利于石墨的析出，故容易产生白口组织。（ 2） 易产生焊接裂纹铸铁是脆性材料，焊接时容易产生白口和淬硬组织。 当焊接应力超过铸铁抗拉强度时，就会在焊缝或近缝区产生裂纹，甚至完全开裂。（3）易产生气孔和夹渣铸铁中的碳、硅元素剧烈氧化，形成CO气体和硅酸盐熔渣，它们滞留在焊缝中会形成气孔和夹渣等缺陷。40 焊条电弧焊的接头形式主要有哪些？焊条电弧焊接头的基本形式有4种：对接接头、角接接头、 T 形接头和搭接接头。（ 1）对接接头受力较均匀，焊接质量易于保证，应
29、用最广，应优先选用。（ 2）角接接头和T 形接头受力情况较对接接头复杂，但接头呈直角或一定角度时必须采用这两种接头形式。它们受外力时的应力状况相仿，可根据实际情况选用。（ 3）搭接接头受力时，焊缝处易产生应力集中和附加弯矩，一般应避免选用。但因其不须开坡口，焊前装配方便，对受力不大的平面连接也可选用。41 焊条电弧焊的坡口形式主要有哪些？焊条电弧焊接头坡口的基本形式有I形、V形、U形和X形等。I形坡口主要用于厚度为16mmiW板的“接；V形坡口主要用于厚度为326 mm钢板的焊件；U形坡口主要用于厚度为2060 mm钢板的焊接；X形坡口主要用于厚度为 1260 mm钢板的焊接，需双面施焊。42
30、 什么是压力加工？压力加工方法主要有哪些？主要用途是什么？压力加工是使金属坯料在外力作用下产生塑性变形， 从而获得具有一定形状、 尺寸和性能 的毛坯或零件的加工方法。压力加工方法主要有： 轧制、 挤压、 拉拔、 自由锻造、 模型锻造和板料冲压等。 其中，轧制、 挤压和拉拔方法以生产原材料为主； 自由锻造、 模型锻造和板料冲压方法以生产毛坯 为主。43 什么是金属的纤维组织？纤维组织有何特点？在热变形过程中， 材料内部的夹杂物及其他非基体物质， 沿塑性变形方向所形成的流线组织，称为纤维（ 流线 ） 组织。纤维组织的特点如下： 在变形金属中形成纤维组织后， 纵向 （ 顺纤维方向 ） 的强度、 塑性
31、和韧性增高， 横向 （垂直纤维方向 ） 同类性能下降， 力学性能出现各向异性； 此外， 纤维组织的稳定性很高， 不会因热处理而改变， 采用其他方法也无法消除， 只能通过合理的锻造方法来改变纤维组织在零件中的分布方向和形状。44 在设计和制造零件时，如何考虑纤维组织的合理分布？在设计和制造零件时，必须考虑纤维组织的合理分布，应充分发挥其纵向性能高的优势，因此， 在设计和制造零件时， 应使零件工作时承受的最大正应力与纤维方向一致， 最大切应 力与纤维方向垂直，并尽可能使纤维方向沿零件的轮廓分布而不被切断。45 什么是金属的锻造性能？影响金属锻造性能的主要因素有哪些？金属的锻造性能是衡量材料经受压力
32、加工难易程度的工艺性能， 它包括塑性和变形抗力两个因素。塑性高，变形抗力小，则锻造性能好；反之，锻造性能差。影响金属锻造性能的因素主要包括金属的本质和变形条件两个方面。1金属的本质（ 1）化学成分的影响：一般来说，纯金属的锻造性能优于合金的锻造性能。合金元素的含量愈多，成分愈复杂，则金属的锻造性能愈差。（ 2）组织结构的影响：同样成分的金属在形成不同的组织结构时，其锻造性能有很大差别。金属在单相状态下的锻造性能优于多相状态。2变形条件（ 1）变形温度：一般而言，随着温度的升高，金属的塑性提高，变形抗力减小，改善了金属的锻造性能。（ 2）变形速度：指单位时间内材料的变形程度。变形速度对锻造性能的
33、影响有一个临界值，低于临界值时，随变形速度增加，金属的变形抗力增加，塑性减小。当高于临界值时，由于塑性变形产生的热效应（ 消耗于金属塑性变形的能量一部分转化为热能，使金属的温度升高 ） 加快了再结晶过程，使金属的塑性提高，变形抗力减小，锻造性能得以改善。（ 3 ）应力状态：三向受压时金属的塑性最好，出现拉应力则使塑性降低。这是因为压应力阻碍了微裂纹的产生和发展， 而金属处于拉应力状态时， 内部缺陷处会产生应力集中， 使缺 陷易于扩展和导致金属的破坏。46 压力加工时，金属变形的基本规律是什么？压力加工时，金属的变形遵循体积不变定律和最小阻力定律。1体积不变定律：金属坯料变形后的体积等于变形前的
34、体积，金属塑性变形过程实际上是通过金属流动而使坯料体积进行再分配的过程。2最小阻力定律：金属变形时首先向阻力最小的方向流动。47 锻前加热的目的是什么？金属毛坯锻前加热的目的是提高金属塑性、 降低变形抗力、 使之易于流动成形并获得良好的锻后组织，锻前加热对提高锻造生产率，保证锻件质量以及节约能耗等都有直接的影响自由锻工序有哪些？制订自由锻工艺规程的主要内容和步骤是什么？自由锻工序分为基本工序、辅助工序和修整工序。基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、错移和扭转；辅助工序有压钳口、倒棱和压痕等；修整工序有校正、滚圆、平整等。制订自由锻工艺规程的主要内容和步骤如下：（ 1）绘制锻件图：锻件图是在
35、零件图的基础上，考虑切削加工余量、锻件公差、工艺余块等所绘制的图样。（ 2）选择锻造工序：确定锻造工序的依据是锻件的形状、尺寸、技术要求和生产数量等。（ 3）确定坯料质量和尺寸：坯料有铸锭和型材两种，前者用于大、中型锻件，后者用于中、小型锻件。（ 4）选择锻造设备：应根据坯料的种类、质量以及锻造基本工序、设备的锻造能力等因素，并结合工厂现有设备条件综合确定锻造设备。48 绘制模锻件图时应考虑的主要问题有哪些？绘制模锻件图时应考虑的主要问题如下：1）选择分模面：一般按以下原则确定：应保证锻件从模膛中顺利取出，故分模面一般应选取在锻件最大尺寸的截面上； 应使分模面处上、 下模膛外形一致， 以便能及
36、时发现错模；应使模膛浅而宽，以利于金属充满模膛；应保证锻件上所加余块最少。2）确定加工余量、公差、余块和连皮：模锻件的加工余量一般在14 mm之间；公差一般取土 0.33 mm=具体可查阅相关手册确定。模锻件均为批量生产，应尽量减少或不 加余块，但直径小于30 mm 的孔一般不予锻出。模锻时不能直接锻出通孔，在该部位留有一层较薄的金属，称为连皮 （ 图 1113） ，在锻造后与飞边一同切除。3）确定模锻斜度和圆角半径。模锻件平行于锤击方向的侧面，应设计成一定斜度，以便顺利取出锻件。外斜度 ”（锻件外壁上的斜度）值一般取5。10。，内斜度3（锻件内 壁上的斜度）值一般取715。模锻件所有转角处均
37、应设计成圆角， 以便使金属在模膛内易于流动， 保持金属纤维的连续性，提高锻件质量和模具寿命。一般外圆角半径r取1.512 mm内圆角半径R取（34）r 。49 自由锻件的设计原则是什么？自由锻件应设计得尽量简单。具体要求如下：1尽量避免锥面或斜面；2避免圆柱面与圆柱面、圆柱面与棱柱面相交；3避免椭圆形、工字形及其他非规则斜面或外形；4避免加强筋或凸台等结构；5横截面尺寸相差较大和形状复杂的零件，可采用分体锻造，再采用焊接或机械连接组合为整体。50 模锻件结构设计原则是什么？1 零件形状力求简单，避免带有长而复杂的分枝和多向弯曲等复杂形状；2零件形状尽可能对称，以使锻模和设备受力均匀，延长其使用
38、寿命；3零件上与分模面垂直的表面尽可能避免凹槽和孔，以便于取出锻件；4高避免薄壁，筋、深孔和直径过大的凸缘，以减小金属充模阻力；5对于复杂零件可以采用锻焊组合结构，以简化模锻工艺和降低废品率。51 板料冲压的基本工序有哪些？板料冲压的基本工序可分为分离工序和成形（ 或变形 ） 工序两大类：分离工序：使冲压件与板料沿所要求的轮廓线相分离的工序。如落料、冲孔、切断和修整等；成形工序：使板料产生塑性变形而不破裂的工序。如弯曲、拉深、成形和翻边等。52 冲孔与落料有何异同？冲裁时对凸凹模刃口的尺寸有什么要求？落料、 冲孔所用的冲模结构以及板料的变形过程均相同， 但二者冲裁目的不同。 落料是为了制取工件
39、的外形，故冲下的部分为工件， 带周边的为废料；冲孔则相反，是要制取工件的内孔，故冲下的部分为废料，带孔的部分为工件。冲孔时， 凸模刃口尺寸应等于孔的尺寸， 凹模刃口尺寸为凸模尺寸加上模具间隙值z ；落料时，凹模刃口尺寸应等于工件的外形尺，凸模刃口尺寸为凹模尺寸减去模具间隙值z 。53 板料弯曲时，应力分布有什么特点，在材料排样时应注意哪些问题？板料弯曲时，内侧金属受切向压应力，产生压缩变形；外层金属受切向拉应力，产生伸长变形。 在材料排样时应注意： 弯曲时应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直， 亦即使材料所受的拉应力与纤维方向一致，否则容易产生破裂。在双向弯曲时，应使弯曲线与纤维方向呈45。54
40、 什么是板料的回弹现象，有什么措施可以减小或避免？板料弯曲结束后，其弯曲角度会略有增大，这种现象称为回弹现象。通过采用使模具角度比工件角度小一个回弹角和加强弯曲件变形部位的刚性措施可以减小或避免回弹现象。55 板料拉深时产生缺陷的原因是什么，拉深件的结构工艺性有哪些？拉深是使平面板料成形为中空形状零件的冲压工序， 主要缺陷是起皱和拉裂。 起皱是拉深时由于较大的切向应力使板料失稳造成的， 采用加压边圈的方法予以防止； 拉裂一般出现在直壁与底部的过渡圆角处， 采用限制拉深系数、 凹凸模工作部分加工成圆角、 合理的凹凸模间 隙等。设计拉深件时主要考虑以下几个方面：（ 1）拉深件的形状应力求简单、对称
41、；(2)尽量避免直径小而深度过大，否则不仅需要多副模具进行多次拉深，而且容易 出现废品；(3)拉深件的底部与侧壁，凸缘与侧壁应有足够的圆角；(4)不要对拉深件提出过高的精度或表面质量要求。1 .过共析钢在冷却过程中遇到ES线时，将发生的反应是、A.共析反应B.匀晶反应C. ,次生相析出反应D. 共晶反应2 .弹簧及一些要求具有较高屈服极限的热作模具等，常采用热处理工艺是A. * 淬火+低温回火B.淬火+中温回火 C. 表面淬火 D. 退火3 . 9Mn2V是一种合金工具钢，元素符号前面的数字9表示的是A.钢中含碳量的百分数B. * 钢中含碳量的千分数C.钢中含碳量的万分数 D 钢中合金元素的总
42、含量4 .下述钢中强度最高的是A. T8 钢 B. 45 钢 C. 65 钢 D. T13 钢5 .珠光体是下述哪种反应的产物A. 共晶反应 B. 匀晶反应 C. , 共析反应D.次生相析出反应6 . 15钢零件在切削加工前，进行正火处理的目的是A.消除应力，防止工件加工后变形B.降低硬度以便于切削加工C. * 适当提高硬度以便于切削加工D.消除网状二次渗碳体7.由两层或两层以上不同材料结合而成的层状复合材料，如双金属材料等，称为A.纤维增强复合材料B. 颗粒增强复合材料 C. 层合复合材料D. 骨架复合材料8 . T12A属于A. 合金钢 B. 工具钢 C.优质碳素结构钢D.高级优质碳素工具
43、钢9 .机床主轴要求具有良好的综合力学性能，制造时，应选用的材料及热处理工艺是伞A. 20钢，淬火+高温回火B. 45钢，淬火+高温回火C. T8钢，淬火+高温回火D.T12钢，正火10 .将白口铸铁通过高温石墨退火或氧化脱碳处理，改变其金相组织而获得的具有较高韧性的铸铁，称为A. * 可锻铸铁B. 灰口铸铁 C.球墨铸铁D. 蠕墨铸铁1 .焊接与其他连接方法的本质区别是（）。A.所采用的热源不同B. 使被连接件之间形成原子间的结合C. 所用压力不同D.只能连接金属材料2 .锻造圆柱齿轮坯100件，为提高生产率，拟采用胎模锻。应选用的胎模是（）A. 筒模 B. * 合模 C. 扣模 D. 三者
44、均可3 .采用手工电弧焊方法焊接重要的焊接结构时，通常选用碱性焊条，原因是（）。A.焊缝成形好B.焊接电弧稳定C. * 焊接接头抗裂性能好D. 交、直流电焊机都可以使用4.焊接时加热、加压或两者并用的目的是（）。accA.促使两个分离的焊件表面紧密接触B.检测焊件的性能C. 使被连接件/化D.便于焊接操作5. CO2气体保护焊电弧热量集中，热影响区较小，且CO2价格便宜，主要适用于焊接（）rcA.低碳钢与低合金结构钢B. 高强钢 C.有色金属及其合金D.非金属材料6 .电渣焊是一种熔化焊方法，其焊接热源是（）。A. 焊接电弧 B. , 电流通过液态熔渣时所生产的电阻热C. 光能D.电流通过工件
45、时所生产的电阻热7 .为防止大型铸钢件热节处产生缩孔或缩松，生产中常采用的工艺措施是：（）aA.采用在热节处加明、暗冒口或冷铁以实现顺序凝固B.尽量使铸件壁厚均匀以实现同时凝固 C. 提高浇注温度 D.采用颗粒大而均匀的原砂以改善填充条件8 .锤上模锻时，能使坯料某一部分截面减小而使另一部分截面增大的模膛是（）CcCA. 拔长模膛 B. 滚压模膛 C. 切断模膛 D. 弯曲模膛9 .设计落料模具时，应使（）。A.凸模刃口尺寸等于落料件尺寸B. 凹模刃口尺寸等于落料件尺寸C. 凸模刃口尺寸等于落料件尺寸加上模具间隙D.凹模刃口尺寸等于落料件尺寸加上模具间隙10.铸造合金在凝固过程中，液、固相混杂
46、的双相区域的宽窄，即凝固区域的宽度，对合金的流动性有较大的影响。下列不会影响到凝固区域宽度的因素是：A.铸型的激冷能力B.合金的凝固温度范围C.合金的导热系数D. 合金的固态收缩量1. CO2气体保护焊电弧热量集中，热影响区较小，且CO2价格便宜，主要适用于焊接（）A. 低碳钢与低合金结构钢B. 高强钢 C.1有色金属及其合金D. 非金属材料2 .在选择铸型分型面时，应尽量做到：（）A.使型腔均分于各砂箱中B.采用两个或两个以上的分型面C. 使分型面为非平直的面D. , 使分型面为一个平直面，且使型腔全部或大部位于同一砂箱中3 .焊接与其他连接方法的本质区别是（）。A.所采用的热源不同B. 使被连接件之间形成原子间的结合C. 所用压力不同 D.只能连接金属材料4 .铸铁的铸造工艺
