《材料成形技术基础》习题集 - 图文

《材料成形技术基础》习题集

作业2 铸造技术基础

2-1 判断题（正确的画○，错误的画×）

1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。 （ ）

2．铸件的凝固方式有逐层凝固、中间凝固和体积凝固三种方式。影响铸件凝固方式的主要因素是铸件的化学成分和铸件的冷却速度。 （ ）

3．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。 （ ）

4．结晶温度区间的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度区间小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。 （ ） 5．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。 （ ）

6．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。 （ ）

7．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度区间为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。 （ ）

8．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。 （ ）

9．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。 （ O ）

10．采用同时凝固的原则，可以使铸件各部分的冷却速度趋于一致，这样既可以防止或减少铸件内部的铸造应力，同时也可以得到内部组织致密的铸件。 （ X ）

11． 铸造应力包括热应力和机械应力，铸造热应力使铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。铸件壁厚差越大，铸造应力也越大。 （ O ）

12．铸造过程中，合金凝固的液固共存区域很宽时，铸件的厚壁区仅易产生较大缩孔缺

陷；因此，应选用顺序凝固原则，使得上述缺陷转移到冒口处，以便于铸件清理工序切除。 （ X ）

13．铸造时，冷铁的作用是加快铸件局部的冷却速度，因此可以配合冒口来控制铸件的顺序凝固，达到降低铸件铸造应力的目的。 （ X ）

2-2 选择题

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1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（ D ）。

A．减弱铸型的冷却能力； B．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度； D．A、B和C； E．A和C。

2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（ d ），而同时凝固适合于（ b ）。

A．吸气倾向大的铸造合金； B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C．流动性差的铸造合金； D．产生缩孔倾向大的铸造合金。

3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（ d ）；消除铸件中机械应力的方法是（ c ）。

A．采用同时凝固原则； B．提高型、芯砂的退让性； C．及时落砂； D．去应力退火。

4．合金的铸造性能主要是指合金的（ b ）和（ C ）。

A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。

5．如图2-1所示的A、B、C、D四种成分的铁碳合金中，流动性最好的合金是（ D ）；形成缩孔倾向最大的合金是（ D ）；形成缩松倾向最大的合金是（ B ）。

图2-1 图2-2

6．如图2-2所示应力框铸件。浇注并冷却到室温后，各杆的应力状态为（ h ）。若用钢锯沿A-A线将φ30杆锯断，此时断口间隙将（ a ）。断口间隙变化的原因是各杆的应力（ C ），导致φ30杆（ e ），φ10杆（ d ）。

A．增大； B．减小； C．不变； D．伸长； E．缩短；F．不变； G．φ30杆受压，φ10杆受拉； Ｈ．φ30杆受拉，φ10杆受压。

7．直径Φ100m，高250mm的圆柱形铸件，内部存在铸造热应力，若将铸件直径车削为Φ80mm 后，铸件高度方向的尺寸将（ b ）。

A．不变；B．缩短；C．增长。

8．T形梁铸件经浇注冷却后,室温下应力状态为（ c ），经测量，铸件沿长度方向发生翘曲变形，变形现象为（ b ）。

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A．厚壁受压应力，薄壁受拉应力； B．薄壁外凸，厚壁内凹； C．厚壁受拉应力，薄壁受压应力； D．厚壁外凸，薄壁内凹。

作业3 铸造方法

3-1 判断题（正确的画○，错误的画×）

1．芯头是砂芯的一个组成部分，它不仅能使砂芯定位、排气，还能形成铸件内腔。 （ X ）

2．机器造型时，如零件图上的凸台或筋妨碍起模，则绘制铸造工艺图时应用活块或外砂芯予以解决。 （ X ） 3．若砂芯安放不牢固或定位不准确，则产生偏芯；若砂芯排气不畅，则易产生气孔；

若砂芯阻碍铸件收缩，则减少铸件的机械应力和热裂倾向。 （ X ）

4．制定铸造工艺图时，选择浇注位置的主要目的是保证铸件的质量，而选择分型面

的主要目的是在是保证铸件的质量的前提下简化造型工艺。 （ O ）

5．浇注位置选择的原则之一是将铸件的大平面朝下，主要目的是防止产生缩孔缺陷。 （ X ）

6．设计铸造工艺图过程中，为了便于起模，在垂直于分型面的铸件表面都有一定的斜度，称为起模斜度，铸件经过机械加工后，该斜度被切除。 （ X ）

3-2 选择题

1．如图3-1所示的零件采用砂型铸造生产毛坯。与图中所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分型方案相适应的造型方法分别为（ C ）、（ D ）、（ B ）、（ B ）。其中较合理的分型方案是（ IV ）。

A． 整模造型；B．分模造型；C．活块造型；D．挖砂造型； E．三箱造型。

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图3-1

2．如图3-2所示的具有大平面铸件的几种分型面和浇注位置方案中，合理的是（ A ）。

图3-2

3-3 填空题

1．零件与铸件在形状和尺寸上有很大区别，尺寸上铸件比零件多加工余量和( 起模斜度 )，形状上零件上一些尺寸小的孔或槽，铸件上（ 不铸出来 ）。

2．造型用的模样与铸件在形状和尺寸上有很大区别，尺寸上模样比铸件多( 收缩率的放大量 )，形状上铸件上有孔的地方，模样上（ 对应部位有芯头 ）。

3-4 应用题

1．绳轮（图3-3），材料为HT200，批量生产。绘制零件的铸造工艺图。

图3-3

2．衬套（图3-4），材料为HT200，批量生产。绘制零件的铸造工艺图，并在用双点划

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线绘制的零件轮廓图上定性画出模样图和铸件图。

模样图 铸件图

图3-4

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１． 托架（图6-1）

图6-1

２．

箱盖（图6-2） 3．轴承架（图6-3）

图6-2 （有改动薄壁增厚） 图6-3

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作业7 压力加工技术基础

7-1 判断题（正确的画○，错误的画×）

1．把低碳钢加热到1200℃时进行锻造，冷却后锻件内部晶粒将沿变形最大的方向被拉长并产生碎晶。如将该锻件进行再结晶退火，便可获得细晶组织。 （ X ） 2．将化学成分和尺寸相同的三个金属坯料加热到同一温度，分别在空气锤、水压机和

高速锤上进行相同的变形，其变形抗力大小应相同。 （ X ）

3．在外力作用下金属将产生变形。应力小时金属产生弹性变形，应力超过σs时金属产生塑性变形。因此，塑性变形过程中一定有弹性变形存在。 （ O ） 4．只有经过塑性变形的钢才会发生回复和再结晶。没有经过塑性变形的钢，即使把它

加热到回复或再结晶温度以上也不会产生回复或再结晶。 （ O ）

5．塑性是金属可锻性中的一个指标。压力加工时，可以改变变形条件；但不能改变金属的塑性。 （ X ）

6．冷变形不仅能改变金属的形状，而且还能强化金属，使其强度、硬度升高。冷变形

也可以使工件获得较高的精度和表面质量。 （ O ）

7．某一批锻件经检查，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。 （ X ）

8．对于塑性变形能力较差的合金，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应力下变形等措施。 （ O ）

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7-2 选择题

1．钢制的拖钩如图7-1所示，可以用多种方法制成。其中，拖重能力最大的是（ B ）。

A． 铸造的拖钩；B．锻造的拖钩； C．切割钢板制成的拖钩。

2．有一批经过热变形的锻件，晶粒粗大，不符合质量要求，主要原因是（ C ）。

A．始锻温度过高；B．始锻温度过低； C．终锻温度过高；D．终锻温度过低。

图7-1

3．有一批连杆模锻件，经金相检验，发现其纤维不连续，分布不合理。为了保证产品质量应将这批锻件（ D ）。

A．进行再结晶退火； B．进行球化退火； C．重新加热进行第二次锻造； D．报废。

4．经过热变形的锻件一般都具有纤维组织。通常应使锻件工作时的最大正应力与纤维方向（ A ）；最大切应力与纤维方向（ B ）。

A．平行； B．垂直； C．呈45°角； D．呈任意角度均可。

5．碳的质量分数（含碳量）大于0.8％的高碳钢与低碳钢相比，可锻性较差。在选择终锻温度时，高碳钢的终锻温度却低于低碳钢的终锻温度；其主要原因是为了（ A ）。 A．使高碳钢晶粒细化提高强度； B．使高碳钢获得优良的表面质量；

C．打碎高碳钢内部的网状碳化物。

6．加工硬化是由于塑性变形时金属内部组织变化引起的，加工硬化后金属组织的变化有（ D ）。

Ａ．晶粒沿变形方向伸长； B．滑移面和晶粒间产生碎晶；

C．晶格扭曲位错密度增加； D．A、B和C。 7．改变锻件内部纤维组织分布的方法是（ C ）。

Ａ、热处理； Ｂ、再结晶； Ｃ、塑性变形； Ｄ、细化晶粒。

7-3 应用题

1．钨的熔点为3380℃，铅的熔点为327℃，试计算钨及铅的再结晶温度。钨在900℃进行变形，铅在室温（20℃）进行变形，试判断它们属于何种变形。

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2．圆钢拔长前直径为φ100mm，拔长后为φ50mm，试计算锻造比y。

作业8 自由锻

8-1判断题（正确的画○，错误的画×）

１．自由锻是单件、小批量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。 （ O ）

2．绘制自由锻件图时，应考虑填加敷料和加工余量，并标出锻件公差。也就是说，在零件的所有表面上，都应给出加工余量。 （ X ）

3．自由锻冲孔前，通常先要镦粗，以使冲孔面平整和减少冲孔深度。 （ O ）

8-2选择题

1．镦粗、拔长、冲孔工序都属于（ C ）。 A．精整工序；B．辅助工序；C．基本工序。

2．图8-1所示锻件，用自由锻锻造，坯料的直径为φ140mm，长度为220mm，其基本工序是（ A ）。

A．拔长φ100→局部镦粗→拔长φ60→切断； B．整体镦粗→拔长φ100→拔长φ60→切断；

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C．拔长φ100→拔长φ60→局部镦粗→切断；

D．局部镦粗→拔长φ100→拔长φ60→切断。

图8-1

3．锻造比是表示金属变形程度的工艺参数。用碳钢钢锭锻造大型轴类锻件时锻造比应选（ C ）。

A．y＝1~1.5；；B．y＝1.5~2.5；C．y＝2.5~3；D．y＞3 。

8-3应用题

1．试分析如图8-2所示的几种镦粗缺陷产生的原因（设坯料加热均匀）。

（a） （b） （c）

图8-2

2．如图8-3所示的整体活塞采用自由锻制坯。试在右侧双点划线绘制的零件轮廓图上定性绘出锻件图，选择合理的坯料直径（现有圆钢直径有：φ120、φ110、φ100、φ90、φ80、φ70），并说明理由，拟定锻造基本工序，在表8-1中画出工序简图。

坯料直径： 选择原因：

图8-3

表8-1

序号

工序名称 工 序 简 图 190

作业12 焊接方法

12-1 判断题（正确的画○，错误的画×）

1．手工电弧焊过程中会产生大量烟雾，烟雾对焊工的身体有害，因此，在制造焊条时，应尽量去除能产生烟雾的物质。 （ X ） 2．埋弧自动焊焊接低碳钢时，常用H08A焊丝和焊剂43l。当焊剂43l无货时，可用焊剂230代替。 （ X ）

3．氩弧焊采用氩气保护，焊接质量好，适于焊接低碳钢和有色合金。 （ X ） 4．埋弧自动焊具有生产率高，焊接质量好，劳动条件好等优点。因此，广范用于生产批量较大，水平位置的长、直焊缝的焊接，但它不适于薄板和短的不规则焊缝的焊接。（ O ）

5．点焊和缝焊用于薄板的焊接。但焊接过程中易产生分流现象，为了减少分流，点焊和缝焊接头型式需采用搭接。 （ X ）

6．闪光对焊过程中，由于工件接触表面的内部气压高于大气压，因此不受外界空气的影响；并且在电磁力的作用下，工件端面的杂质随着火花飞出。焊后工件的焊缝力学性能好，常用于钢轨、车辆轮圈、锚链等零件的生产。 （ O ） 7．摩擦焊是利用摩擦热将工件的接触处加热到塑性状态时，施加更大的顶锻压力，使两工件接合处产生塑性变形而焊在一起。因此摩擦焊不仅可以焊接各种截面形状的同种金属，也可以焊接各种截面形状的异种金属，如铝－铜、铝－钢、铸铁－钢接头等。 （ X ） 8．缝焊时由于焊点重叠，分流现象严重，且板料愈厚，分流愈严重。为了减小分流现象，缝焊只限于焊接３mm以下的薄板结构。 （ O ）

12-2 选择题

1．下列几种牌号的焊条中，（ C ）和（ E ）只能采用直流电源进行焊接。 A．J422；B．J502；C．J427；D．J506；E．J607；F．J423。

2．对于重要结构、承受冲击载荷或在低温下工作的结构，焊接时需采用碱性焊条，原因是碱性焊条的（ D ）。

A．焊缝抗裂性好；B．焊缝冲击韧性好；C．焊缝含氢量低；D．A、B和C。

3．气体保护焊的焊接热影响区一般都比手工电弧焊的小，原因是（ C ）。

A．保护气体保护严密； B．焊接电流小；

C．保护气体对电弧有压缩作用； D．焊接电弧热量少。

4．氩弧焊的焊接质量比较高，但由于焊接成本高，所以（ C ）一般不用氩弧焊焊接。

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A．铝合金一般结构；B．不锈钢结构；C．低碳钢重要结构；D．耐热钢结构。 5．J422焊条是生产中最常用的一种焊条，原因是（ D ）。

Ａ．焊接接头质量好； Ｂ．焊缝金属含氢量少； Ｃ．焊接接头抗裂性好；Ｄ．焊接工艺性能好。

6．埋弧自动焊比手工电弧焊的生产率高，主要原因是（ C ）。 Ａ．实现了焊接过程的自动化； Ｂ．节省了更换焊条的时间；

Ｃ．A和B； Ｄ．可以采用大电流密度焊接。 7．酸性焊条得到广泛应用的主要原因是（ D ）。 Ａ．焊缝强度高； Ｂ．焊缝抗裂性好； Ｃ．焊缝含氢量低； Ｄ．焊接工艺性好。

8．焊条牌号“J422”中，“J”表示结构钢焊条，前两位数字“42” 表示 （ C ）。 Ａ．焊条的σb≥420MPa； Ｂ．结构钢的σb≥420MPa； Ｃ．焊缝的σb≥420MPa； Ｄ．焊条的σb＝420MPa。

9．钎焊时，（ B ）。

A．焊件与钎料同时熔化； B．焊件不熔化，钎料熔化；

C．焊件熔化，钎料不熔化； D．焊件与钎料不同时熔化。

10．压焊与熔焊不同，不需要填充金属，也不需要保护。下列焊接方法属于压焊的是（ C ）。

A．点焊、缝焊、电渣焊； B．缝焊、对焊、钎焊； C．点焊、缝焊、对焊； D．摩擦焊、钎焊。

11．下列焊接方法中，焊接接头力学性能由高到低依次为( B )。

A．电阻对焊－钎焊－闪光对焊； B．闪光对焊－电阻对焊－钎焊； C．钎焊－电阻对焊－闪光对焊； D．电阻对焊－闪光对焊－钎焊。

12．焊接梁结构，焊缝位置如图12-l所示，结构材料为16Mn钢，单件生产。上、下翼板的拼接焊缝A应用（ B ）方法和（ E ）焊接材料；翼板和腹板的四条长焊缝B宜采用（ A ）方法焊接，使用的焊接材料为（ H ）；筋板焊缝C应采用（ B ）方法焊接，焊接材料为（ E ）。

A．埋弧自动焊； B．手工电弧焊； C．氩弧焊； D．电渣焊； E．J507；

F．J422； G．J427； H．H08MnA和焊剂431； I．H08MnSiA； J．H08A和焊剂130。

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图 12-1（有改动）

12-3 填空题

1．焊接时往往都要对被焊工件进行加热。熔焊加热的目的是（ ）；压焊加热的目的是（ ）；钎焊加热的目的是（ ）。

2．焊接时一般都要对被焊区进行保护，以防空气的有害作用。手工电弧焊采用（ ）保护；埋弧自动焊采用（ ）保护；氩弧焊的保护措施是（ ）；而在钎焊过程中则利用（ ）来进行保护。

3．点焊时必须对工件施加压力，通电前加压是为了（ ）；断电后加压是为了（ ）。

4．钎焊时除使用钎料外，还需使用（ ），它在钎焊过程中的作用是：1）（ ）；2）（ ）；3）增大钎料的（ ）。

5．CO2气体保护焊适于焊接（ ）和（ ）材料，应采用的焊丝分别是（ ）和（ ）。

6．压焊时也需对工件接头进行加热，主要目的是（ ）。 7．钎焊的接头强度较低，为了提高接头的承载能力，钎焊采用（ ）接头。 8．焊条牌号“J507”中，“7”表示（ ）和（ ）。

9．焊接残余应力使焊缝及附近金属受（ ）应力，使工件两侧受（ ）应力。

10．图12-2所示为汽车传动轴，由锻件（45钢）和钢管（Q235钢）焊接而成。大批量生产时，合适的焊接方法为（ ）；使用的焊接材料为（ ）。

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图12-2 图12-3

12．汽车车轮由轮圈和辐板组成，材料均为Q235钢，如图12-3所示。大批量生产时，轮圈由卷板机卷成，再经（ ）焊接而成；而轮圈与辐板则用（ ）焊接连为一体，焊接材料为（ ）。

作业13 金属焊接性与焊接结构工艺性

13-1 判断题（正确的画○，错误的画×）

1．金属的焊接性不是一成不变的。同一种金属材料，采用不同的焊接方法及焊接材料，其焊接性可能有很大差别。 （ O ） 2．焊接中碳钢时，常采用预热工艺。预热对减小焊接应力十分有效。同时，预热也可防止在接头上产生淬硬组织。 （ O ） 3．根据等强度原则，手工电弧焊焊接400MPa级的15MnV钢，需使用J426和J427（或J422、J423）焊条。 （ X ）

13-2 选择题

1．不同金属材料的焊接性是不同的。下列铁碳合金中，焊接性最好的是（ D ）。

A．灰口铸铁； B．可锻铸铁； C．球墨铸铁； D．低碳钢； E．中碳钢； F．高碳钢。

13-3 应用题

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1．在东北长春地区用30mm厚的16Mn钢板焊接一直径为20m的容器。16Mn的化学成分如下：C＝0.12～0.20％；Si＝0.20～0.55％；Mn＝1.20～1.60％；P、S＜0.045％。 （1）计算16Mn的碳当量； （2）判断16Mn的焊接性；

（3）夏季施工时是否需要预热?冬季施工时是否需要预热？如需预热，预热温度应为多少?

2．修改焊接结构的设计(焊接方法不变)

（1）钢板的拼焊（手工电弧焊），如图13-1。

图13-1

（2）用钢板焊接工字梁（手工电弧焊），如图13-2。

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图13-2

（3）钢管与圆钢的电阻对焊，如图13-3。

图 13-3

（4）管子的钎焊，如图13-4。

图13-4

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