材料成型及机械制造工艺基础简答题（精）

2、试述常用的手工造型有哪些？

答： 整模造型，分模造型，挖砂造型，活块造型，刮板造型，三箱造型。 4 工件在锻造前为什么要加热？什么是金属的始锻温度和终锻温度？若过高和过低将对锻件产生什么影响？

答：金属坯料锻造前，为了提高其塑性，降低变形抗力，使金属在较小的外力作用之下产

生较大的变形，必须对金属坯料进行加热。金属在锻造时，允许加热到的最高温度称为始锻

温度，始锻温度过高会使坯料产生过热、过烧、氧化、脱碳等缺陷，造成废品；金属停止锻

造的温度叫做终锻温度，终锻温度过低， 塑性下降，变形抗力增大，当降到一定温度的时候，不仅变形困难，而且容易开裂，必须停止锻造，重新加热后再锻。 5、常见的电弧焊接缺陷有哪些？产生的主要原因是什么？

答：咬边：焊接电流太大，焊条角度不合适，电弧过长，焊条横向摆动的速度过快；气孔：

焊接材料表面有油污、铁锈、水分、灰尘等，焊接材料成分选择不当，焊接电弧太长或太短，

焊接电流太大或太小；夹渣：电流过小，熔渣不能充分上浮，运条方式不当，焊缝金属凝固

太快且周围不干净，冶金反应生成的杂质浮不到熔池表面；未焊透：焊接电流太小，焊接速

度太快，焊件装配不当，焊条角度不对，电弧未焊透工件；裂纹：焊接材料的化学成分选择

不当，造成焊缝金属硬、脆， 在焊缝冷凝后期和继续冷却过程中形成裂纹，金属液冷却太快，导致热应力过大而形成裂纹，焊件结构设计不合理，造成焊接应力过大而产生裂纹。

7、拉深变形时常见的缺陷是什么？分别采取什么措施加以解决？ 答：拉深缺陷：起皱和拉穿 措施：起皱――加压边圈

拉穿――凸凹模间的间隙要合适；凸凹模间的圆角要合适；选用合理的拉深系数。

8、焊接应力与变形产生的原因是什么？常见的几种变形形式是什么？ 答：原因：焊缝局部不均匀的加热和冷却；

变形形式：收缩变形，角变形，弯曲变形，扭曲变形，波浪变形。 9、减少焊接应力与变形的工艺措施有那些？

答：工艺措施：结构设计：焊缝位置应尽量对称结构中性轴；在保证结构有足够承载能力

的条件下，尽量减少焊缝的长度和数量。

焊接工艺：反变形法， 刚性固定法，合理安排焊接次序，焊前预热焊后缓冷焊后热处理。

焊后矫形处理：机械矫形，火焰矫形。

12、铸造厂生产了一批灰铸铁件。经检测，随炉单个浇注的Φ30 试棒的抗拉强度为 205～

210MPa，符合图纸得出的 HT200 的要求。用户检验时，在铸件不同部位取样，检测结果表 明，铸件上壁厚为 8mm 处的σb 为 200MPa；15mm 处的σb 为 196 MPa；25mm 处σb 为 175 MPa； 30mm 处的σb 为 168 MPa。据此，用户认为该批铸件不合格，理由是：1）铸件力学性能不 符合 HT200 要求；2）铸件整体强度不均匀。试判断用户的意见是否正确，为什么？

答： 不正确； 因随炉单个浇注的Φ30 试棒的抗拉强度为 205～210MPa， 已达到图纸的要求；

且符合国家对铸件性能的检测要求，铸件随着壁厚的增加，冷却速度减慢，晶粒粗大，力学 性能降低。

16、在本课程学习中，有哪些内容涉及内应力问题。试分析、说明这些内应力问题在金属成形和切削加工中形成的主要原因。

答：（1）铸件内应力问题：主要是由于铸件凝固时，因壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，

以致于在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力。 它是铸件产生变形和裂纹的基本 原因。

（2）金属塑性变形时，制件内部也会产生应力，但当外力去除后，应力会消失，对制件

质量没有影响，只有当锻件表面粗糙或有划痕、微裂纹、粗大夹杂等在拉伸时导致缺陷产生

应力集中，使得缺陷扩展甚至造成制件开裂。

（3）焊接应力问题：焊接过程中，局部加热和冷却导致被焊结构产生较大的温度不均匀，

造成焊接件产生应力与变形。

（4）切削加工时，一是因切削温度导致的工件产生应力，切削速度越高，表层切削温度

越高，当切削温度不超过工件材料相变温度时，使工件表层产生较大拉应力。另外是工件表

面层塑性变形引起的应力，使得工件里层受到拉应力、表层受到压应力作用。 18、什么是定向凝固原则？需要采取什么措施来实现？

答：定向凝固原则是提高增设冒口和冷铁使铸件远离冒口的部位先凝固，冒口本身最后凝固。

19、合金的收缩经历了哪几个阶段？各会产生什么影响？

答：合金的收缩经历了液态、凝固和固态收缩，其结果表现为体积的减小、线尺寸的减小。

20、熔焊焊接冶金过程特点是什么？针对该特点，为了保证焊缝质量焊接过程中应该采取什么措施？

答、反应区温度高、冶金反应激烈；熔池小而冷却速度快；冶金条件差易形成杂质等缺

陷。焊接前必须对铸件进行清理，焊接过程中对熔池金属进行冶金保护和机械保护。

21、什么是加工硬化？其产生原因是什么？

答、冷变形时，晶粒破碎为碎晶块，出现晶格扭曲，位错密度增加；随着金属冷变形程度

的增加，金属材料的强度、硬度的指标都会逐渐提高，但塑性、忍性的指标又会下降，此现

象就称为加工硬化。

22、常见的焊接变形有哪些？应采取什么措施解决？

答、收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、扭曲变形；注意结构设计、焊接工艺及

焊后矫形处理。

23、在拉深中最容易出现的缺陷是什么？为保证拉深件的质量，应该采取什么措施？

答、会产生破裂、起皱及凸耳；为保证拉深件的质量，应该注意凸凹模的圆角半径、凸凹

模间隙、正确选择压边力和拉深系数。

24、试分析预锻模膛和终锻模膛的作用并说明它们的区别。

答、预锻模膛的作用是使坯料的形状和尺寸更接近锻件；经过终锻模膛后坯料最终变形到

锻件所需要的外尺寸；前者比后者高度大、宽度小，预锻模膛没有飞边槽，而且预锻模膛

的模锻斜度、圆角及模膛体积比终锻模膛大。

25、何谓金属的可锻性？用什么指标来进行综合衡量？金属的可锻性取决于哪些因素？

答、金属的可锻性：衡量金属材料在塑性成形时获得优质零件的难易程度； 用什么指标来进行综合衡量：金属的塑性和变形抗力；

金属的可锻性取决于哪些因素：合金的成分及组织：化学成分，金属组织；变形条件：

变形温度，变形速度，应力状态。

26、焊接接头的构成是什么？并分析焊接接头的组织和性能。 答、焊接接头构成：由焊缝区，熔合区，热影响区构成。

焊缝区：组织为柱状晶粒，易使化学成分和杂质在焊缝中心区产生偏析，使焊缝金属

力学性能下降；

熔合区：少量的铸态组织和粗大的过热组织，化学成分不均匀，组织不均匀；塑性 差，强度低，脆性大，易产生焊接裂纹和脆性断裂，是焊接接头最薄弱的环节之一；

过热区：该区组织过热，晶粒粗大，塑性韧性差，也是焊接接头的一个薄弱的环节；

正火区：冷却后为均匀细小的正火组织，力学性能较好；

部分相变区：冷却后为粗大的铁素体与细晶粒珠光体，晶粒大小不一致，力学性能 稍差。

27、拉深件在拉深过程中易出现什么缺陷？应分别采取什么措施加以解决？ 答、易出现折皱――加压板或压边圈；（２分）拉穿――合适的凸凹模间隙、合适的凸

凹模圆角、控制拉深系数的大小，变性程度大时可进行多次拉深，后续的拉深系 数比前面的大，并且可安排中间退火。

28、简述熔化焊的冶金过程特点及保证焊缝质量的措施。

答、冶金过程特点：熔池温度高，有益的合金元素容易烧损；熔池体积小，冷却速度快，

化学成分不均匀，气体来不及逸出会产生气孔；动态熔池更新。 保证焊缝质量 的措施：渗加有益的合金元素，保证焊缝的化学成分；造成有效地保护隔绝空气 对焊缝的不利影响；进行脱氧、脱硫、脱磷等。

30、 常见的焊接变形有哪些？应分别采取什么措施加以解决？ 答、焊接变形有收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。 措施：结构设计――焊缝布置尽量对称、减少焊缝长度和数量；工艺设计――加 裕量、反变形法、合理安排焊接次序、焊前预热焊后缓冷、焊后热处理；

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