材料工程基础复习题(2)

2018-11-17 20:22

② 应提高铸型和型芯的退让性,以减小机械应力。 ③ 合理设计铸件结构。

④ 减少铸件各部分温差,建立同时凝固的条件。 ⑤ 对于铸钢件和铸铁件,必须严格控制硫的含量, 防止热脆性。

冷裂的产生原因:在较低温度下,铸件处于弹性状态时,铸造应力超过合金在该温度下的强

度极限而产生的。 冷裂的特征是:穿晶扩展,裂纹细小,呈连续直线状,断口表面干净,并有金属光泽或轻微

氧化色。 冷裂的防止:1)使铸件壁厚尽可能均匀;2)采用同时凝固的原则; 3)对于铸钢件和铸铁件,必须严格控制磷的含量,防止冷脆性。

4)严格控制合金熔炼质量,特别是减少有害元素和非金属夹杂物的含量,提高合金的强度或改变其塑韧性。

20、试述锤上模锻的锻模模膛的分类

模膛根据其功能不同可分为制坯模膛和模锻模膛

(1)制坯模膛: 1)拔长模膛。2)滚压模膛3)弯曲模膛4)切断模膛 (2)模锻模膛: 1)预锻模膛2)终锻模膛

21、焊接接头包括哪几部分?低碳钢焊接接头各部分的性能如何?

焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成。熔合区和过热区性能最差,热影 响区性能最好。

22、钎焊和熔焊对比有何根本区别?钎剂有何作用?

钎剂的作用:1、清理作用,去除表面氧化皮2、降低表面张力,改善液态钎料对焊件的湿

润性。3、保护作用,隔绝空气。 23. 简述焊缝布置的基本原则。 ① 焊缝应尽量处于平焊位置

② 焊缝要布置在便于施焊的位置

③ 焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形

a)尽量减少焊缝数量及长度,缩小不必要的焊缝截面尺寸,如图所示。 b)焊缝布置应避免密集或交叉 c)焊缝布置应尽量对称

d)焊缝布置应尽量避开最大应力位置或应力集中位置 e)焊缝布置应避开机械加工表面

24、焊条由哪两部分组成?各有何用途?

焊条由焊芯和药皮组成。焊芯的作用是填充焊缝和导电。药皮起 机械保护作用,冶金的作用,稳定电弧的作用。

焊芯

电焊条

药皮

焊缝的填充材料 ?a 填充焊缝

电极传导电流 ?a 导电

机械保护的作用 冶金的作用 稳定电弧的作用

25、金属型铸造和砂型铸造相比有哪些工艺特点?

砂型铸造的特点:适于铸造各种金属, 不受铸件形状限制,如形状复杂件、大件, 不受批量限制, 成本低, 铸件尺寸精度低、表面粗糙, 缺陷多,质量不稳定, 劳 动条件差.

金属型铸造的工艺特点: 1)加强金属型的排气2)金属型预热3)刷涂料4)浇注温度5)开型时间

金属型铸造的特点:

1)金属型铸件冷却快,组织致密,机械性能较高; 2)铸件的精度和表面质量较高;

3)实现了“一型多铸”,提高了生产率,改善了劳动条件;

4)金属型制造成本高,不透气且无退让性,铸件易产生浇不到、裂纹或白口等缺陷。 26、高炉炼铁对铁矿石有什么要求?燃料(焦炭)和溶剂各起什么作用?

对铁矿石的要求:含铁量愈高愈好;还原性好;粒度适中;脉石成分中碱性氧化物含量高;杂质含量少;有一定强度

(2)熔剂作用:降低脉石熔点,生成熔渣;去硫

(3)燃料作用:发热剂,提供热量;还原剂;料柱骨架;渗碳剂

27、在高炉炼铁生产中,铁的还原所用还原剂有哪几种?写出还原反应式。 ①CO作还原剂: T >570℃ :3 Fe2O3 +CO ? 2Fe3O4 + CO2

2 Fe3O4 +2CO ? 6FeO +2 CO2 6FeO +6CO ? 6Fe +6CO2

T < 570℃ :3 Fe2O3 +CO ? 2Fe3O4 + CO2 2 Fe3O4 +2CO ? 3Fe +4CO2

②固体碳作还原剂:FeO+CO=Fe+CO2 +3250 KJ CO2+C=2CO —39600KJ 综合以上反应结果相当于碳对氧化物的直接还原:FeO+C=Fe+CO

③氢作为还原剂: 当T>570℃:3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O Fe3O4+H2=3FeO+H2O FeO+H2=Fe+H2O

当T<570℃:3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O 3Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O

28、试说明熔模铸造的哪些优缺点

熔模铸造的特点: 1.铸件的精度和表面质量较高2.合金种类不受限制,尤其适用于高熔点及难加工的高合金钢3.可铸出形状较复杂的铸件4.生产批量不受限制,单件、成批、大量生产均可适用5.工艺过程较复杂,生产周期长;原材料价格贵,铸件成本高;铸件不能太大、太长,否则熔模易变形,丧失原有精度 29、低压铸造和离心铸造各有什么特点?

低压铸造:

1)充型平稳且易控制,减少了冲击、飞溅现象,不易产生夹渣、砂眼、气孔等缺陷,提高了产品合格率。 2)金属液上升速度和结晶压力可调整,低压铸造适用于各种铸型、各种合金和各种大小的铸件。 3)浇注系统简单,金属利用率高(可达90%)。

4)与重力铸造(砂型、金属型)比较,在压力下保持一定的补缩作用,充型能力提高,故铸件的组织致密,轮廓清晰,力学性能较高.

5)低压铸造设备投资少,便于操作劳动条件改善,易于实现机械化和自动化。 离心铸造:

1)由于离心力作用,改善了补缩条件,气体和非金属夹杂也容易排出,铸件组织较致密,产生缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷的概率较小,力学性能好 。 2)铸造中空铸件时,可不用型芯和浇注系统,大大简化了生产过程,节约金属。 3)离心力作用下,金属液的充型能力得到提高,可浇注流动性较差的合金铸件和薄壁铸件,如涡轮、叶轮等。

4)易产生偏析。金属中的气体、熔渣等因密度较小而集中在铸件的内表面,所以,内孔尺寸不精确,质量较差。

30、模型锻造与自由锻相比,有哪些优缺点?

模型锻造与自由锻相比,模锻的优点是:

1)由于有模膛引导金属的流动,锻件的形状可以比较复杂;

2)锻件内部的锻造流线比较完整,从而提高了零件的力学性能和使用寿命。 3)锻件表面光洁,尺寸精度高,节约材料和切削加工工时; 4)生产率较高;

5)操作简单,易于实现机械化; 6)生产批量越大成本越低。 模锻的缺点:

1)模锻是整体成形,摩擦阻力大,故模锻所需设备吨位大,设备费用高;

2)锻模加工工艺复杂,制造周期长,费用高。故只适用于中小型锻件(<150Kg)的成批或

大批生产。 自由锻的特点: 优点:

1)自由锻使用工具简单,有很大的通用性,不需要造价昂贵的模具; 2)可锻造各种重量的锻件(从不足1Kg到上百吨),对大型锻件,它是唯一方法

3)由于自由锻的每次锻击坯料只产生局部变形,变形金属的流动阻力也小,故相同重量的

锻件,自由锻比模锻所需的设备吨位小。 缺点:

1)锻件的形状和尺寸靠锻工的操作技术来保证,故尺寸精度低,加工余量大,金属材料消

耗多; 2)锻件形状比较简单,生产率低,劳动强度大。故自由锻只适用于单件或小批量生产。 31、板料冲压有什么特点。

1)在常温下加工,金属板料必须具有足够的塑性和较低的变形抗力。

2)金属板料经冷变形强化,获得一定的几何形状后,结构轻巧,强度和刚度较高。 3)冲压件尺寸精度高,质量稳定,互换性好,一般不需机械加工即可作零件使用。 4)冲压生产操作简单,生产率高,便于实现机械化和自动化。

5)可以冲压形状复杂的零件,废料少。

6)冲压模具结构复杂,精度要求高,制造费用高,只适用于大批量生产。 32、在模锻件工艺设计时,分模面如何选择? ①分模面应选在锻件的最大截面处; ②分模面的选择应使模膛浅而对称; ③分模面的选择应使锻件上所加敷料最少; ④分模面应最好是平直面。

33.铝合金和铜合金焊接各有什么特点? 铝及铝合金的焊接特点 1)易氧化; 2)易产生气孔; 3)易变形开裂;

4)操作困难;接头易软化产生焊缝塌陷、烧穿。 铜及铜合金的焊接特点 1)难熔合; 2)易氧化;

3)易产生气孔;

4)易变形开裂;


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