习题《材料成形》部分
第1章 铸造
填空题：
1、铸造方法从总体上可分为普通铸造和特种铸造两大类，普通铸造是指砂型铸造方法，不同于砂型铸造的其他铸造方法统称为特种铸造，常用的特种铸造方法有：（熔模铸造）、（压力铸造）、（金属型铸造）、（陶瓷型铸造）、（消失模铸造）等。
2、凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充，将产生（缩孔）或（缩松）。
3、对砂型铸件进行结构设计时，必须考虑合金的（铸造性能）和铸造（工艺）对铸件结构提出的要求。
4、（收缩）是铸造合金本身的物理性质，是铸件许多缺陷（如缩孔、缩松、变形、开裂）产生的基本
原因。
5、浇注位置是指造型时（模样）在铸型中所处的位置，它影响铸件的质量。 6、铸造应力按产生的原因不同，主要可分为（热应力）和（收缩应力）两种。
7、铸件上各部分壁厚相差较大，冷却到室温，厚壁部分的残余应力为（拉）应力，而薄壁部分的残余应力为（压）应力。
8、任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要经过三个联系的收缩阶段，即（液态收缩）、（凝固收缩）和（固态收缩）。
9、在低压铸造、压力铸造和离心铸造时，因人为加大了充型压力，故（充型能力）较强。提高浇铸温度是改善合金（充型能力）的重要措施。
10、铸件浇铸位置的选择必须正确，如重要加工面、大平面和薄壁部分在浇铸时应尽量（向下），而厚大部位应尽量（向上），以便安放冒口进行（补缩）。
单项选择题：
1、下列合金流动性最好的是：（ ① ）
①普通灰铸铁； ②球墨铸铁； ③可锻铸铁； ④蠕墨铸铁。
2、 摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数小，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。在下列材料中，一般选用：（ ③ ）
①铸造黄铜； ②合金结构钢； ③铸造铝硅合金； ④铸造碳钢。 3、在下列铸造合金中，自由收缩率最小的是：（ ② ） ①铸钢； ②灰铸铁； ③铸造铝合金 ； ④ 白口铸铁
4、图示圆锥齿轮铸件，齿面质量要求较高。材料HT350，小批生产。最佳浇注位置及分型面的方案是：( ② )
①方案Ⅰ； ②方案Ⅱ； ③方案Ⅲ； ④方案
5、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（ ① ） ①采用在热节处加明、暗冒口或冷铁以实现顺序凝固 ②尽量使铸件壁厚均匀以实现同时凝固 ③提高浇注温度
④采用颗粒大而均匀的原砂以改善填充条件 多项选择题：
1、液态合金浇注温度冷却到室温所经历的收缩阶段有：（ ）
①高温收缩； ②液态收缩； ③凝固收缩 ④低温收缩； ⑤固态收缩 2、 挖沙或假箱造型时候，分型面：（ ）
①一定是曲面； ②一定是圆锥面； ③可以是平； ④一定是平面； ⑤可以是曲面
3、影响液态合金充型能力的主要因素是：（ ） ①合金的结晶特性； ②浇注温度； ③合金的收缩率；④铸造工艺凝固原则； ⑤铸件壁厚和铸型条件
4、影响液态合金充型能力的主要因素是： （ ①合金的结晶特性； ②浇注温度； ③合金的收缩率；④铸造工艺凝固原则； ⑤铸件壁厚和铸型条件 5、产生缩孔、缩松的基本原因：（ ）
①液态收缩； ②固态收缩； ③凝固收缩； ④线收缩； 结构改错题：
1、如下图所示，浇铸位置是否合理？若不合理请改为合理。
答：不合理。大平面应朝下，如下图所示。
2、请修改下列铸件的结构，并说明理由。
（a） 答： （a）：分型面应为简单平面，使造型工艺大大简化； （b）：防止缩孔产生，壁厚应尽量均匀
） ⑤等温收缩
（b） 3、请对下列铸件的结构作适当改进，并说明理由。
（a） （b） （c）
答：
（a）图A-A截面改为加强筋型。
（b）图上表面改掉不必要的外凸缘结构，使三箱造型变为二箱造型，简化铸造工艺。
（c）图将厚大的截面处改成壁厚均匀的结构，避免热节处易产生的缩孔、缩松等缺陷；另外，避免壁厚不均易产生应力变形甚至产生裂纹等缺陷。 4、请修改下列铸件的结构，并说明理由。
（a） （b）
答：
（a）铸件的结构应尽量避免过大的水平壁。浇注时铸件朝上的水平面易产生气孔、砂眼、夹渣等缺陷。将图中过的大水平面改为倾斜的表面。
（b）凸台和筋的设计应便于造型和起模。图中的凸台必须用活块或外砂芯才能取出模样。改后图形为：
5、 判断下列铸件的结构工艺性，如不良，则请修改（可在图上修改）,并请说明理由。（4分）
（a） （b）
答：
（a）图的两个斜凸台在造型时影响起模，需采用活快。因此，应设计成向上的直凸台，简化造型工艺，减低成本、提高生产效率。
（b）图原设计需用两个型芯，其中的型芯1为悬臂型芯、下芯时必须使用芯撑，型芯的固定、排气和清理都比较困难。将两个连通成一体，则便于造型时型芯的稳固支撑、安放、排气和铸造后的清理方便。
简答题：
1、 用应力框说明热应力的产生过程。
答：
起始阶段两杆处于塑性阶段，冷却到t1-t2阶段后，细杆进入弹性状态而粗干仍处于塑性，导致在横杆的作用下将对粗干产生压应力，细杆受到拉应力。这时粗杆将产生压塑变形，使粗细两杆收缩趋于一致，应力将消失。继续冷却T2-T3,此时两杆均进入弹性状态，粗杆温度高，产生较大收缩，而细杆温度低，收缩以几乎停止。所以在最后阶段粗杆受拉，细杆受压。 2、什么是缩孔？如何区别缩孔和气孔？怎样才能防止铸件产生缩孔？ 答：
（1）缩孔：由于液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充，在铸件最后凝固的部位形成的孔洞。
（2）区别：
缩孔：通常位于铸件的上部或最后凝固的部位，形状不规则，孔壁粗糙。
气孔：是气体在铸件中形成的孔洞，孔内表面比较光滑，明亮或略带氧化色。 （3）防止措施：
1）采用顺序凝固原则；
2）合理确定内浇道位置及浇注工艺； 3）应用冒口、冷铁、补贴等；
3、轧钢机导轮，材料ZG310-570，在铸后出现缩孔如下图示。试分析该铸件出现缩孔的原因及消除该铸件缩孔的工艺措施。（注意：图中尺寸均不许改变）。
答：
（1）出现缩孔的原因：材料ZG310-570属于共析的合金，逐层凝固，易在最后凝固部位及热节处产生集中的缩孔，轧钢机导轮的结构恰好为上部是厚大截面，在厚、薄截面转接处形成热节，因此，在图示部位产生缩孔。
（2）消除该铸件缩孔的工艺措施：在上部厚大截面处安放冒口、采用顶注式浇铸系统、形成自下而上的顺序凝固，将缩孔引向冒口区。 4、什么是“顺序凝固原则”和“同时凝固原则”?实行“顺序凝固原则”和“同时凝固原则”对防止铸件缺陷有何意义？ 答：
顺序凝固：是指利用各种工艺措施，使铸件从原离冒口的部分到冒口之间建立一个递增的温度梯度，凝固从远离帽口的部分开始，逐渐向冒口方向顺序进行，最后是冒口本身凝固。实现顺序凝固可以实现良好的补缩，使缩孔移至冒口，从而获得致密的铸件。 同时凝固：利用各种工艺措施，减小铸件各部分的温差，从而实现铸件同一时间的凝固，由此热应力可减小到最低程度 5、为什么要规定铸件的最小允许壁厚？不同铸造合金的最小允许壁厚是否一致？为什么？ 答：
铸件壁厚过小，难以充型，容易出现浇不足、冷隔缺陷。 不一致。
因为，不同合金的流动性各不相同，导致不同合金在一定的铸造条件下所能浇铸出铸件最小壁厚也不同。
第2章 金属塑性加工
填空题：
1、锻压是 （锻造）和（冲压）的总称。
2、拉深时，拉深系数愈（小）和板料相对厚度愈（小），板料愈容易起皱。 3、塑性加工时，作用在工具表面单位面积上（变形力）的大小称为变形抗力。 4、合金的（塑性）越好，（变形抗力）越低 , 其锻造性就越好。 5、对于大型或特大型锻件，只能采取（自由锻）来生产。
6、冲压加工方法多种多样，但概括起来，可以分为（分离工序）和（成形工序）两大类。 7、冲裁的分离过程分为弹性变形阶段、（塑性变形阶段）、断裂分离阶段三个阶段。 8、宜于锻造的金属应具有良好的（塑）性，故可锻铸铁是（不可）锻造的。 9、锻压件是金属在（固）态下成形的，故其形状一般比铸件的（简单）。
10、锻件坯料加热时，应尽量提高始锻温度，但要避免产生（过热）和（过烧）、脱碳和严重氧化等缺陷。
单项选择题：
1、金属热变形与冷变形的分界线是：（ ）
①高于或低于回复温度；②高于或低于再结晶温度；③加热温度；④软化温度
2、在锻压过程中，磷是钢中的有害杂质，使钢的强度、硬度显著提高，而塑性、韧性显著降低，尤其在低温时更为严重，这种现象称为：（ ）
①冷脆性； ②热脆性； ③时效脆性； ④氢脆 3、用以综合衡量金属锻造性能的因素是金属的：（ ）
① 塑性，变形抗力 ②弹性 ③ 强度 ④冲击韧性 4、金属的冷变形强化有利于：（ ）
①冷变形继续进行； ②零件的安全使用； ③锻压能耗的减少；④工件的塑性成形 5、选择模锻件分模面的位置时，必须保证的是：（ ） ①分模面是一个平面； ②各个模膛均浅而宽； ③模锻件能顺利出模； ④分模面采用直线分模。
多项选择题：
1、 实际生产中最常用的自由锻基本工序有：（ ） ①镦粗； ②拔长； ③扭转； ④错移； ⑤冲孔 2、影响钢料锻造性能优劣的因素有：（ ）