机械制造基础 教学课件 庄佃霞 崔朝英 第六章习题答案.pdfVIP

思考题与习题 1 ．锻压生产有何特点？试举例说明它的应用。 答：（1）改善金属组织，提高金属的力学性能 金属经过锻压可使其晶粒细化，使铸 件中的气孔、微裂纹、缩松压合，提高组织的致密度；锻压还可形成金属的纤维方向，使其 合理分布，提高零件的力学性能。 （2 ）适用范围广，生产效率高 锻压产品适用范围广泛，模锻和冲压加工有较高的生 产率。 （3 ）节省材料，减少切削加工工时 锻压件的力学性能比铸件高，可相对减少零件的 截面尺寸，减轻零件的重量。此外，一些锻压加工的新工艺（如精密模锻）可以生产出尺寸 精度和表面粗糙度接近或达到成品零件的要求，可做到少切削或无切削。 锻压的缺点是难以获得形状复杂的零件。 锻压主要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、 砖坯以及复合材料的成形等。 2 ．金属塑性变形分哪几类？它们之间有何区别？ 答：金属塑性变形根据温度不同分为冷变形和热变形两种。 冷、热变形的界限是再结晶温度，在再结晶温度以下的变形是冷变形，此时的变形只 有加工硬化现象无再结晶现象，因此随着变形的进行，变形抗力增高、塑性降低，最终将导 致金属破裂。所以，变形量不宜过大。冷变形具有尺寸精度高，表面质量好，生产率高，强 度、硬度高等优点。 热变形是再结晶温度以上的变形，在热变形过程中既产生加工硬化，又有再结晶现象， 且加工硬化现象被随之而来的再结晶所消除，热变形后的组织是再结晶后的组织，具有良好 的塑性，较低的变形抗力。因此，金属的锻压加工主要采用热变形来进行。但热变形的生产 率和锻件尺寸精度低，表面质量和劳动条件差，需配备相应的加热设备。 3 ．什么是加工硬化？它在生产中有什么实用意义？ 答：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现 象，称为加工硬化，又称冷作硬化。它标志金属抗塑性变形能力的增强。 加工硬化在生产中的作用是：①经过冷拉、滚压和喷丸等工艺，能显著提高金属材料、 零件和构件的表面强度；②零件受力后，某些部位局部应力常超过材料的屈服极限，引起塑 性变形，由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展，可提高零件和构件的安全度；③金属零 件或构件在冲压时，其塑性变形处伴随着强化，使变形转移到其周围未加工硬化部分。经过 这样反复交替作用可得到截面变形均匀一致的冷冲压件；④可以改进低碳钢的切削性能，使 切屑易于分离。但是加工硬化也给金属件进一步加工带来困难。如冷拉钢丝，由于加工硬化 使进一步拉拔耗能大，甚至被拉断，因此必须经中间退火，消除加工硬化后再拉拔。又如在 切削加工中，加工硬化使工件表层脆而硬，再切削时增加切削力，加速刀具磨损等。 冷变形强化在生产中具有很强的实用价值，对那些不能热处理强化的金属材料（如纯 金属、奥氏体不锈钢、防锈铝合金等）是一种重要的强化手段。但冷变形强化给金属的进一 步变形带来困难，必须通过退火消除加工硬化，恢复金属的塑性。退火温度应高于再结晶温 度 100℃~200 ℃。 4 ．钢中的锻造流线是怎样形成的？它对锻件的力学性能有何影响？ 答：铸锭中的杂质多分布在晶界上，金属变形时晶粒沿变形方向伸长，而脆性杂质被打 碎，顺着主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形，沿主要伸长方向呈带 状分布。这种具有方向性的组织称为锻造流线，也称纤维组织（流纹），它使金属性能呈各 向异性，即平行流线方向（纵向）的抗拉强度、塑性和韧性比垂直流线方向（横向）的好。 89 纤维组织是很稳定的，用热处理的方法不能消除，只能通过锻压才能改变它的方向和分 布。在设计和制造零件时必须使零件工作时最大正应力方向与流线方向平行，最大切应力方 向与流线方向垂直，流线的分布与零件的外形轮廓符合才不被切断。 5 ．现要制造一重要螺栓，锻造流线怎样分布才合理？试绘图说明，并与切削加 工制造的螺栓相比较。 答：用锻造方法加工使流线符合螺栓的形状，且连续分布，可大大提高力学性能，延 长使用寿命，降低原材料消耗，图略。 6 ．回复和再结晶对金属组织和性能有何影响？在生产中如何利用? 答：金属经冷变形后的晶体结构处于不稳定的应力状态。这种状态在室温下由于原子 的活动能力弱，在较长时间内不会发生明显的变化，当加热到一定温度时，原子的活动能力 加强，才会发生组织和性能的变化，使金属