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材料成型复习思考题含完整答案版)
《材料成形技术基础》复习思考题
第一篇 铸造
1.何谓液态合金的充型能力?充型能力不足,铸件易产生的主要缺陷有哪些?
充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、尺寸精确、轮廓清晰铸件的能力。
充型能力不足,会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
提高充型能力的方法:1)选择凝固温度范围小的合金;2)适当提高浇注温度、充型压力;3)合理设计浇注系统结构;4)铸型预热,合理的铸型蓄热系数和铸型发气量;5)合理设计铸件结构。
2.影响液态合金充型能力的主要因素有哪些?
影响液态合金充型能力的主要因素有:流动性、铸型条件、浇注条件和铸件结构等。
3.浇注温度过高或过低,对铸件质量有何影响?
浇注温度过低,会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。浇注温度过高,液态合金的收缩增大,吸气量增加,氧化严重,容易导致产生缩孔、缩松、气孔、粘砂、粗晶等缺陷。可见,浇注温度过高或过低,都会产生气孔。
4.如何实现同时凝固?目的是什么?该原则适用于何种形状特征的铸件?
铸件薄璧部位设置在浇、冒口附近,而厚璧部位用冷铁加快冷却,使各部位的冷却速度趋于一致,从而实现同时凝固。目的:防止热应力和变形。该原则适用于壁厚均匀的铸件。
注意:壁厚均匀,并非要求壁厚完全相同,而是铸件各部位的冷却速度相近。
5.试述产生缩孔、缩松的机理。凝固温度范围大的合金,其缩孔倾向大还是缩松倾向大?与铸铁相比较,铸钢的缩孔、缩松倾向如何?
产生缩孔、缩松的机理:物理机制是因为液态收缩量+凝固收缩量 > 固态收缩量(或写为:体收缩量>线收缩量);工艺原因则是由于补缩不足。
凝固温度范围大的合金,其缩松倾向大。与铸铁相比较,铸钢的缩孔、缩松倾向大。
6.试述冒口与冷铁的作用。
冒口:补缩、排气。冷铁:调整冷却速度。冒口:补缩、排气。冷铁:调整冷却速度。
7.一批铸钢棒料(Φ200×L mm),落砂清理后,立即分别进行如下的切削加工:
(1)沿其轴线,在心部钻Φ80mm通孔,加工后棒料长度为L1;
(2)将其车为Φ80mm的轴,车削后的长度为L2。
试分析L、L1、L2是否相等。
答案:L1LL2
8.试举例分析影响铸铁力学性能的主要因素。 提示:基体组织;G的形状和大小。
①基体组织为F时,塑性、韧性较好,但强度、硬度较低。
基体组织为P时,塑性、韧性较低,但强度、硬度较高。
基体组织为F+P时,铸铁力学性能介于以上两种情况之间。
②G从片状→团絮状→球状,力学性能逐渐上升。G由大变小,以及G均布时,则力学性能↑。
9.试述孕育铸铁的生产原理。与普通HT相比:在力学性能上孕育铸铁有何特点?常用于什么场合?
生产原理:改善普通灰铸铁可从两方面考虑,基体由F→P;G由粗大→细小、均布。
孕育铸铁的强度较高,力学性能对璧厚的敏感性小,常用于静载下有较高强度的铸件,以及璧厚较大的中、小型铸件。
10.试分析:工艺上可采取哪些措施控制石墨化倾向?石墨化倾向对灰口铸铁的组织和力学性能会产生哪些影响?
控制碳当量;热处理:G化退火以及正火。
石墨化倾向大,石墨较粗大,灰口铸铁的基体组织倾向于形成F,故强度、硬度较低。反之则倾向于形成P,故强度、硬度较高。
11.试述铸造中常用的孕育剂、球化剂。球墨铸铁在球化处理后,为何还要进行孕育处理?
孕育剂:75硅铁。球化剂:稀土镁合金(RE-Mg)。
孕育处理可以促进石墨化倾向,还可使石墨球圆整、细化。
12.简述QT的铸造工艺特点。
成分接近共晶点,流动性好,但在铸型刚度较小时(也即退让性较好时),铸件容易产生缩孔、缩松等缺陷。
生产球铁件,铸型刚度较小时,采用冒口和冷铁,顺序凝固原则/定向凝固原则;铸型刚度很好时,不用冒口和冷铁,同时凝固原则。
容易产生夹渣和皮下气孔。
球铁的出炉温度高于1400℃。
13.试从以下几个方面比较球铁和可铁:C、Si含量;生产方法;力学性能;适用范围。
可铁:C、Si含量较低,生产时先获得白口,且多采用定向凝固原则(∵无G析出,体收缩大,缩孔、缩松倾向大),再经高温G化退火得到,力学性能较低,适用于受力较小的曲轴、连杆等。球铁:C、Si含量较高,生产时需经球化、孕育处理,力学性能较高,适用于受力较大的曲轴、连杆等。
注意:承受冲击、形状复杂的薄璧小件时选择KTH.
14.试分析比较普通灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁的化学成分、组织和性能特点。
普通灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁的化学成分、组织和性能特点。
普通灰铸铁和球墨铸铁的成分均接近共晶成分,而可锻铸铁的碳当量低。
它们的基体可以是F,也可以是P,或F+P。
普通灰铸铁的强度低;KT和QT的强度较高,且具有一定的塑性和韧性,其中QT的强度最高。
15.试从力学性能、铸造工艺性能两个方面比较铸铁和铸钢,并叙述铸钢
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