河北科技大学20052006第2学期金属成型理论基础试卷.doc

河北科技大学2005——2006 学年第2学期 《金属成型理论基础》试卷 学院 班级 姓名 学号 题号 一 二 三 四 总分 得分 一、填空（每空0.5分，共22分） 1.夹杂物的形状越近似 球状 ，对金属基体力学性能的影响越小；夹杂物越细小而 分散 ，且分布在 晶内 ，其危害越小。 2.存在于铸件中的气体主要有 固溶体 、 化合物 、 气态 三种状态。 3.研究铸件温度场的方法有数学解析法 、 数值模拟法和 实测法 等。 4.微观偏析按其形式分为 胞状偏析、 枝晶偏析 和 晶界偏析 。 5.根据被焊钢种和结构的不同，冷裂纹可分为 延迟裂纹 、 淬硬脆化裂纹 和 低塑性脆化裂纹 三种。 6. 根据成份过冷理论的分析，由于过冷程度的不同就会使焊缝组织出现不同的结晶形态，主要有平面结晶 、胞状结晶 、胞状树枝结晶 、树枝状结晶 和等轴结晶 。 7. 对于气体在金属中溶解为吸热反应的，气体的溶解度随温度 升高 而升高。氢在合金液中溶解度随焊接气氛氧化性的 增强 而降低。 8. 根据界面结构的不同，可将共晶合金分为两大类 非小面-小面 和 非小面-非小面 。 9. 合金的液相线温度与固相线温度之差越大，其浇注过程的充型能力越 差 ，凝固过程越倾向于体积凝固方式，缩松形成倾向越 大 ，热裂倾向越 大 。 10. 焊接熔池的结晶是非平衡的动态结晶，具有如下特点，一是熔池体积小、冷却速度 大 ，二是熔池的液态金属处于过热、温度梯度大，三是熔池是在运动状态 下结晶。 11. 焊接热循环过程具有以下特点：峰值温度高 ，加热速度快 ，高温停留时间短 ，冷却速度快 ，加热的局部性和移动性 。 12. 金属中的气孔按气体来源不同可分为 析出性气孔、 反应性气孔和 侵入性 气孔。 13. 熔渣在焊接过程中所起的作用分别是机械保护 、改善焊接工艺性能 、冶金处理。 14.在一个由金属、金属氧化物和氧化性气体组成的体系中，若金属氧化物的分解压为p(O2/MenOm)，氧的实际分压为p(O2) 。则当 p(O2) p(O2/MenOm)时，金属被氧化，当p(O2) p(O2/MenOm)时，金属被还原。 15. 浇注和充型过程中形成的氧化物为 二次氧化夹杂物 。 二、解释下列概念（每小题3分，共21分）: 1. M-A组元：焊接低合金钢时，以一定冷却速度连续冷却到400~350℃时，残余奥氏体的碳浓度可达0.5%~0.8%，随后这些高碳奥氏体可转变为高碳马氏体与残余奥氏体的混合物，即M-A组元。 2.合金流动性与充型能力 合金流动性：合金本身的流动能力。 充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。 3. 析出脆化：在时效或回火过程中，从非稳态固熔体中沿晶界析出碳化物、氮化物、金属间化合物及其他亚稳定的中间相等，由于这些新相的析出，而使金属或合金的强度、硬度和脆性提高，称为析出脆化。 4.孕育处理和变质处理 孕育处理：在铁水中加入少量物质，以达细化晶粒、改善组织的目的。 变质处理：在铁水中加入少量物质，改变小面相的生长行为，从而改变组织，提高性能。 5.铸造热应力与铸造残余应力 铸造热应力是指由于铸件各部分温度不同产生的应力。 铸造残余应力是指当铸件冷却到室温时仍然存在的应力。 6.长渣和短渣 熔渣的粘度随温度变化而跟随做显著（快速）变化的渣称之为短渣； 反之为长渣。 7. 共生生长 共晶结晶时，后析出相依附于先析出相析出，进而形成相互交叠的双相晶核。两相具有共同的生长界面，依靠溶质原子在两相界面前沿的横向扩散，提供对方生长所需组元，耦合着共同向前生长，即为共晶共生生长。 三、回答问题（共46分）： 1.铸件宏观结晶组织的三个晶区对铸件的质量和性能是如何影响的？要想获得细等轴晶，应采取哪些措施？（8分） 1）a.表面细晶粒区很小，一般对铸件性能影响较小。（1分） b.柱状晶区：在纵向方向强度、塑性较高，横向由于晶界的影响，铸件性能较差，即性能为各向异性。（2分） c.内部等轴晶区：铸件性能为各向同性，当晶粒较细时综合性能较好（1分）3 灰铸铁、球墨铸铁的凝固动态曲线如图所示，试分析两种铸铁的凝固过程以及它们对缩松倾向的影响。（12分） ⑴两种铸铁凝固的共同点： γ枝晶始点都迅速到达中心，始铸件长期处于凝固状态，而且γ枝晶具有很大的连成骨架的能力，使补缩难于进行。所以，两种铸铁都有产生缩松的可能性。（3分） ⑵灰铸铁的共晶始点和共晶终点的距离小，近似于中间凝固方式，凝固中期