材料成型2复习题及答案.doc

一、论述锻压成型加工工艺对锻件的物理性能，微观组织和最终形状的影响规律。 锻压：是锻造与冲压的总称。对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状，改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。 塑性变形是锻压成型的基础，塑性变形及随后的加热对金属材料组织和性能有显著的影响 对微观组织的影响： 1、单晶体金属的塑性变形 单晶体受力后，外力在任何晶面上都可分解为正应力和切应力。正应力只能引起弹性变形及断裂。只有在切应力的作用线金属晶体才能产生塑性变形。 2、多晶体金属的塑性变形 单个晶粒变形与单晶体相似，多晶体变形比单晶体复杂 多晶体中首先发生滑移的是滑移体系与外力夹角等于或接近于45°的晶粒。当塞积位错前端的应力达到一定程度，加上相邻晶粒的转动吗，从而使滑移由一批晶粒传递到另一批晶粒，当有大量晶粒发生滑移后，金属便显示出明显的塑性变形。 对物理性能的影响 1、金属的晶粒越细，其强度和硬度越高。 金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位错的晶粒越多，使金属塑性变形的抗力提高 2、金属的晶粒越细，其塑性和韧性也越高。 金属的晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，参与变形的晶粒数目也越多，变形越均匀，使在断裂前发生较大的塑性变形。强度和塑性同时增加，金属在断裂前消耗的功也越大，因而其韧性也比较好。 对最终形状的影响 对坯料施加外力，改变尺寸、形状，改善性能，使其达到机械零件、工件或毛坯的形状。 二、论述焊接工艺的类型，及基本工作原理 焊接工艺分类 根据焊接过程的工艺特点，分为： 熔焊、压焊、钎焊及封粘 熔焊： 电弧焊（手弧焊、气体保护焊、埋弧焊） 电渣焊 电子束焊 激光焊 等离子弧焊 压焊： 电阻焊 摩擦焊 超声波焊 爆炸焊 扩散焊 高频焊 锌焊及封粘：软钎焊 硬钎焊 封接 粘接 1、熔焊 熔焊的本质及特点 ①本质——小熔池熔炼与冷凝，是金属熔化与结晶的过程 ② 熔池存在时间短，温度高，冶金过程不充分，氧化严重，热影响巨大。 ③冷却速度快，结晶后易生成粗大的柱状晶。 2、压焊 压焊的物理本质 通过加热等手段使金属达到塑性状态，加压使其产生塑性变形、再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子接近到晶格距离（0.3~0.5nm），形成金属键，从而获得不可拆接头的焊接方法。 3、钎焊 钎焊的过程——工件（表面清洗）以搭接型式，装配起来，钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间，当工件与纤料加热（高于钎料熔点温度）→纤料熔化（工件未熔化）并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态纤料与工件金属相互扩散溶解——冷却后形成钎焊接头。 三、论述焊接缺陷类型，成因和预防措施 从宏观上看，可分为裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔、及形状缺陷 一、气孔 原因分析： 焊接过程中，焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池， 在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。 防治措施：从减少焊缝中气体的数量和加强气体从熔池中的溢出两方面考虑， 主要有以下几点： ⑴焊条要求进行烘培，装在保温筒内，随用随取； ⑵焊丝清理干净，无油污等杂质； ⑶焊件周围10～15㎜范围内清理干净，直至发出金属光泽 二、夹渣 原因分析： ⑴焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中 药皮脱落在熔池中等； ⑵电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等， 导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。 防治措施： ⑴焊件焊缝破口周围10～15㎜表面范围内打磨清理干净，直至发出金属光泽； ⑵多层多道焊时，层间药皮清理干净； ⑶焊条按照要求烘培， 不使用偏芯、受潮等不合格焊条 三、未熔合 原因分析：焊接线能量小，焊接速度快或操作手法不恰当。 防治措施：⑴适当加大焊接电流，提高焊接线能量；⑵焊接速度适当，不能过快 四、内部裂纹 原因分析：产生裂纹的内部诱因和必须的应力。 防治措施：⑴严格按照规程和作业指导书的要求准备各种焊接条件；⑵提高焊接操作技能， 熟练掌握使用焊接方法；⑶采取合理的焊接顺序等措施，减少焊接应力等。 四、谈谈材料成型加工在制造领域中的重要性 材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究 热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理 论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。 当前我国已是一个制造大国，世界制造中心将可能要转移到中国，这对我国的制造业是一个机遇和挑战。要形成我们自己的世界制造中心就必须掌握先进制造技术，掌握核心技术，要有很高的制造技