金属工艺答案

发布 2022-09-02 16:25:28 阅读 8198

第一章。

1.金属的力学性能有哪些?试简述其含义及指标。

见原先复印的答案。

2.根据低碳钢的应力-应变曲线,分析金属材料拉伸变形的四个阶段,并标出弹性极限、屈服极限和强度极限位置。p2-3

结合原先答案**看看。

1)弹性阶段。

2)屈服阶段:过e点至水平段右端。

3)强化阶段:水平线右端至b点。

4)局部变形阶段b~k

屈服强度(屈服点):材料产生屈服时的应力,规定为试棒产生0.2%残余伸长时的应力值。

抗拉强度(强度极限):材料在拉断前所能承受的最大应力。

3.试比较出两种硬度的测试方法及其特点。p4

1)布氏硬度hb

方法:用直径d的淬火钢球或硬质合金球,在一定载荷f下,将钢球垂直压入金属表面,并保持压力到规定的时间后卸荷,测压痕直径d(用刻度放大镜测),以载荷与压痕面积的比值作为布氏硬度值。

分为:hbs--压头用淬火钢球,hbw--压头用硬质合金球。

缺点:因钢球存在变形问题,不能测太硬的材料,适于hbs小于450,如铸铁、有色金属、软钢等。而hbw小于650,;不适宜薄件和成品件。

优点:压痕大,代表性全面,数据准确。

2)洛氏硬度hr

方法:用顶角为120°的金刚石圆锥压头或直径为1.588mm的淬火钢球,在规定的预载荷和总载荷下,压入试样表面,根据压痕的深度确定它的硬度值,并可在硬度计上直接读出。

优点:易操作,压痕小,适于薄件、成品件。

缺点:压痕小,代表性不全面需多测几点,数据不如布氏硬度准确。

4.画出铁碳合金状态图,根据图分析亚共析、过共析钢的结晶过程,并指出各自的室温组织。

**见原先的答案)

亚共析钢:从ac线由液态开始向固态(奥氏体)转变,到ae线结束,完全转变为奥氏体,到gs线奥氏体中开始析出铁素体,到ps结束,同时剩余的奥氏体全部转变为珠光体。从ps线到室温吴组织转变。

室温组织:铁素体+珠光体。

过共析钢:从ac线由液态开始向固态(奥氏体)转变,到ae线结束,完全转变为奥氏体,到es线奥氏体中开始析出渗碳体,到ks结束,同时剩余的奥氏体全部转变为珠光体。从ks线到室温无组织转变。

室温组织:渗碳体+珠光体。

5.指出下列钢号的含义及主要化学成分:q195b,t10a,40mn,w6mo5cr4v.

q195b:b级屈服强度为195mpa的碳素钢结构。

t10a:平均含碳量为1.0%的高级优质碳素工具钢。

40mn号钢:平均含碳量为0.40%,含mn量为0.7~1.0%的优质碳素结构钢。

w6mo5cr4v:平均含碳量≥1%,平均含w量为6%,平均含mo量为5%,平均含cr量为4%,平均含v量为1%

6.试述整体热处理方法的概念及其目的。

见答案。7.四种整体热处理方法有何异同?

相同点:都是经过升温、保温、冷却的过程。

不同点:升温的温度不一样,冷却的速度不一样,获得的组织性能也不一样。

8.什么是调质处理?调质处理常用于哪些零件?

淬火+高温回火的热处理方法称为调质处理。

主要适用于综合力学性能要求较高的零件。

第二章。1.设计制造模样和芯盒时应考虑哪些方面因素?

设计、制造模样和芯盒时应主要考虑一下几个方面:

1)分型面:为了便于起模,故分型面应选择在铸件最大截面处。

2)起模斜度:为起模方便,把垂直壁做成斜的,壁越高,斜度越小。

3)加工余量:在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度,其大小依铸造方法、合金种类、加工精度、逐渐的形状和尺寸决定。

4)圆角:为防止产生应力集中,铸壁交角处应做成必要的圆角。

5)芯头:用于定位并放置芯子。

6)收缩余量:为了补偿铸件收缩,模样比铸件图纸尺寸增大的数值。

2.浇注位置和分型面的选择原则有哪些?

浇注位置选择原则:

1)铸件重要的加工面应朝下;

2)铸件的大平面应朝下:原因是上表面出现缺陷,尤其易夹砂;

3)面积大的薄壁部分放下面或侧面:有利于金属充填,防止浇不足。

4)易形成缩孔的铸件,厚的部分放在铸型上部或侧面,便于安置冒口,以补缩。

分型面的选择原则:

1)便于起模,故分型面应选择在铸件最大截面处;(手工造型时,局部阻碍起模的凸起可做活块)

2)应尽量减少分型面和活块数量(中小件)

3)应尽量使铸件的重要加工面或大部分加工面和。

3.金属的铸造性能表现在哪些方面?

1)充型能力:液态合金充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。

1)合金的流动性:流动性越好,充型能力好。

2)浇注条件:a.浇注温度:t上升→提高充型能力。b.充型压力:液态合金在流动方向上所受的压力增加→充型能力增大。

3)铸型条件。

a.铸型结构:若不合理,如壁厚小,直浇口低,浇口小等,充型能力下降。

b.铸型导热能力:导热增加,金属降温快,充型能力下降,如金属型。

c.铸型温度:t升高,充型能力增加,如金属型预热。

2)收缩性。

3)吸气性:气孔对铸件质量的影响。

4.浇注系统由哪几部分组成?各部分的作用是什么?

浇注系统通常由:浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道组成。

浇口杯:用于承接并导入熔融金属,可以减少浇注时液体金属对铸型的冲击,并使熔渣浮于表面。

直浇道:用以引导液体金属进入铸型。

横浇道:用以连接直浇道和内浇道并有阻止熔渣流入型腔的作用。

内浇道:引导液体金属进入型腔的部分。

5.举出5种铸件中常见的缺陷特点,并分析其产生的原因。

气孔、砂眼、渣眼、缩孔、浇不足、变形、裂纹等。

气孔:(1)铸型透气性差(2)起模时刷水过多,芯子未干。

砂眼:(1)型腔或浇口内散沙未吹净(2)型砂、芯砂强度不够,被铣水冲垮带入。

渣眼:(1)浇注时挡渣不良(2)浇注温度太低,溶渣不易上浮。

缩孔:(1)合金收缩大,冒口太小(2)铸件结构不合理,壁厚不均匀,(3)浇冒口位置不对。

变形:(1)壁厚不均(2)铸件结构不合理。

6.砂型铸造的手工造型方法有哪些?分别适用于什么类型的零件?

整模两箱造型:用于铸件的最大截面在其端部,且造型时又易起模的情况。

分模造型:适用于整模造型不便时,需要以最大截面为分型面,将模样分成两部分或部分。

挖砂造型:当铸件的最大截面不在端部,且模样又不便分成两部分时,常将模样做成整体,采用挖砂造型。

活块造型:当模样有侧面伸出部分并妨碍超模进,常做成活块,超出主体模样后,再将活块取出。

刮板造型:用于生产旋转体铸件。

7.简述熔模铸造的工艺过程及其优点。

工艺过程:蜡模制造:根据铸件制作的母模制造压型,将石蜡、硬脂酸各50%的易熔模料混匀后注入压型得到蜡模;

型壳制造:将蜡模组浸入水玻璃和石英配成的涂料中,取出后撒上一层细石英砂,经氯化铵硬化后形成薄壳,再将型壳浸入热水中,将蜡模熔化并排除,得到铸型。

焙烧:铸型在800~1000℃高温焙烧一段时间,在型壳周围填砂;

浇注;出型:敲破型壳取出铸件;

工作清理。优点:精度高,表面***,易用于制造高熔点、高硬度、难加工的合金铸件和各种复杂形状的铸件。

第三章。1.镦粗和拔长应注意什么?

见答案。2.冲裁时如何设计凹凸模的尺寸?

冲裁用的凸模和凹模工作部分具有锋利的刃口,凹模与凸模的间隙应为板材厚度的5-10%。间隙过小会增加冲裁力并加剧模具的磨损,间隙过大,冲裁会产生毛刺等缺陷。间隙的大小主要取决于板厚和冲裁的精度要求。

冲裁分为落料和冲孔两种。

冲裁时,孔的尺寸决定于凸模尺寸,落下部分的尺寸决定于凹模尺寸。

冲孔时,凸模尺寸应近似等于工件上孔的尺寸,凹模尺寸则近似等于孔的尺寸加上间隙值。

落料时,凹模尺寸应近似等于工件上孔的尺寸,凸模尺寸则近似等于孔的尺寸减去间隙值。

3.冲裁断面由哪几部分组成?

塌角区:由于塑性变形,收缩所致。

光亮区:由于凹凸模挤压切入形成。

切裂区:由挤压产生的应力集中产生小裂纹增大;

毛刺区。第四章。

1.焊缝的布置应遵循哪些原则?

焊接实质是用加热或同时加压,用或不用填加材料使焊件达到原子或离子结合的一种加工方法。

焊缝布置:1.焊缝应尽可能分散,防止接头组织和性能恶化,减少应力集中和变形。

2.尽可能对称分布,以抵消变形。

3.尽可能避开最大应力和应力集中的位置。

4.尽量避开机械加工表面,尤其是已加工表面。

5.应有足够的空间便于操作。

6.尽量减少焊缝数量。

7.厚、薄壁焊接时,应有过渡连接。

2.常见的焊接缺陷有哪些?其产生的原因是什么?

未焊透:电流太小,焊速太大;坡口角度尺寸不对。

烧穿:电流过大、间隙过大;焊速过低,电弧在缝处停留时间过长。

夹渣:坡口角度过小;焊条质量不好;除锈清渣不彻底。

气孔:焊条受潮生锈,药皮变质、剥落;焊缝未彻底清理干净;焊速太大,冷却太快。

裂纹:选材不当,预热,缓冷不当;焊接顺序不当;结构不合理,焊缝过于集中。

3.试比较手焊弧、气焊、电阻焊和钎焊的特点和应用。

手焊弧:设备简单,操作灵活,成本低,焊接性好,对焊接接头的装配尺寸无特殊要求,可以各种条件下各种位置进行焊接。应用于单件小批量生产中焊接碳素钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢和对铸铁的补焊等。

气焊:温度低、热量分散、变形大、生产率低。应用:0.5-3mm的钢、铝等有色金属、薄钢板、铸铁及某些合金钢、工具钢的焊接或补焊。

电阻焊:电流大,生产率高,焊接变形小,不需要填充金属,接头光洁,易机械化。应用:

有密封性要求且厚度小于3mm的薄壁容器或管道,各类钢材、铝、镁等有色金属及合金、不锈钢等均可焊接。

钎焊:温度低、组织和性能变化小、变形小,接头尺寸精确、生产率高。应用:异种金属及特殊结构件焊接,在仪表、无线电、航空、喷气技术、装饰品,硬质合金刀具中广泛应用。

4.焊接电流与焊接速度对焊接质量有什么影响?

答:焊接电流太大会导致未焊透的缺陷;焊接电流太大,会烧穿焊缝。

焊接速率太小,会导致未烧穿;焊接速度太大会引起未焊接透和气孔的缺陷。

5.焊接应力与变形产生的原因是什么?如何预防和减小应力和变形。(p63-64)

产生原因:焊件受热不均,金属液凝固收缩。

在任何情况下,焊接应力总是存在的,当应力超过该材料相应温度下的屈服强度时,就会发生变形,超过断裂应力时,甚至会发生断裂。

预防和减少措施:①焊前预热,合理设计焊接结构,②选择合理的焊接顺序③反变形法,④刚性固定法;用工装夹具或定位焊固定;⑤尽量减少焊缝及焊缝的长度和截面积,尽量使焊缝对称,避交叉焊缝。

消除焊接应力:锤击法;焊后热处理法。

变形的校正:机械矫正法;火焰矫正法。

第五章。1.切削用量包括哪些内容?其含义是什么?怎样选择切削用量?(p104,p72)

切削用量包括: 背吃刀量(切削深度)a;进给量f;切削速度v;

选择时按:背吃刀量(切削深度)a→进给量f→切削速度v的顺序进行选择,使三者成绩较大。

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