1、 材料工藝基礎作業1、 縮孔、縮松是鑄件中的常見缺陷，哪些因素影響其形成，如何采取措施進行防止？鑄件在冷卻和凝固過程中，由于合金的液態收縮和凝固收縮，往往在鑄件最后凝固的地方出現孔洞?？s孔產生的根本原因是合金的液態收縮和凝固收縮值遠大于固態收縮值。容積大而且比較集中的孔洞縮孔；細小而且分散的孔洞縮松。常采取“順序凝固”和“同時凝固”兩種措施，降低澆注溫度和減慢澆注速度2、 熱應力產生的原因，如何采取措施防止或減少應力對鑄件性能的影響。鑄件在凝固和冷卻過程中，不同部位由于不均衡的收縮而引起的應力。要減少鑄造應力首先應設法減少鑄件冷卻過程中各部位的溫差，使各部位收縮一致，如將澆口開在薄壁處、在厚壁

2、處安放冷鐵等，即采取同時凝固原則。此外，改善鑄型和砂芯的退讓性，減少機械阻礙作用，以及通過熱處理等方法也可減少或消除鑄造應力。消除鑄造應力的方法有自然時效、人工時效、振動時效。3、 離心鑄造在鑄造圓筒時有哪些優越性？用離心鑄造法鑄造成型的目的是什么？離心鑄造的鑄件是在離心力的作用下結晶凝固，所以組織致密，無縮孔、氣孔、渣眼等缺陷，因此力學性能較好；鑄造空心旋轉體鑄件不需要型芯和澆注系統；鑄件不需冒口補縮。4、 澆注位置設計的原則是什么？對鑄件質量有何影響？澆注位置：澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置（1）重要加工面或質量要求較高的面，應置下部或側面氣孔、夾雜物等缺陷多出現在鑄件上表面，朝下或側面

3、的金屬組織結構致密、缺陷少，質量好。（2）大平面朝下可以避免氣孔、夾渣。（3）大面積薄壁處，應置下面或側面可以保證金屬液能充型，防止產生澆不足、冷隔缺陷。（4）易產生縮孔的厚大部位應置頂部或側面，以便安裝冒口補縮使實現自上而下的定向凝固，防止產生縮孔。（5）澆注位置應有利于減少型芯，便于安放型芯。5、 比較晶胞為體心立方、面心立方和密排六方的金屬塑性變形的難易程度，請給出對應上述三種晶胞的金屬各兩種。密排六方>體心立方>面心立方體心立方：Li、Na、K面心立方：Ca、Cu、Ag密排六方：Zn、Pb、Cd6、 多晶體金屬塑性變形的方式有哪兩種；高溫下變形時晶界與晶內的作用差別。多晶體

4、的塑性變形包括各個晶粒內部的塑性變形和晶粒邊界的塑性變形兩部分。晶粒內的塑性變形主要為滑移和孿生兩種方式。在溫度低時，晶界的強度一般比晶粒內部高，不易變形；高溫時晶界強度降低，晶界內容易產生相對滑動，在拉應力作用下，在晶粒間產生較大的變形后，晶界可以出現微裂紋，變形量很大時引起開裂。在壓應力作用下，晶界不易出現微裂紋，出現微裂紋后也不易擴展，入晶粒極細，晶界在晶粒內所占的體積比例很大，晶界的滑動和轉動所產生的變形就很可觀，晶界變形可以成為塑性變形的主要形式。7、 熱鍛過程可以改善鑄錠的哪些缺陷？（1） 焊合空洞性缺陷。鋼料內入存在疏松、縮孔、微裂、氣泡等空洞性缺陷時，在受力狀態下會由于應力集中

5、而擴展和開裂，嚴重影響金屬的強度和塑性。但在熱鍛條件下，這種空洞性缺陷可以逐步縮小到完全焊合。高溫鍛壓對焊合缺陷有兩方面作用。一方面是在高溫下金屬的變形抗力小，在較小的設備下，可以獲得較大的變形量。另一方面是金屬在高溫下擴散作用迅速，缺陷縮小后，能很快焊合。（2） 降低偏析度。鋼錠加熱到高溫后，原子間的擴散作用顯著提高。隨高溫停留時間的增加，枝晶偏析和晶間偏析都得到不同程度的降低或消除。（3） 細化晶粒。在熱鍛過程中，晶體組織要發生再結晶。坯料內原來的粗大晶粒，經過變形再結晶后，可以變成細小的等軸晶粒。8、 坯料拔長過程中容易產生哪些缺陷？怎樣解決缺陷？表面和角部裂紋、內部裂紋以及表面折疊，此

6、外還有對角線裂紋、端面縮口以及內部孔壁裂紋等（1） 內部橫向裂紋：適當增加相對送進量，控制一次壓下量，改變變形區的變形特征，避免出現雙鼓形，使坯料變形區內應力分布合理（2） 內部縱向裂紋：選擇合理的進給量，使金屬軸向流動大于橫向流動；也可以采用V型占拔長，以減小橫向流動的金屬在鍛件中心造成的拉應力；對于方形截面的坯料，在倒角時應采用輕擊，減小一次變形量；對于塑性較差的材料，可采用圓形占進行倒角。（3） 表面裂紋和角裂：在拔長操作中控制好參數，送進量和一次壓下量，對于角部還要及時倒角，以減小溫降，改變角部的應力狀態，避免裂紋產生（4） 表面折疊：每次單面壓縮后，不要使毛坯壓縮得太扁，應使坯料寬度

7、和高度之比b/h不小于22.5，或者采用其他方法進行拔長9、 鍛造為什么要加熱后進行？如何選擇鍛造溫度范圍？1）減少金屬的變形抗力；2）改變鑄錠的鑄態結構；3）提高金屬塑性。原則：使金屬在鍛造溫度范圍內具有良好的塑性和低的變形抗力；鍛造出的鍛件機械性能及微觀組織良好；鍛造溫度范圍盡可能寬，這樣加熱的次數比較少，可以提高生長效率。10、 設計沖孔模和落料模時，如何確定凸模與凹模的刃口尺寸。設計落料模時，先按落料件確定凹模刃口尺寸，其大小是零件的公稱尺寸減去偏差，而凸模的刃口尺寸是凹模尺寸減去雙邊間隙值；設計沖孔模，先按沖孔件確定凸模刃口尺寸，其大小是零件的公稱尺寸加上偏差，而凹模的刃口尺寸是凸模

8、尺寸加上雙邊間隙值。 11、 分析拉深過程毛坯起皺的原因。防止起皺的措施。1）毛坯的相對厚度 t/D0：相對厚度越小，拉伸變形區抗失穩能力差，越容易起皺。2）拉伸系數 m=d/ D0. d：拉伸后直徑，D0：拉伸前直徑 毛坯外邊緣在拉伸時的切向壓塑變形的大小。拉伸系數越小，拉伸變形區寬度變大，抗失穩能力變小，越容易起皺。3）其它因素：凹模的幾何形狀，板料的機械性能，凹模的的潤滑。防止毛坯起皺：起皺產生原因：在切向壓應力作用下，因為失穩而發生。通常在拉伸模上設置壓邊圈防止毛坯起皺12、 解釋板料n值，r值的物理意義，它們對板料成形有哪些影響。硬化指數 n，表示在塑性變形中材料硬化的硬度。 n值大

9、的材料，在同樣的變形程度下，真實應力增加的要多。 n值大時，在伸長類變形過程中可以使變形均勻化，具有擴展變形區，減少毛坯的局部變薄和增大極限變形參數等作用。板厚方向性系數 r ，板料試樣拉伸實驗中寬度應變于厚度應變之比r值于沖壓成形性能有密切關系，尤其于拉深成形性能直接相關。板料的r值大，拉深成形時，有利于凸緣的切向收縮變形和提高拉深件底部的承載能力。13、 分析焊條外涂層（藥皮）的作用。焊條藥皮：熔化形成熔渣覆蓋于熔池表面并產生大量保護氣體，實現氣體熔渣聯合保護，同時在高溫下熔渣與熔池液態金屬之間發生冶金反應。隨焊條的移動，熔池冷卻、結晶，形成連續的焊縫，熔渣凝固成渣殼。14、 簡述埋弧焊，

10、CO2氣體保護焊，等離子弧焊的工藝特點。用埋弧焊（熔劑層下焊接）的焊接方法焊接時，送絲機構將焊絲自動送入電弧區，并保證選定的弧長，電弧在顆粒狀熔劑（焊劑）層下燃燒。焊機帶著焊絲相對工件均勻移動，焊劑從漏斗中不斷流出覆蓋在被焊部位，防止熔池接觸空氣。生產率高、焊縫質量高外形美觀、節約金屬材料、改善勞動條件、設備費用較貴、只適合長直焊縫和環焊縫采用CO2或CO2Ar混合氣體作為保護氣，同時采用內部裝有焊劑的藥芯焊絲，藥芯的成分和焊條藥皮類似，可實現氣體溶渣聯合保護。特點：飛濺少，電弧穩定，焊縫成形美觀；焊絲熔敷速度快，生產率比手工電弧焊高35倍；調整焊劑成分，可焊接多種材料；抗氣孔能力較強。但藥芯

11、焊絲制造較困難，且容易變潮，使用前應在250300下烘烤。等離子弧焊實際上是一種具有壓縮效應的鎢極氬弧焊，因此，等離子弧焊除了具有氬弧焊的優點以外，還有以下特點： 等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透力強,可焊接 厚度1012mm的鋼材而不開坡口（鎢極氬弧焊只能是3mm）， 一次焊透，雙面成形。 焊縫的高度和寬度均勻一致，焊縫表面光潔，質量高。 當電流很小時（如0.1A），電弧也能穩定燃燒，并保持良好的挺直度和方向性。故可焊接很薄的箔材。但其設備較復雜，氣體消耗量大，只適合室內焊接。15、 說明電弧焊、氣焊、電阻焊、電渣焊和摩擦焊所用熱源，并分析它們的加熱特點。電弧焊：焊條和工件之間通過瞬時短

12、路引燃電弧，電弧熱使焊件和焊條端部同時熔化，熔滴與熔化的母材形成熔池。氣焊：氣焊是利用可燃氣體燃燒的高溫火焰來熔化木材和填充金屬的一種焊接方法。氣焊不需要電源，溫度較電弧焊低。電渣焊：電渣焊是利用電流通過熔渣所產生的電阻熱作為熱源進行焊接的一種熔焊方法。 摩擦焊：利用焊件接觸端面相互摩擦產生的熱量，使端面達到熱塑性狀態，然后迅速施加頂鍛力，實現焊接的一種固相壓焊方法。16、 分析低碳鋼熱影響區的組織變化和對性能的影響。焊接熱影響區分為：過熱區、正火區、部分相變區、再結晶區過熱區奧氏體晶粒嚴重長大，冷卻后獲得粗大的過熱組織，塑性大大降低，易產生裂紋。正火區相當于熱處理中的正火組織，是綜合力學性能

13、最好的區段。部分相變區冷卻后晶粒大小和分布不均勻，材料力學性能不均勻再結晶區組織對性能影響不大。17、 簡述陰極濺射沉積的原理和特點 *原理:用荷能粒子轟擊某一靶材（陰極）使靶材表層原子以一定的能量逸出，然后在基材表面沉積成膜的過程。特點：結合力高；容易得到高熔點物質的薄膜；可以在較大面積上得到均一的薄膜；可以控制膜的組成，制備合金膜；可以長時間地連續運轉；良好的再現性。陰極濺射法幾乎可以制造一切物質的薄膜。18、 簡述激光表面處理的特點。原理：將激光束照到工件的表面，以去除或熔化材料以及改變材料表面性能的加工方法。特點：高功率密度激光能量集中，與工件表面作用時間短，適于局部表面處理，對工件整

14、體熱影響小，因此熱變形很小，這對細長桿件、薄片等十分有利。工藝操作靈活簡便，柔性大。改性層有足夠厚度，適于工程要求。結合狀態良好，改性層內部、改性層和基體之間呈致密的冶金結合，不易剝落。19、 簡述粉末燒結的致密化過程，分析燒結過程的推動力。 *可分為三個過程：1）粘結階段：顆粒間的原始接觸點或面轉變為晶體結合，即經過生核，長大過程形成燒結頸。該階段粉末顆粒內部的晶粒不發生變化，外形也不變化，整個燒結體不發生收縮，密度微變化。2）燒結頸長大階段：原子向顆粒結合面大量遷移，使燒結頸擴大，顆粒間距離縮小，同時晶粒長大，晶界越過孔隙移動，使孔隙大量消失。該階段燒結體收縮，密度和強度增加。3）閉孔隙球

15、化和縮小階段：閉孔數量增加，孔隙形狀逐漸球化。該階段燒結體緩慢收縮，但主要是小孔消失和孔隙數量減少。該階段連續很長時間，可能殘留少量孔隙。發生上述過程的根本原因是粉末燒結過程系統自由能的降低。包括以下幾個方面:1）顆粒結合面的增大和顆粒的平直化，粉末體的總面積和總的表面自由能減少。 2）在粉末坯塊高溫燒結過程中，燒結體內會發生孔隙總體積和總面積的減少。 3）粉末顆粒內晶格畸變的消除。20.分析WC-Co硬質合金可以進行液相燒結的原因，簡述其燒結過程?；跐M足以下三個條件：（1）液態Co對WC完全浸潤。在1500°C和氫氣氛下，液態Co與WC的潤濕角為0°，即完全濕潤 (2)WC在Co中部分溶解（3）燒結溫度（1350°-1480°）下有液相Co存在，而液相Co在WC中不溶解，使得在保溫階段液相始終存在。燒結過程如下：（1）預熱及升溫階段（2）達到