作業1 金屬材料技術基礎
1-1 判斷題（正確的畫o，錯誤的畫×）
1．純鐵在公升溫過程中，912℃時發生同素異構轉變，由體心立方晶格的α-fe轉變為麵心立方晶格的γ-fe。這種轉變也是結晶過程，同樣遵循晶核形成和晶核長大的結晶規律o ）
2．奧氏體是碳溶解在γ-fe中所形成的固溶體，具有麵心立方結構，而鐵素體是碳溶解在α-fe中所形成的固溶體,具有體心立方結構o ）
3．鋼和生鐵都是鐵碳合金。其中，碳的質量分數（又稱含碳量）小於0.77%的叫鋼，碳的質量分數大於2.11%的叫生鐵
4．珠光體是鐵素體和滲碳體的機械混合物，珠光體的力學效能介於鐵素體和滲碳體之間o ）
5．鋼中的含碳量對鋼的效能有重要的影響。40與45鋼相比，後者的強度高，硬度也高,但後者的塑性差o ）
6．為了改善低碳鋼的切削加工效能，可以用正火代替退火，因為正火比退火周期短，正火後比退火後的硬度低，便於進行切削加工
7．淬火的主要目的是為了提高鋼的硬度。因此，淬火鋼就可以不經回火而直接使用
8．鐵碳合金的基本組織包括鐵素體（f）、奧氏體（a）、珠光體（p）、滲碳體（fe3c）、馬氏體（m）、索氏體（s）等
1-2 選擇題
1．鐵碳合金狀態圖中的合金在冷卻過程中發生的（ f ）是共析轉變，（ b ）是共晶轉變。
a．液體中結晶出奧氏體； b．液體中結晶出萊氏體；
c．液體中結晶出一次滲碳體； d．奧氏體中析出二次滲碳體；
e．奧氏體中析出鐵素體； f．奧氏體轉變為珠光體。
2．下列牌號的鋼材經過退火後具有平衡組織。其中，（ c ）的σb最高，（ d ）的hbs最高，（ a ）的δ和ak最高。在它們的組織中，（ a ）的鐵素體最多，（ c ）的珠光體最多，（ d ）的二次滲碳體最多。
a．25； b．45； c．t8； d．t12。
3．純鐵分別按圖1-1所示不同的冷卻曲線冷卻。其中，沿（ d ）冷卻，過冷度最小；沿（ d ）冷卻，結晶速度最慢；沿（ a ）冷卻，晶粒最細小。
圖1-1
4．成分相同的鋼，經過不同的熱處理，可以得到不同的組織，從而具有不同的力學效能。對於碳的質量分數（含碳量）為0.45%的鋼，當要求具有高的硬度和耐磨性時，應進行（ f ）；當要求具有較高的綜合力學效能時，應進行（ d ）；當要求具有低的硬度和良好的塑性時，應進行（ a ）。
a．完全退火； b．正火； c．淬火； d．調質處理；
e．淬火十中溫回火； f．淬火十低溫回火。
5．「65mn」是常用的合金彈簧鋼，「65」表示的意義是（ b ）。
a．鋼中的含碳量為6.5%左右； b．鋼中的含碳量為0.65%左右；
c．鋼中的含錳量為6.5%左右； d．鋼中的含錳量為0.65%左右。
1-3 填空題
1．在純鐵的一次結晶中，細化晶粒的方法是1、提高冷卻速度，2、（ 孕育處理 ）3、（ 攪拌或震動 ）。
2．鋼的熱處理加熱的主要目的是（ 獲得晶粒細小、成分均勻的奧氏體組織 ）。
3．共析鋼等溫轉變中，高溫轉變產物的組織，按硬度由高到低的順序，其組織名稱和表示符號分別是（ 屈氏體t ）、（ 索氏體s ）、（ 珠光體p ）。
4．t10a鋼中的「t」表示（ 碳素工具鋼 ）；「10」表示（ 含碳量1.0% ）；而「a」表示（ 高階優質碳素工具鋼 ）。
5．圖1-2為鐵碳合金狀態圖的一部分。試用符號將各相區的組織填在圖上，並標出s點、e點所對應的碳的質量分數（含碳量）。
6．兩根直徑為φ5mm，碳的質量分數（含碳量）為0.4%，並具有平衡組織的鋼棒。一端浸入20℃水中，另一端用火焰加熱到1000℃，如圖1-3所示。
待各點組織達到平衡狀態後，一根緩慢冷卻到室溫，另一根水淬快速冷卻到室溫，試把這兩根棒上各點所得到的組織填入表1-1。
圖1-2圖1-3
表1-1
作業2 鑄造技術基礎
2-1 判斷題（正確的畫o，錯誤的畫×）
1．澆注溫度是影響鑄造合金充型能力和鑄件質量的重要因素。提高澆注溫度有利於獲得形狀完整、輪廓清晰、薄而複雜的鑄件。因此，澆注溫度越高越好。 （ × ）
2．鑄件的凝固方式有逐層凝固、中間凝固和體積凝固三種方式。影響鑄件凝固方式的主要因素是鑄件的化學成分和鑄件的冷卻速度o ）
3．合金收縮經歷三個階段。其中，液態收縮和凝固收縮是鑄件產生縮孔、縮松的基本原因，而固態收縮是鑄件產生內應力、變形和裂紋的主要原因o ）
4．結晶溫度範圍的大小對合金結晶過程有重要影響。鑄造生產都希望採用結晶溫度範圍小的合金或共晶成分合金，原因是這些合金的流動性好，且易形成集中縮孔，從而可以通過設定冒口，將縮孔轉移到冒口中，得到合格的鑄件o ）
5．為了防止鑄件產生裂紋，在零件設計時，力求壁厚均勻；在合金成分上應嚴格限制鋼和鑄鐵中的硫、磷含量；在工藝上應提高型砂及型芯砂的退讓性。 （ o ）
6．鑄造合金的充型能力主要取決於合金的流動性、澆注條件和鑄型性質。所以當合金的成分和鑄件結構一定時；控制合金充型能力的唯一因素是澆注溫度。（ × ）
7．鑄造合金在冷卻過程中產生的收縮分為液態收縮、凝固收縮和固態收縮。共晶成分合金由於在恆溫下凝固，即開始凝固溫度等於凝固終止溫度，結晶溫度範圍為零。因此，共晶成分合金不產生凝固收縮，只產生液態收縮和固態收縮，具有很好的鑄造效能
8．氣孔是氣體在鑄件內形成的孔洞。氣孔不僅降低了鑄件的力學效能，而且還降低了鑄件的氣密性o ）
9．採用順序凝固原則，可以防止鑄件產生縮孔缺陷，但它也增加了造型的複雜程度，並耗費許多合金液體，同時增大了鑄件產生變形、裂紋的傾向。 （ o ）
10． 採用同時凝固的原則，可以使鑄件各部分的冷卻速度趨於一致，這樣既可以防止或減少鑄件內部的鑄造應力，同時也可以得到內部組織緻密的鑄件。 （ × ）
11． 鑄造應力包括熱應力和機械應力，鑄造熱應力使鑄件厚壁或心部受拉應力，薄壁或表層受壓應力。鑄件壁厚差越大，鑄造應力也越大o ）
12．鑄造過程中，合金凝固的液固共存區域很寬時，鑄件的厚壁區僅易產生較大縮孔缺陷；因此，應選用順序凝固原則，使得上述缺陷轉移到冒口處，以便於鑄件清理工序切除
13．鑄造時，冷鐵的作用是加快鑄件區域性的冷卻速度，因此可以配合冒口來控制鑄件的順序凝固，達到降低鑄件鑄造應力的目的
2-2 選擇題
1．為了防止鑄件產生澆不足、冷隔等缺陷，可以採用的措施有（ d ）。
a．減弱鑄型的冷卻能力； b．增加鑄型的直澆口高度；
c．提高合金的澆注溫度； d．a、b和c； e．a和c。
2．順序凝固和同時凝固均有各自的優缺點。為保證鑄件質量，通常順序凝固適合於（ d ），而同時凝固適合於（ b ）。
a．吸氣傾向大的鑄造合金； b．產生變形和裂紋傾向大的鑄造合金；
c．流動性差的鑄造合金； d．產生縮孔傾向大的鑄造合金。
3．鑄造應力過大將導致鑄件產生變形或裂紋。消除鑄件中殘餘應力的方法是（ d ）；消除鑄件中機械應力的方法是（ c ）。
a．採用同時凝固原則； b．提高型、芯砂的退讓性；
c．及時落砂d．去應力退火。
4．合金的鑄造效能主要是指合金的（ b ）和（ c ）。
a．充型能力；b．流動性；c．收縮；d．縮孔傾向；e．鑄造應力；f．裂紋；g.偏析；h.氣孔。
5．如圖2-1所示的a、b、c、d四種成分的鐵碳合金中，流動性最好的合金是（ d ）；形成縮孔傾向最大的合金是（ d ）；形成縮松傾向最大的合金是（ b ）。
圖2-1圖2-2
6．如圖2-2所示應力框鑄件。澆注並冷卻到室溫後，各桿的應力狀態為（ h ）。若用鋼鋸沿a-a線將φ30杆鋸斷，此時斷口間隙將（ a ）。
斷口間隙變化的原因是各桿的應力（ c ），導致φ30杆（ e ），φ10杆（ d ）。
a．增大； b．減小； c．消失； d．伸長； e．縮短；f．不變；
g．φ30杆受壓，φ10杆受拉； ｈ．φ30杆受拉，φ10杆受壓。
7．直徑φ100m，高250mm的圓柱形鑄件，內部存在鑄造熱應力，若將鑄件直徑車削為φ80mm 後，鑄件高度方向的尺寸將（ b ）。
《材料成形技術基礎》習題集新版答案
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一.解釋名詞 1.開放式澆注系統 內澆口的總截面積大於直澆口的截面積的澆注系統。合金在直澆口中不停留而直接進入鑄型的澆注系統。該澆注系統流動性好，但缺乏擋渣作用。2.封閉式澆注系統 內澆口的總截面積小於直澆口的截面積的澆注系統。直澆口被合金灌滿而使渣漂浮在上部，具有較好的擋渣作用，但影響合金的流動性...