材料成型原理 复习题

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1、材料成型原理复习题第二章材料成形热过程1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高（2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短（3）热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。2、影响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。?热源的性质?焊接工艺参数?被焊金属的热物理性质?焊件的板厚和形状3、何谓焊接热循环？答：焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程，即焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到最高值后，又由高而低随时间的变化。焊接热循环具有加热速度快、峰值温度

2、高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点3、焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？?加热速度?峰值温度?高温停留时间?冷却速度或冷却时间决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个：（1）加热速度ωH焊接热源的集中程度较高，引起焊接时的加热速度增加，较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分，从而影响接头的组织和力学性能。（2）峰值温度Ｔmax。距焊缝远近不同的点，加热的最高温度不同。焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶，从而改变母材的组织与性能。（3）相变温度以上的停留时间tH在相变温度TH以上停留时间越长，越有利于奥氏体

3、的均匀化过程，增加奥氏体的稳定性，但同时易使晶粒长大，引起接头脆化现象，从而降低接头的质量。（4）冷却速度ωC(或冷却时间t8/5)冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。对低合金钢来说，熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢，如800～500℃的冷却时间t8/5，800～300℃的冷却时间t8/3，以及从峰值温度冷至100℃的冷却时间t100。5、焊接热循环中冷却时间t8/5、t8/3、t100的含义是什么？焊接热循环中的冷却时间t8/5表示从800?C冷却到500?C的冷

4、却时间。焊接热循环中的冷却时间t8/3表示从800?C冷却到300?C的冷却时间。焊接热循环中的冷却时间t100表示从峰值冷却到100?C的冷却时间。6、影响焊接热循环的因素有哪些？试分别予以说明。?焊接热输入的影响?预热温度的影响?焊件形状尺寸的影响?接头形式的影响?焊道长度的影响?冷却条件的影响8、已知某半无限大板状铸钢件的热物性参数为：导热系数λ=46.5W/(m·K)，比热容C=460.5J/(kg·K)，密度ρ=7850kg/m3，取浇铸温度为1570℃，铸型的初始温度为20℃。试求该铸件在砂型和金属型铸模（铸型壁均足够厚）中浇铸后0.2h时刻

5、,铸型表面和距铸型表面0.1m处的温度并作分析比较。（铸型的有关热物性参数见表2-2。）解：（1）砂型：b1?1c1?1=12965b2??2c2?2=639界面温度：Ti?b1T10?b2T20=1497℃b1?b2铸件的热扩散率：a1?=1.3?10?c?-52m/s根据公式T?T??T?T?erf??1i10i表1。??分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见?2at?1??x表1铸件在砂型中凝固时的温度分布根据表1结果做出相应温度分布曲线见图1。（2）金属型：b1??1c1?1=12965b2?2c2?2=15434界面温度：Ti?b1T10?b

6、2T20=727.6℃b1?b2同理可分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表2与图2。表2铸件在金属型中凝固时的温度分布t=0.02ht=0.0h图1铸件在砂型中凝固时的温度分布曲线图2铸件在金属型中凝固时的温度分布曲线(3)分析：采用砂型时，铸件金属的冷却速度慢，温度梯度分布平坦，与铸型界面处的温度高，而采用金属铸型时相反。原因在于砂型的蓄热系数b比金属铸型小得多。9、凝固速度对铸件凝固组织、性能与凝固缺陷的产生有重要影响。试分析可以通过哪些工艺措施来改变或控制凝固速度？解：①改变铸件的浇注温度、浇铸方式与浇铸速度；②选用适当的铸型材料和起始（预热

7、）温度；③在铸型中适当布置冷铁、冒口与浇口；④在铸型型腔内表面涂敷适当厚度与性能的涂料。10、比较同样体积大小的球状、块状、板状及杆状铸件凝固时间的长短。解：一般在体积相同的情况下上述物体的表面积大小依次为：A球<A块<A板<A杆根据?RK与R?V1A1所以凝固时间依次为：t球>t块>t板>t杆。11、右图为一灰铸铁底座铸件的断面形状，其厚度为30mm，利用“模数法”分析砂型解：将底座分割成A、B、C、D查表2-3得：K=0.72(cm/min)对A有：RA=VA／AA=1.23cm?A=RA2／KA2=2.9min对

8、B有:RB=VB／AB=1.33cm?B=RB2／KB2=3.4min对C有：R