《材料成形工艺基础》第2版课后习题答案(柳秉毅)

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1、《材料成形工艺基础》1.1区分以下名词的含义：逐层凝固P8与顺序凝固P14糊状凝固P8与同时凝固P15液态收缩与凝固收缩P11缩孔与缩松P12逐层凝固：纯金属和共晶成分的合金是在恒温下结晶的，铸件凝固时其凝固区宽度接近于零，随着温度的下降，液相区不断减小，固相区不断增大而向中心推进，直至到达铸件中心。顺序凝固：是指在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口之间逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口处向冒口方向顺序地凝固，即远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。糊状凝固：如果合金的结晶温度范围很宽，或者铸件断面上温度梯度较小，

2、则在凝固的某段时间内，其固相和液相并存的凝固区会贯穿铸件的整个断面。同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。液态收缩：从浇注温度冷却至凝固开始温度(液相线温度)期间发生的收缩。凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终了温度(固相线温度)期间发生的收缩。铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩所造成的体积缩减，如果未能获得补充(称为补缩)，则会在铸件最后凝固的部位形成孔洞。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。1.2什么是液态合金的充型能力?P10它与合金的流动性有何关系?P10

3、化学成分不同的合金为什么流动性不同?P9流动性不好对铸件的质量有何影响?P10在实际生产条件下熔融金属是否能够顺利充满型腔，从而获得轮廓清晰、形状完整的铸件，这种能力被称为合金的充型能力。流动性好的合金充型能力强，流动性差的合金充型能力也差。同种合金中成分不同的合金具有不同的结晶特点，其流动性也不同。合金的流动性好，不仅有利于充型，而且有利于金属液中的气体和非金属夹杂物的上浮排除，有利于对金属凝固时产生的收缩进行补缩。合金的流动性差，铸件就容易产生浇不到、冷隔、气孔、夹渣和缩孔等缺陷。1.3拟生产一批小型铸铁件，力学性能要求不高，但壁厚较薄，试

4、分析如何提高合金液的充型能力。答：1）尽可量提高浇注温度。由于壁厚较薄，铸铁可取1450左右2）增大充型压力（即增大推动力）。3）选用蓄热能力强的材料作铸型。4）提高铸型温度。5）选用发气量小而排气能力强的铸型。1.4冒口补缩的原理是什么?冷铁是否可以补缩?冷铁的作用与冒口有何不同?在铸件厚壁处和热节部位（即铸件上热量集中，内接圆直径较大的部位）设置冒口，是防止缩孔、缩松的有效措施。冒口的尺寸应保证冒口比它要补缩的部位凝固得晚，并有足够的金属液供给。采用“顺序凝固原则”，在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口之间逐渐递增的温度梯度，从而实现由远

5、离冒口处向冒口方向顺序地凝固，即远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固，不可以。冷铁是用以增加铸件某一局部的冷却速度而安放在铸型内的金属激冷物。1.7既然提高浇注温度可以增强合金的充型能力，为什么又要防止浇注温度过高?P10浇注温度不宜过高，否则金属液吸气增多，氧化加剧，并且使合金的液态收缩量增加，不仅充型能力提高不多，反而增大了产生缩孔、气孔、粘砂、晶粒粗大等缺陷的倾向。因此，每种铸造合金都有一定的浇注温度范围。1.8什么是冷变形和热变形?冷变形和热变形对金属的组织与性能有哪些影响?冷变形加工和热变形加工各有何优缺点?P

6、22P231）在再结晶温度以下(通常是在室温下)进行的塑性成形加工，称为冷变形加工；通常把在再结晶温度以上进行的塑性成形加工称之为热变形加工。2）冷变形对金属组织性能的影响冷变形后金属纤维组织的形成和形变织构的出现，均使金属的性能产生各向异性，这对于塑性成形加工是不利的；热变形对金属组织和性能的影响热变形加工能消除铸态金属的某些缺陷，如使气孔、缩松焊合，使粗大的柱状晶粒或树枝晶破碎并再结晶成为均匀的等轴晶，改善第二相的形态与分布，减小成分偏析等，从而使金属材料组织致密，晶粒细化，成分均匀，力学性能提高。3）由于冷变形加工是在再结晶温度以下(通常

7、还低于回复温度)进行的，金属在变形过程中只有冷变形强化而无回复或再结晶软化，因此所需变形力很大，且变形程度也不宜过大，以免降低模具寿命或使工件开裂。冷变形加工的生产率较高，其产品具有表面质量好、尺寸精度高等优点，一般不需要再切削加工；（冷变形优缺点）由于金属的热变形一般都在远高于再结晶温度以上进行，软化过程大于强化过程，所以金属具有较好的塑性和较低的变形抗力，这样金属在热变形时可获得较大的变形量，而耗能较小。用热变形方法可加工尺寸较大或形状复杂的工件，并能改善金属的组织与性能。但由于变形温度高，金属表面易形成氧化皮，工件表面质量和尺寸精度较低。

8、（热变形优缺点）1.11根据你所学的知识说明“趁热打铁”的意思和道理。P25随着温度升高，金属原子活动能力增强，原子间结合力减弱，使塑性提高和变形抗力