《材料成形原理》试题及答案

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1、一、名词解释1表面张力2粘度3表面自由能(表面能)4液态金属的充型能力5液态金属的流动性6铸型的蓄热系数7不稳定温度场和稳定温度场8温度梯度9溶质平衡分配系数K010均质形核和异质形核11、粗糙界面和光滑界面12“成分过冷”与“热过冷”13内生生长和外生生长14枝晶间距15共生生长和离异生长16孕育与变质17联生结晶18择优生长19快速凝固20气体的溶解度21熔渣的碱度22、长渣和短渣23熔渣的氧化和还原能力24扩散脱氧25沉淀脱26真空脱氧27偏析28微观和宏观偏析29气孔30、冷裂纹和热裂纹31溶质再分配32热流密度33焊接34热影响区35焊接线能量E36焊接的合金化37合金化的过渡系数3

2、8熔合比39内力40内应力41焊接瞬时应力42焊接残余应力43焊接变形44裂纹45塑性46热塑性变形47、张量48塑性49简单加载50、应力球张量51、加工硬化52、应变速率53、滑移54、主切应力平面55、平面应变状态56、附加应力二、简答题1实际液态金属的结构2液态金属表面张力的影响因素3简述大平板铸件凝固时间计算的平方根定律4铸件凝固方式的分类5简述Jackson因子与界面结构的关系6试写出“固相无扩散，液相只有有限扩散”条件下“成分过冷”的判据，并分析哪些条件有助于形成“成分过冷”。7写出成分过冷判别式（在“固相无扩散，液相为有限扩散”条件下），讨论溶质原始含量C0、晶体生长速度R、界

3、面前沿液相中的温度梯度GL对成分过冷程度的影响，并以图示或文字描述它们对合金单相固溶体结晶形貌的影响。8层片状共晶的形核和长大方式9.铸件的凝固组织可分为几类，它们分别描述铸件凝固组织的那些特点？11防止气孔产生的措施12夹杂物对金属性能的影响13.常见焊缝中的夹杂物有几类，它们会对焊缝产生哪些危害？14试比较缩孔与缩松的形成机理15.简述凝固裂纹的形成机理及防止措施。16冷裂纹的分类及其影响冷裂纹形成的因素17．共晶凝固过程中的共生生长与离异生长18.集中缩孔的形成机理19保证熔焊焊接接头的措施：20比较焊接温度场和焊接热循环21表征焊接热循环的参数分别是哪几个22.焊接过程的特殊性（以低合

4、金钢为例）：23影响HAZ硬度的因素有那两个1524比较粗晶脆化、组织转变脆化、析出脆化和热应变失效脆化25减少焊接残余应力的措施26焊接变形的基本形式27防止热裂纹的措施28氢致裂纹的机理29热塑性变形机理及其对金属组织和性能的影响30、简述张量的基本性质31变形连续方程的物理意义32焊接熔池的凝固条件33氢对焊缝金属的质量有何影响？三、计算题1．在直角坐标系中，一点的应力状态表示成张量的形式为用应力状态特征方程求出该点的主应力和主方向。（8分）2.试推导均质形核的临界形核功。（7分）3试推导非均质形核的临界形核功。4流体力学的斯托克斯公式计算气泡或夹杂上浮的速度。5比较同样体积大小的球状、

5、块状、板状及杆状铸件凝固时间的长短。6P57第6题。7P105第5题8已知塑性状态下某质点的应力张量为（MPa），应变增量（为一微小量），试求应变增量的其余分量。9推导希尔(Scheil)公式（固相无扩散而液相充分混合均匀的溶质再分配），必要时画出该条件下成分与离开固－液界面前沿距离关系图。10对于Oxyz直角坐标系，已知受力物体内一点的应力张量为15求出该点的应力张量不变量、主应力、主切应力、最大切应力、等效应力、应力偏张量及应力球张量一、名词解释1表面张力—表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。2粘度－表面上平行于表面切线方向且各方

6、向大小相等的张力。或作用于液体表面的应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度dvx/dvy的比例系数。3表面自由能(表面能)－为产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。4液态金属的充型能力－液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力。5液态金属的流动性－是液态金属的工艺性能之一，与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。6铸型的蓄热系数－表示铸型从液态金属吸取并储存在本身中热量的能力。7不稳定温度场－温度场不仅在空间上变化，并且也随时间变化的温度场。稳定温度场－不随时间而变的温度场（即温度只是坐标的函数）：8温度梯度—是指温度随距离的变化率。或沿等温

7、面或等温线某法线方向的温度变化率。9溶质平衡分配系数K0—特定温度T*下固相合金成分浓度CS*与液相合金成分CL*达到平衡时的比值。10均质形核和异质形核－均质形核(Homogeneousnucleation)：形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，亦称“自发形核”。非均质形核(Hetergeneousnucleation)：依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程，