材料成型原理习题.doc

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1、院（系）专业班级学号姓名装订线装订线装订线题号一二三四五六七八九十总分得分得分一、判断题（正确的打√，错误的打×，每题1分，共15分）1.液态金属表面张力的产生是由于表面原子受力不平衡造成的。（√）2.只要过冷度∆T<0，液态金属就能凝固。（×）3.随着凝固速度的增加，固/液界面前沿的成份过冷范围增大。（×）4.只要两相共晶组织中其中一相的体积分数小于1/π时，凝固后则形成棒状组织。（×）5.对于短而粗的铸件，由平方根定律计算出的凝固时间较实际的长。（√）6.焊接线能量即单位长度焊缝上输入的电功率。（×）7.高速焊接条件下易得到偏向晶。（×）8.

2、熔池反应区是焊接冶金反应最剧烈的部位。（×）9.氮在金属中的溶解度与氮的分压成正比。（×）10.焊接时临界应变增长率越大，则热裂敏感性越小。（√）11.某个质点的等效应力可以在过该点的某个微分面上表示出来。（×）12.可以用工具或质点的运动速度来衡量物体内质点的变形速度。（×）13.对数应变具有可加性，因此，如果用对数应变表示变形量的大小，那么，不论物体的载荷状态如何，物体的总变形量都可以由各个阶段的微小变形量加和得到。（×）14.在变形物体内部，速度间断线两侧的法向速度必须相等。（√）15.主应力法可以求变形力，但无法分析变形体内的应力分布。（

3、√）得分二、问答题（11小题，共48分）1.怎样的质点才能作为异质形核的晶核？（4分）答：质点的熔点要高，（2分）且质点/晶核间的界面要润湿或部分润湿（润湿角θ在0°<θ<180°），或者界面两侧质点和晶核的原子排列相似，实现界面共格对应，点阵度配位度δ<25%。（2分）2.随着成分过冷范围的增大，单相合金的凝固组织有何变化？（5分）答：随着成份过冷范围的增大，单相合金的凝固将从无成份过冷的平面生长依次转变为窄成份过冷区的胞状生长、较宽成份过冷区的柱状树枝晶生长、宽成份过冷区的自由树枝晶生长，（3分）从而其凝固组织从平面晶依次转变为胞状晶、柱状树

4、枝晶、自由树枝晶（等轴晶）。（2分）（注：如只写出上述前半部分，说明该生已掌握成份过冷范围与最终组织之间的关系，也可以得全分）3.请用示图分别表示固相无扩散，液相均匀混合、液相只有有限扩散和液相有对流（液相量足够大）的情况下，固相和液相的成份分布。（5分）答：液相均匀混合、液相只有有限扩散和液相有对流的情况下，固相和液相的成份分布分别如下图(a)、(b)、(c)表示：(a)(b)(c)（1分）（2分）（2分）（只要画出各实线以及与成份C0间的相对位置即可得分）4.什么是焊接热循环？其主要参数有哪些？t8/5和t100各代表什么含义？（5分）答：在

5、焊接过程中，焊件上某点的温度由低到高，达到最大值后又由高到低随时间的变化，称为焊接热循环。其主要参数有加热速度、最高温度（峰值温度）、相变温度以上的停留时间（高温停留时间）、冷却速度（冷却时间）。t8/5——代表从800冷却至500的冷却时间；t100——从最高温度冷却至100的冷却时间；评分标准：对焊接热循环，答对“焊件上某点温度随时间变化”即得1分；主要参数每答出1个得0.5分，4个参数全答出得2分；t8/5和t100各1分。5.焊接熔池凝固有何特点？其凝固组织形态有哪些？（5分）答：由于焊接熔池凝固条件有体积小、过热、处于运动状态、熔池界面

6、导热好及冷却速度快等特点，因此焊接熔池的凝固属非平衡凝固，其凝固过程具有以下特点：院（系）专业班级学号姓名装订线装订线装订线联生结晶（交互结晶、外延结晶）：即从熔池边界开始，依附于部分熔化的母材晶粒的现成表面，而形成共同晶粒的凝固方式。择优生长，即当最优结晶方向与导热最快方向一致时，晶粒生长最快而优先长大，取向不一致的晶粒被淘汰。熔池界面各点柱状晶成长的平均速度，v为焊接速度，θ为R与v之间夹角。焊接熔池凝固组织形态，宏观上看主要是柱状晶和少量等轴晶。微观分析，柱状晶内又有平面晶、包状晶及树枝晶等。评分标准：第1问若答出联生（外延结晶）、择优成长

7、及，即得满分3分；第2问只要答出（包状晶、平面晶、包状树枝晶、树枝晶）柱状晶之一和等轴晶即得满分2分。6.焊接中脱氧反应有哪几种形式？CO2焊应采用什么焊丝？（5分）答：在焊接中脱氧反应按其方式和特点可分为先期脱氧、沉淀脱氧和扩散脱氧三种。先期脱氧是在药皮加热阶段，固态药皮受热后发生的脱氧反应；沉淀脱氧是在熔滴和熔池阶段，溶解在液态金属中的脱氧剂和FeO直接进行反应，把铁还原，且脱氧产物浮出液态金属的过程，扩散氧化是在液态金属与熔渣的界面上进行的，是以分配定律为理论基础的。CO2气保焊时，由于气氛的强氧化性，根据锰硅联合脱氧原则，常在焊丝中加入适

8、当比例的锰和硅，可减少焊缝中的氧和夹杂物。如常用H08MnSiA或H08Mn2SiA等。评分标准：第1问答出先期脱氧、沉淀脱氧及扩散脱氧