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一、 金属材料的制备
1.简要说明高炉的结构及高炉内主要区域分布。 高炉本体是冶炼生铁的主体设备。由耐火材料砌筑成竖式圆筒形，外有钢板炉壳加固密封，内嵌冷却设备保护；高炉内部工作空间的形状称为高炉内型。高炉内型从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五个部分，该容积总和为它的有效容积，反映高炉所具备的生产能力。 根据物料存在形态的不同，可将高炉划分为五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前回旋区、渣体聚集区。
2高炉炼铁的主要原料和产品分别是什么？ 原料：铁矿石： 含铁矿物+脉石=机械混合物
天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等几种 产品：（1）生铁-----不是纯铁！！
含Fe、C、Si、Mn、P、S等元素组成的合金。 w(C)在2%左右，实际上可达3.5%-4.5% 铸造生铁：即灰口生铁，碳以游离石墨形式存在，断面呈灰色 炼钢生铁：即白口生铁，碳以Fe3C形式存在，断面呈银白色 特种生铁：高锰、高硅生铁
（2）高炉煤气：含CO、CO2、CH4、H2等 （3）炉渣
3高炉炼铁的主要理化过程有哪些？主要的反应有哪些？
1）燃烧过程:C＋O2——CO2↑ CO2在上升过程中：CO2＋C——CO↑ 2）溶剂分解:CaCO3——CaO＋CO2↑ 3）铁的还原:FeO＋CO——CO2＋Fe(间接还原) FeO＋C——Fe＋CO （直接还原） 4）增碳：铁水在与焦碳的接触中会增碳－扩散 过程， 使铁水被C所饱和。 5）其他元素的还原:
Mn，Si 部分被还原，被还原后进入铁水中 Al不被还原 ，只能和熔剂形成渣 6）去S: FeS＋CaO——CaS＋FeO
7）P还原： Ca3(PO4)2＋5C － 3CaO＋2P＋5CO 8）造渣：SiO2、Al2O3、CaO等
铁水中： C饱和，溶有部分Mn，Si，S以及全部的P。 4炼钢有哪些主要方法？炼钢过程的主要反应是什么？ 主要方法：转炉炼钢：氧气转炉炼钢法 电炉炼钢：电弧炉炼钢法 平炉炼钢 炼钢过程的主要反应： 脱C
Si、Mn的氧化 脱P 脱S 脱O
5说明连铸机的组成及作用。
钢的连铸机由钢包，中间包，结晶器，结晶振动装置，二次冷却装和铸坏导向装置，拉坯矫直装置，切割装置、出坯装置等部分组成。
作用:连铸就是通过连铸机直接把钢液凝固成钢坯，从而可以逐步代替传统的锭模浇注和钢坯开坯工序，实现钢铁生产的连续化和自动化。 6简要叙述拜耳法生产氧化铝的原理和工序。
（l）用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。
（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿，即溶出过程。 交替使用这两过程，就能够每处理一批矿石得到一批氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。 工序：原浆的制备—高压溶出—压煮矿浆的稀释、赤泥洗涤及分离—晶种分解—氢氧化铝的分级—氢氧化铝的焙烧—母液蒸发和苏打苛化
7说明火法炼铜的基本原理与工艺，造锍熔炼的目的是什么？
基本原理：
工艺：造锍熔炼-吹炼-火法精炼-电解精炼
造锍熔炼的目的是使炉料中的铜尽可能全部进入冰铜，部分铁以FeS形式也进入冰铜，使大部分铁氧化成FeO与脉石矿物造渣；其次使冰铜与炉渣分离。
二、 金属的液态成型
1. 合金的铸造性能有哪些？ 铸造性能是合金在铸造生产中所表现出来的工艺性能，是保证铸件质量的主要因素，是衡量铸造合金的主要指标。
铸造性能有充型能力与流动性、收缩性、吸气性和偏析等。
2. 什么是铸造应力？铸造应力对铸件的质量有何影响？生产中常采用哪些措施来防止和
减少应力对铸件的危害？
铸造应力：铸件完全凝固后便进入了固态收缩阶段，若铸件的固态收缩受到阻碍，将在铸件内部产生应力，称为铸造应力。 影响：
3. 缩孔和缩松是如何形成的？采用何种措施进行防止？ 液态合金在凝固过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补足，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。容积比较大且集中的孔洞称为缩孔，细小且分散的的孔洞称为缩松。
缩孔、缩松的防止措施
采用冒口、冷铁的顺序凝固（结晶温度窄的合金）
4. 什么是顺序凝固和同时凝固？各需要采用什么措施来实现？它们分别适用于哪些场
合？
顺序凝固，就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，而后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。 措施：在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口，同时增设冷铁等工艺措施。 适用场合：结晶温度窄的合金，适用于对铸钢，白口铸铁及铝合金、铜合金铸件的补缩。 同时凝固：采取工艺措施保证铸件结构上的各部分之间没有温差或温差很小，使各部分同时凝固。 措施：将内浇口开在铸件的薄壁处，以减缓其冷却速度；而在铸件的厚壁处放置冷铁，以加快其冷却速度。 适用场合：（1）结晶温度宽的合金，容易产生缩松的合金，对气密性要求不高时，可采用同时凝固原则，使工艺简化。（2） 壁厚均匀的铸件，倾向用同时凝固，尤其是均匀薄壁铸件，消除缩松有困难，应采用同时凝固原则。（2）从合金性质看，适合采用顺序凝固原则的铸件，当热裂、变形成为主要矛盾时，也可以采用同时凝固原则。
5. 浇注系统一般有哪几个基本组元组成？各组元的作用是什么？
浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道，通常有浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等组成。
（1）浇口杯（外浇口）：浇注时外浇口应保持充满状态，以便熔融金属比较平稳的流到铸型內并使熔渣上浮。 （2）直浇道：利用其高度产生一定的液态静压力，使熔融金属产生充填能力。（3）横浇道：将熔融金属分配进入内浇道并起挡渣作用。 （4）内浇道：控制熔融金属流入型腔的速度与方向。
6简述熔模铸造的工艺过程、生产特点和适用范围。
工艺过程：母模—压型—融蜡—铸造蜡模—单独蜡模—组合蜡模—结壳、溶出蜡模—填砂、浇注
生产特点：可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件；铸件精度高，表面质量好；能够铸造各种合金铸件；生产批量不受限制；工序繁多，生产周期较长，铸件不能太长、太大，铸件成本比砂型铸件高。 适用范围：
6. 金属型铸造有何优越性？为什么它不能完全取代砂型铸造？
金属型铸造一型多铸，生产率高，劳动条件好；铸件的组织致密、晶粒细小，机械性能高；铸件精度高、表面粗糙度值低。
属型铸造成本高，周期长，工艺要求严格，铸件易出现浇不足、冷隔、裂纹等缺陷，易产生白口现象，外形不易复杂，所以金属型铸造不宜生产铸铁件，而广泛应用于铜、铝合金铸件的大批量生产，故它不能取代砂型铸造。
7. 低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同？
低压铸造是一种介于金属型铸造和压力铸造之间的一种方法，它是在低压下将金属液注入型腔，并在压力下凝固成型，以获得铸件的方法.与压力铸造相比，所受压力大小不同，液态金属流动方向不同。
三、 金属塑性成形
1. 常见的塑形成形加工方法有哪些？
体积成形: 轧制、挤压、拉拔、锻造 板料成形：剪切、弯曲、拉伸、胀形 2. 与铸件相比，锻件有何优点？
（1）锻件中，由于工件经受塑性变形和再结晶，粗大的树枝状结晶组织被压碎，疏松和空隙被压实，因而可以避免铸件存在的偏析、缩孔、疏松等缺陷。
（2）锻件能保留金属的流线型，可以显著提高金属材料的力学性能。 （3）锻件适用于性能要求高，形状复杂的零件，而铸件不适用。
3. 简述影响金属塑性成形性能的主要因素。
（1）材料的本质：①化学成分 ②金属组织
（2）成型加工条件:①变形温度 ②变形塑性 ③应力状态
4. 金属塑形成形的基本定律是什么？
最小阻力定律、体积不变规则、材料的塑性成形 5. 一般情况下，模锻的模膛包括哪几个部分？
预锻模膛：让坯料变形到接近锻件的形状和尺寸，以使金属易于充满终锻模膛。
终锻模膛：让坯料变形到接近锻件的形状和尺寸，以使金属易于充满终锻模膛。
6. 简述热轧无缝钢管的主要生产工序 穿孔—轧管—匀整—定径和减径
7. 什么是控制轧制？简述控制轧制三阶段的显微组织变化特点。 控制轧制是指在热轧的过程中通过对金属的加热制度、变形制度和温度制度的合理控制，是塑性变形与固态相变相结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能的一种轧制方法。
三阶段：（1）奥氏体再结晶区控制轧制：
（2）奥氏体未再结晶区控制轧制： （3）奥氏体+铁素体两相区控制轧制：
8. 板料冲压主要包含哪些内容？分别说明各种冲压工艺的特点及其应用范围。 四、 金属热处理原理及工艺
1. 简述奥氏体化的过程及奥氏体晶粒大小的影响因素。 钢加热时奥氏体的形成过程过程称为奥氏体化。
以奥氏体为例：奥氏体的形核—奥氏体长大—剩余渗碳体溶解—奥氏体均匀化
奥氏体晶粒大小的影响因素：（1）加热温度和保温时间的影响（2）加热速度的影响（3）钢的化学成分影响
2. 绘制共析钢的等温冷却曲线和连续冷却曲线，说明每条线和区域的金属学意义。