湖南大学材料工程基础半开卷资料 联系客服

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f.适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。 低压铸造:

a.充型压力和速度易于控制,气孔、夹渣较少,组织致密,力学性能好; b.无需冒口设置,金属利用率高;

c.适应性强,金属型、砂型和熔模型均可使用; d.铸件尺寸精度高,表面光洁;

e.适用于质量要求高的铝、镁等有色金属铸件。 离心铸造:

a.离心力改善金属的流动性,提高了充型能力,改善了补缩条件,缩孔等缺陷减少; b.简化了中空圆柱形铸件的生产过程; c.成分偏析严重,尺寸难以控制;

d.内表面质量较差、内孔不准确、加工余量较大;

e.特别适于横截面呈圆柱的铸件生产,如套、环、管、筒、辊和叶轮等,多用于黑色金属及铜合金。 连续铸造:

a.冷却速度快,组织致密,机械性能好; b.工艺简单,生产效率高;

c.适于横截面一定的钢材、铝材和铸铁管等铸件的生产。 消失模铸造:

a.不分型,不起模,工艺简化,精度提高; b.能制造形状复杂的铸件和工艺品; c.冒口可自由设置,不易产生缩孔、缩松等; d.易产生有害气体,铸件易增碳,表面质量降低;

e.适于生产起模困难,形状复杂的铸件,例如汽车发动机进排气歧管、缸体等。 11.金属为什么容易塑性变形?生产塑性变形的本质?

答:单晶体产生塑性变形的原因是原子的滑移错位。多晶体(实际使用的金属大多是多晶体)的塑性变形中,除了各晶粒内部的变形(晶内变形)外,各晶粒之间也存着变形(称为晶间变形)。多晶体的塑性变形是晶内变形和晶间变形的总和。而通常使金属晶体变形所需的切应力都比较小,所以金属易塑形变形。

金属塑形变形的本质:金属在外力作用下要经历两个主要变形阶段——弹性变形阶段和塑形

变形阶段。当外力不超过弹性极限时,金属只发生弹性变形,外力去除后变形消失;当外力继续加大,是金属的内部应力超过了该金属的屈服极限后,外力去除变形不消失,即为塑形变形,其实质是内部应力迫使晶粒内部和晶粒间产生滑移和转动,从而产生了塑形变形。 12.金属常见的塑性成形方法有哪些?

答:a.锻造,将固态金属加热到再结晶温度以上,在压力作用下产生塑形变形,把坯料的某一部分体积转移到另一部分,从而获得一定形状、尺寸和内部质量的锻件的工艺方法。包括自由锻造、模型锻造、胎膜锻造以及特殊锻造等。

b.板料冲压:利用冲模使板料产生分离或变形的加工成形方法。

c.轧制和挤压:使金属在一回转的孔隙或孔型中,依靠摩擦力的作用连续进入轧辊而产生塑形变形的压力加工方法称为轧制;将金属坯料放入挤压筒内,在压力作用下使坯料从模孔中挤出而变形的加工方法称为挤压。

d.拉拔:将金属坯料拉拔通过具有一定形状的模孔而使其横截面积减小、长度增加的加工方法。

13.什么是金属的可煅性?其影响因素有哪些?

答:金属的可锻性:金属经受塑形加工时成型的难易程度。可锻性的优劣常用金属的塑性和变形抗力两个指标来综合衡量。 影响因素: 1)内在因素:

①金属组织:纯金属和固溶体的锻造性能好,含较多金属碳化物时锻造性能较差;粗晶粒和有其他缺陷的金属锻造性能差;晶粒细小且组织均匀的金属锻造性能好。

②化学成分:通常情况,不同化学成分的金属,其塑形不同,锻造性能也不相同。纯铁的塑形比碳钢好,抵抗变形的抗力也小,低碳钢的锻造性能比高碳钢好。 2)加工条件:

①锻造温度范围:它既能保证金属在锻造中有良好的锻造性能,又能使金属有足够的锻造时间。

②变形速度:变形速度对金属锻造性能的影响有两个方面:一方面,当变形速度较大时,由于来不及完成回复和再结晶,不能及时消除加工硬化,使锻造性能下降;另一方面,当变形速度低时,能充分进行回复和再结晶,古锻造性能良好。 14.粉末冶金工艺有何特点?其主要的工艺过程包括?

答:粉末冶金就是通过粉末的制取、粉末的成形及烧结而制备金属和金属基复合材料及其制

品的一种工艺过程。

特点:1)粉末冶金能够制备普通熔铸法无法生产的具有特殊性能的材料,如: ①可制备多孔材料;

②可由矿石或化合物直接制取难熔金属、稀有金属; ③能够制备各种复合材料; ④可制备非平衡组织材料。

2)采用粉末冶金制备的材料,其性能较熔铸产品优越: ①制取成分偏析小的合金;

②制取细晶粒、组织均匀和加工性能好的稀有金属坯锭。

3)粉末冶金制品表面光洁度高,尺寸精确,是一种少切削、无切削的新工艺,可节约大量的人力和物力。

4)不足之处:粉末本身的成本较高,制品的大小和形状受到一定的限制;零件的力学性能较锻件或铸件要低。

工艺过程:粉末的制备、粉末的成形、烧结、烧结后的处理 15.雾化制粉的方法有哪些?如何提高雾化制粉的效率?

答:雾化制粉法通过高压雾化介质强烈冲击液流,或通过离心力使之破碎、冷却来实现的一种典型物理制粉方法。

1)双流雾化法:金属液流和雾化介质流

2)离心雾化法(又包括旋转电极法、旋转圆盘法、旋转水流法、旋转坩埚法等):借助离心力的作用,将液态金属破碎为小液滴,然后凝固为固态粉末颗粒

3)真空雾化法:液态金属在一定的压力下过饱和,然后使其在真空状态下快速的去饱和,使气体膨胀而形成细的粉末喷射流,所得到的粉末呈球形而且纯度很高; 4)机械作用力雾化法:又包括双辊(三辊)雾化法,电动力学雾化法

5)特殊雾化法:(多级雾化:多种雾化机构组合在一起;第一级一般为双流雾化、后几级为离心雾化或机械作用力雾化等;固体雾化)

6)物理蒸发冷凝/物理气相沉积法:采用不同的能量输入方式使金属汽化,然后再在冷凝壁上沉积,从而获得金属粉末。

16.粉体为什么能烧结?烧结的推动力是什么?

答:粉体有较高的表面活性,粉体越细,表面能越高,越易烧结 推动力:粉体的表面能降低和系统自由能降低。

17.简述金属的可焊性及其影响因素。

金属可焊性:指被焊金属材料在采用一定的工艺方法、工艺材料、工艺参数及一定结构形式的条件下,获得优质焊接接头的难易程度。 18.简述焊接接头的组织结构。

答:我们通常把焊接接头分为三个区域。即焊缝、热影响区和熔合区。这三个区域中只有焊缝经过了加热――高温溶化――完成一系列焊接冶金――冷却一次结晶凝固――二次结晶固态下相变这一焊接热循环。这个过程决定了焊缝金属的化学成分,组织性能,是否有焊接缺陷。热影响区是邻近焊缝的母材在熔化焊所特有的快速加热、快速冷却这一动态热过程中,在极短的时间内进行着除了熔化以外的一些金属学行为的区域,其特点是热场分布极不均匀,温度梯度非常大,与扩散有关的过程极不充分,组织和性能极不均匀,因此,它是一个最薄弱的环节,是焊接结构最容易发生破坏事故的区域,熔合区和过热区是焊接接头中组织和力学性能最差的部分,也是发生破坏的危险区,因此在焊接过程中应尽可能减少其范围。 19.简述钎焊的工艺特点及常用的钎焊材料。

答:特点:弓箭加热温度低,组织性能受焊接过程影响较小,变形小;连接方便,不同材质、不同厚度、不 同大小的工件都可连接;钎焊表面质量好,多数钎焊件焊后就可达到组合键的技术要求,无需加工;钎焊设备简单,生产投资费用小。

常用材料:应用最广泛的软钎料是含少量锑的铅锡合金,这类材料熔点低,钎料渗入接头间隙能力较强。硬钎料(熔点高于450℃)、软钎料(熔点低于450℃) 20.简述电镀和化学镀的异同(工艺及适应材料)。

答:电镀:以被镀基体金属为阴极,通过电解作用,使溶液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来,形成镀层的表面加工方法。

化学镀:在没有外电流通过的情况下,利用还原剂,在镀层物质溶液中进行化学还原反应,在镀件上沉积得到镀层的加工方法。

电镀液的基本成分与化学镀液的基本成分也不相同。

电镀液成分为(1)主盐、 (2)导电盐、(3)络合剂 、(4)阳极活化剂、(5)缓冲剂、(6)添加剂 。化学镀液成分为(1)主盐(2)还原剂(3)络合剂(4)缓冲剂 21.三束表面改性技术的定义、特点和局限性。

答:采用激光束、离子束、电子束对材料表面改性的材料表面增强技术,称为“三束材料表面改性”。 特点: