重庆理工大学材料成型原理09考试试卷A-答案

重庆工学院考试试卷（A）（答案）

一、填空题（每空1分，共 34 分）

1、液态金属或合金中一般存在起伏和起伏，其中在一定过冷度下，临界核心由 相（或结构） 起伏提供，临界生核功由 能量 起伏提供。

2、铸造合金从浇注温度冷却到室温一般要经历和 固态收缩 三个收缩阶段。

3、铸件宏观凝固组织一般包括部等轴晶区 三个不同形态的晶区。

4、铸件中的成分偏析按范围大小可分为

5、对于溶质平衡分配系数K0＜1时， K0 越小，最终凝固组织的成分偏析越严重。

因此，常将∣1- K0∣称为“偏析系数”。

6、根据固液两相区的宽度，可将凝固过程分为与。

7、液固界面可以分为与。

8、晶体长大方式包括和（侧面长大）。

9、合理地控制浇注工艺和冷却条件包括和的控制。

10、防止铸造产生缩孔和缩松的凝固方式有和。

11、铸造过程中产生的铸造应力包括、、。

12、塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、流体摩擦、边界摩擦。

13、对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。

14、就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性 增加 。

15、钢冷挤压前，需要对坯料表面进行 磷化、皂化 润滑处理。

二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上（每空1分，共8分）

1. 塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响工件表面的粗糙度对

摩擦系数的影响。

Ａ、大于； Ｂ、等于； Ｃ、小于；

2. 塑性变形时不产生硬化的材料叫做。

Ａ、理想塑性材料； Ｂ、理想弹性材料； Ｃ、硬化材料；

3. 用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为。 Ａ、解析法； Ｂ、主应力法； Ｃ、滑移线法；

4. 韧性金属材料屈服时，准则较符合实际的。

Ａ、密席斯； Ｂ、屈雷斯加； Ｃ密席斯与屈雷斯加；

5. 硫元素的存在使得碳钢易于产生。

Ａ、热脆性； Ｂ、冷脆性； Ｃ、兰脆性；

6. 应力状态中的应力，能充分发挥材料的塑性。

Ａ、拉应力； Ｂ、压应力； Ｃ、拉应力与压应力；

7. 平面应变时，其平均正应力 ｍ B 中间主应力 ２。

Ａ、大于； Ｂ、等于； Ｃ、小于；

8. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性。

Ａ、提高； Ｂ、降低； Ｃ、没有变化；

三、判断题（对打√，错打×，每题1分，共 5 分）

1. 按密席斯屈服准则所得到的最大摩擦系数μ=0.5。 （ × ）

2．塑性就是柔软性 （ × ）

3. 常摩擦力定律

=m·k ，式中摩擦因子m 要大于1。 （ × ）

4. 结构超塑性的力学特性为S k 'm，对于超塑性金属m =0.02-0.2。 （ × ）

5．塑性变形体内各点的最大剪应力的轨迹线叫滑移线。 （ √ ）

四、名词解释（每题5分，共 10 分）

1、晶界偏析：

合金凝固过程中，溶质元素和非金属夹杂物常富集于晶界，使晶界与晶内的化学成分出现差异，这种成分不均匀现象称为晶界偏析。

2、沉淀脱氧 ：

沉淀脱氧是指溶解于液态金属中的脱氧剂直接和熔池中的[FeO]起作用，使其转化为不溶于液态金属的氧化物，并脱溶沉淀转入熔渣中的一种脱氧方式。

五、简答题（每题5分，共 15 分）

1、某飞机制造厂的一牌号Al-Mg合金（成分确定）机翼因铸造常出现“浇不

足”缺陷而报废，如果你是该厂工程师，请问可采取哪些工艺措施来提高成品率？

答：机翼铸造常出现“浇不足”缺陷可能是由金属液的充型能力不足造成的，可采取以下工艺提高成品率：

（1）使用小蓄热系数的铸型来提高金属液的充型能力；采用预热铸型，减小金属与铸型的温差，提高金属液充型能力。

（2）提高浇注温度，加大充型压头，可以提高金属液的充型能力。

（3）改善浇注系统，提高金属液的充型能力。

2.试分析影响铸件宏观凝固组织的因素，列举获得细等轴晶的常用方法。 答：铸件的三个晶区的形成是相互联系相互制约的，稳定凝固壳层的形成决定着表面细晶区向柱状晶区的过度，而阻止柱状晶区的进一步发展的关键则是中心等轴晶区的形成，因此凡能强化熔体独立生核，促进晶粒游离，以及有助于游离晶的残存与增殖的各种因素都将抑制柱状晶区的形成和发展，从而扩大等轴晶区的范围，并细化等轴晶组织。

细化等轴晶的常用方法：（1） 合理的浇注工艺：合理降低浇注温度是减少柱状晶、获得及细化等轴晶的有效措施；通过改变浇注方式强化对流对型壁激冷晶的冲刷作用，能有效地促进细等轴晶的形成；（2）冷却条件的控制：对薄壁铸件，可采用高蓄热、快热传导能力的铸型；对厚壁铸件，一般采用冷却能力小的铸型以确保等轴晶的形成，再辅以其它晶粒细化措施以得到满意的效果；（3）孕育处理：影响生核过程和促进晶粒游离以细化晶粒。（4）动力学细化：铸型振动;超声波振动;液相搅拌;流变铸造，导致枝晶的破碎或与铸型分离，在液相中形成大量结晶核心，达到细化晶粒的目的。

3、简述影响变形抗力的因素

（1）材料：化学成分、组织结构

（2）变形程度

（3）变形温度

（4）变形速度

（5）应力状态

（6）接触面积（接触摩擦）

六、计算题(每题15分，共30分)

1.如图所示，假设一定长度的厚壁筒，内径为d，外径为D，筒内受均匀内压力 -p，用主应力法证明该厚壁筒进入塑性状态时极限应力p SInD 。 d

证明：

用极坐标表示的平衡微分方程式将有以下形式：

d 0 d

根据屈服准则，有

S

代人平衡微分方程式，得：

d d S

积分得： SlnCP

利用边界条件决定常数 C： D当P 时， 0 2

2则： C D

2 因此得 Sln D

d当 时，有最大的压力-p，所以 2

D P Sln d

2．图所示的一平冲头在外力作用下压入两边为斜面的刚塑性体中，接触表面上的摩擦力忽略不计，其接触面上的单位压力为q，自由表面AH、BE与X轴的夹角为 ，证明：接触面上的单位应力q=K（2+ +2 ）；

１. 假定冲头的宽度为2b，求单位厚度的变形抗力P；

证明：在AH边界上：

4

y xy 0 AH

故 1 y 0， 3 x

1 3 2K

屈服准则： mH 1 3 2

1( 1 2) K 2

3 , xy 0, y q(q取正值) 4得： 3 2K, mH 在AO边界上： AO

根据变形情况： x y

按屈服准则： x y 2K x y 2K q 2K mo 1 ( x y) K q2

沿 族的一条滑移（OA1A2A3A4） 为常数 m0 2K 0 mH 2K H

3 K q 2K K 2K( ) 44

q K(2 2 )

单位厚度的变形抗力： P 2bq 2bK(2 2 )