金属工艺学基本知识概念

金属材料的基本知识习题

1. 当材料单位面积上所受的应力在什么条件下，只产生微量的塑性变形。在什

么条件下，材料将产生明显的塑性变形。

2 在什么条件下，材料将断裂。

3 布氏硬度和洛氏硬度硬度各有什么优缺点?

4下列零件用哪种硬度法测量

1. 硬质合金刀头 2 锻件

5 水、油混装在一个瓶子里，是几个相？

将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？

6 写出GPS AEC CFD 的组织

7 碳对钢的力学性能有什么影响

8 比较同一钢件正火和退火后的强度和硬度

9 正火的目的

钢的种类 正 火 主 要 目 的

低碳

低合金钢

中碳钢

过共析钢 消除过热组织、细化晶粒、改善切削性 消除组织缺陷、保持硬度、为调质做准备 消除网状二次渗碳体、为球化退火和淬火做准备

高合金钢 淬火作用（空淬）

10 出下列工件的淬火及回火温度，并说明回火后的大致硬度

１．４５钢小轴（要求综合力学性能好）

２．６５钢弹簧

３. Ｔ１２钢锉刀

11 1. 分析在缓慢冷却条件下，45钢的结晶过程和室温组织

2. 分析在缓慢冷却条件下，T10钢的结晶过程和室温组织

12 说明下列符号的含义：

Q235；20； T12； T12A； 40Mn2

⏹ 测定材料的疲劳强度应有一定的应力循环次数，其中钢材以 为基数

而有色金属和某些超高强度钢以 为基数。

⏹ 金属材料受外力作用时会产生变形，当外力去掉后金属能恢复其原来形

状的性能，被称为 。这种随外力消失而消失的变形，叫

做 。

⏹ 金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能的，被称

为 。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫

做 。

⏹ 金属材料的塑性通常用和来表示。

⏹ 常用的硬度指标主要有、

1. 选择下列材料的硬度测试方法：

（1） 调质钢 （2）手用钢锯条（3）非铁金属 （4）灰铸铁件

2. σ0.2表示材料的屈服强度为0.2σb( )

3. 硫和磷是钢铁材料中的有害元素，磷形成热脆、硫形成冷脆 ( )

4. 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的机械性能介于铁素体和渗

碳体之间。( )

5. 叙述共析钢在炉冷、空冷和水冷后的组织并说明它们在性能上的差异。

6. 叙述常见三种回火方法所获得的组织、性能及其应用。

7. 在什么条件下能获得细晶粒？其实际意义怎样？

1、过冷度是结晶的（ ）。

2、碳溶解于α—Fe 中形成的固溶体称为（ ）。

3、碳溶解于γ—Fe 中形成的固溶体称为 （ ）。

4、铁素体和渗碳体组成的共析体称为（ ）。

5、铁碳合金中的渗碳体属于（ ）。

6、固态下铁碳合金的基本组织有哪几种？它们各有什么特点？

7、试述在缓慢冷却条件下，40钢和T12钢结晶过程中的组织变化。

8、热处理方法分几大类？

⏹ 在工程上常用来表示金属材料强度的指标有 和 。

⏹ 最常见和最典型的晶格类型有 、 和 。

⏹ 在结晶时，由每个晶核长成的晶体又叫做做 。

⏹ 晶粒的粗细与

⏹ 纯铁在1394℃～912℃之间具有 晶格，而在912℃以下具有

晶格。

⏹ 固态合金中的基本相结构为 和 。此外，还可能出现由

他们组成的 。

⏹ 铁碳合金中根据奥氏体析出的情况，可以将钢分为 、

和 。

⏹ 热处理工艺的基本过程包括、、段。

⏹ 热处理中的四火是指、 和 。

1. （1）碳溶入 —Fe 中所形成的固溶体是铁素体，其符号为F ，性能特点是强度低，塑性高。

（2）碳溶入γ—Fe 中所形成的固溶体是奥氏体，其符号为A ，性能特点是强度低，塑性高。

（3）渗碳体是 Fe 与 C 形成的金属化合物，其分子式为Fe3C ，性能特点是硬度高，脆性大。

2. 合金的结构有（1）固溶体 ，（2）金属化合物，（3）机械混合物 三种；其中固溶体具有良好的塑性，金属化合物具有高的硬度和脆性。

3. 铸造合金从冷却、凝固至室温，起收缩要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段，其中固态收缩是产生应力和裂纹的根本原因，液态收缩和凝固收缩是产生缩孔和缩松的主要原因。

5．影响铸铁组织和性能的因素是什么？现有三根直径分别为φ10mm 、φ30mm 、

φ60mm 的灰口铸铁试棒，测得它们的抗拉强度均为200Mpa ，问这三根试棒的成

分是否相同？牌号是否相同？为什么？

1) 化学成分和冷却速度。

2）牌号相同，成分不同。因为其强度相同。

因为影响铸铁组织和性能的因素是化学成分和冷却速度两个因素。试棒的直径

不同—冷却速度不同，要获得同一强度，必须调整其化学成分

所示，凝固冷却后，用钢锯沿A-A 线锯断，此

时断口间隙的大小会发生什么变化？为什么？

1）变大。

2）因为凝固冷却后，铸件ф30的粗杆处于拉应

力状态，铸件ф10的细杆处于压应力状态。当

沿A-A 锯断后，粗杆给予细杆的压力被释放，

所以断口间隙会变大。

7．确定如图1-6 所示铸件的铸造工艺方案。要

求如下：

（1）在单件、小批生产条件下，分析并确定最

佳工艺方案；

（2）按所选最佳方案绘制铸造工艺图（包括浇

注位置、分型面、机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及芯头等）

铸造习题

1 缩孔和缩松对铸件的性能有什么影响

2 铸造应力对铸件的性能有何影响

当铸造应力形成时，若超过合金的屈服极限，则产生塑性变形；若超过合金的

强度极限，则产生裂纹—冷裂；（冷裂形成机理）若低于弹性极限，则以残余应

力的形式存在。

有残余应力的铸件，经机械加工，一段时间后，将产生变形，影响零

件精度。

1. 金属液的流动性 ，收缩率 ，则铸造性能好，若金属的流动性差，

铸件易出现 等的铸造缺陷，若收缩率大，则易出现 的铸造缺陷。常用铸

造合金中，灰铸铁的铸造性能 ，而铸钢的铸造性能 。

2. 从铸造工艺来讲，防止缩孔和缩松的有效措施是在实现 凝固的条

件下在铸件厚大部位设置 或放置 。

3. 合金的收缩经历如处三个阶段 、 和 。

4. 在铸造生产中按照内应力产生的原因，可分为 和

5. 亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔 ，流动性 。

6. 铸件的凝固方式有 、 和

二、判断题

1．由于铸件的成本低，并且性能优良，所以常用作重要零件或毛坯。

( )

2．金属液的流动性与化学成分有关，一般成分在共晶点或附近的金属

流动性较好。 ( )

3. 为防止缩孔的产生，可安放冒口和冷铁，造成顺序凝固。冒口起补缩

作用，冷铁也起补缩作用。( )

4. 气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的机械性能；

而且还降低了铸件的气密性。( )

一、判断题

1. 凝固温度范围大的合金，铸造时铸件中易产生缩松。（T ）

2. 防止或减少铸件变形的方法之一是提高流动性。（F ）

3. 合金的浇注温度越高越好。（F ）

4. 铸钢件一般都要安置冒口和冷铁，使之实现同时凝固。（F ）

二、选择题

1. 造成铸件冷隔的主要原因是 b

a. 浇注温度过高 b. 浇注温度过低 c. 浇注速度太快

2. 生产中为提高合金的流动性常采用的方法是 c

a. 加大出气口 b. 延长浇注时间 c. 提高浇注温度

3. 冒口的一个重要作用是 c

a. 液体金属迅速浇注满型腔 b. 浇注金属液的通道 c. 补缩和排气

1 碳在铸铁中，除了固溶于基体之外，还有两种存在形式，一种是 一种是

2 影响石墨化的主要因素有 和 。

铸造生产中使用的造型方法有 和 。

4 铸造生产中铸件的重要加工面应 ，如果

难以做到，则应尽力使其位于 。

5 液态合金本身的流动能力，称为合金的 ，

是合金的主要 之一。

1 造型时, 铸型的型腔用什么复制出来? ( )

A. 零件 B. 模样; C. 芯盒; D. 铸件.

2 模样和铸件的尺寸主要差别在于( )

A. 加工余量; B. 收缩余量; C. A和B 兼有.

3 零件与铸件的尺寸差别在于什么地方? ( )

A. 加工余量; B. 收缩余量; C. A和B 兼有.

4 成批生产普通车床床头箱的材料和成形方法是: ( )

A. 低碳钢, 焊接成形; B. 低碳钢, 铸造成形;

C. 灰铸铁, 铸造成形; D. 灰铸铁, 焊接成形.

1 铸造的突出优点之一是能够制造: ( )

A. 形状复杂的毛坯; B. 形状简单的毛坯; C. 大件毛坯; D. 小件毛坯.

2 普通砂型铸造时, 为了从砂型中取出模样, 造型时一定要有: ( )

A. 分模面; B. 分模面和分型面; C. 分型面.

3 造型时为了保证铸件形状正确, 应尽量使铸件全部或大部放在( )

A. 两个砂箱中; B. 一个砂箱中; C. 三个砂箱中; D. 多个砂箱中.

4 砂芯是形成铸件内腔的组元, 批量生产时它是怎样做出来的? ( )

A. 在芯盒中; B. 用模样; C. 靠工人塑造成形.

5 砂芯靠什么部位固定和支撑在砂型中? ( )

A. 芯头; B. 芯骨; C. 活块; D. 胶粘. 金属属性加工

⏹ 在设计和制造零件时，应使零件在工作中承受的最大正应力方向与纤维

方向 ，最大切应力方向与纤维方向 。

⏹ 金属的可锻性常用金属的和来综合衡量。

⏹ 模膛根据其功用的不同可将模膛分为

⏹ 绘制锻件图应考虑 、 和 三个因素。

⏹ 胎模种类较多，主要有、及

⏹ 铅与锡的再结晶温度低于室温，故在室温下铅与锡的变形属于热变形。

( )

⏹ 金属材料都可以用压力加工方法成形. ( )

⏹ 坯料加热温度越高越便于锻造. ( )

⏹ 一般情况下, 锻造冲孔前应先将坯料镦粗, 以减小冲孔深度. ( )

⏹ 胎模锻适用于中、小批量生产条件下锻造小型件. ( )

⏹ 金属塑性变形时只产生形状的变化，而不发生体积的变化。 ( )

⏹ 金属经热锻并冷却后，锻件内部的晶粒沿变形方向拉长，若对该锻件进

行再结晶退火，便获得细晶组织。 ( )

⏹ 自由锻是单件、小批生产缎件最经济的方法，也是生产重型、大型锻件

的唯一方法。因此，自由锻在重型机械制造中具有特别重要的作用。

( )

⏹ 锤上模锻用的终锻模膛和预锻模膛形状近似，但后者有飞边槽。 ( )

1、简述自由锻造的成形特点及其基本工序。

2、简述模膛锻造的成形特点及其基本工序。

3、P106图3-26是齿轮坯模锻锻件图。就图说明模膛锻造的工艺设计内容及分

模面的选择原则。

4、简述冲压成形的基本工序。当对坯料进行圆筒形拉深时，需要合理控制材料

的变形程度。试问：何谓拉深系数？其数值大小应如何控制？

焊 接

⏹ 热影响区常由和

⏹ 焊件在焊接过程中受到局部加热和冷却是产生焊接 和 的主要原

因

⏹ 手工电弧焊焊条由两部分组成。

⏹ 焊接生产中常采用 或 矫正法来矫正焊接变形。

⏹ 常用的接头型式有、、四

种。

开坡口的主要作用是为了保证能焊透. （ ）

同一种金属的焊接性随焊接方法、焊接材料和工艺规范的变化而变化。 （ ）

用碳当量只能粗略地估算钢材的焊接性。实际工作中，还应根据情况通过试验

来确定钢材的焊接性，为制定合理的工艺提供依据。 （ ）

⏹ 焊接中碳钢时，为了避免产生裂纹，焊前必须对工件进行预热。含碳量

越高，预热温度越低。 （ ）

⏹ 设计焊接结构时，为了减少焊缝数量和简化焊接工艺，应尽可能多地采

用工字钢、槽钢和钢管等成型钢材。 （ ）

⏹ 焊接结构材料的选择原则．是在满足工作性能(使用条件) 的前提下，首

先应考虑用焊接性好的材料。也就是说，设计焊接结构，应尽量选用低

碳钢或低合金钢。 （ ）

1. 焊条芯的作用是: （ ）

A. 传导电流, 填充焊缝; B. 传导电流, 提高稳弧性;

C. 传导电流, 保护熔池; D. 保护熔池, 提高稳弧性.

2. 焊条药皮的作用主要是: （ ）

A. 保护熔池, 填充焊缝; B. 传导电流, 提高稳弧性;

C. 保护熔池, 提高稳弧性; D. 填充焊缝, 提高稳弧性.

3. 焊接直径φ400mm, 长度1500mm, 板厚3mm 的圆筒, 应选用的手弧焊对接，坡

口型式应采用: （ ）

A. Ｉ形； B. Ｙ形； C. 双Ｙ形； D. 钝边Ｕ

形；

4 .J422 焊条是: （ ）

A. 酸性焊条, 其熔敷金属的抗拉强度不小于 42MPa;

B. 酸性焊条, 其熔敷金属的抗拉强度不小于420MPa;

C. 碱性焊条, 其熔敷金属的抗拉强度不小于42MPa;

D. 碱性焊条, 其熔敷金属的抗拉强度不小于420MPa.

1. 金属钎焊时:

A. 焊件不熔化, 钎料熔化; B. 焊件熔化, 钎料不熔化;

C. 焊件和钎料都要局部熔化; D. 焊件局部熔化, 钎料全部熔化.

2. 有一批重要的铝合金密封容器需要焊接, 试选用焊接方法:

A. 埋弧焊; B. 二氧化碳气体保护焊;

C. 氩弧焊; D. 点焊.

3.J507 焊条是:

A. 酸性焊条, 其熔敷金属的抗拉强度不小于50MPa;

B. 碱性焊条, 其熔敷金属的抗拉强度不小于50MPa;

C. 碱性焊条, 其熔敷金属的抗拉强度不小于500MPa;

D. 酸性焊条, 其熔敷金属的抗拉强度不小于500MPa.

1. 与其他焊接方法相比, 埋弧自动焊的主要缺点是:

A. 灵活性, 适应性差; B. 焊接过程看不见;

C. 设备复杂, 使用维护不便; D. 生产成本高.

2. 二氧化碳气体保护焊的主要优缺点为:

A. 焊接飞溅少, 但设备复杂; B. 焊接质量好, 但生产成本高;

C. 生产率高成本低, 但焊缝成形较差; D. 生产成本低, 但灵活 性、适应性差.

3. 氩弧焊的主要优缺点是:

A. 焊接质量好, 但生产成本高; B. 焊接质量好, 但生产率低;

C. 生产成本低, 但焊接质量不稳定; D. 生产成本低, 但劳动条件

差.

1. 与其他焊接方法相比, 埋弧自动焊的主要缺点是:

A. 灵活性, 适应性差; B. 焊接过程看不见;

C. 设备复杂, 使用维护不便; D. 生产成本高.

2. 二氧化碳气体保护焊的主要优缺点为:

A. 焊接飞溅少, 但设备复杂; B. 焊接质量好, 但生产成本高;

C. 生产率高成本低, 但焊缝成形较差; D. 生产成本低, 但灵活 性、适应性差.

3. 氩弧焊的主要优缺点是:

A. 焊接质量好, 但生产成本高; B. 焊接质量好, 但生产率低;

C. 生产成本低, 但焊接质量不稳定; D. 生产成本低, 但劳动条件

差.

1. 在焊接性估算中，( )的钢材焊接性比较好。

A．碳含量高，合金元素含量低；B ．碳含量中，合金元素含量中；C ．碳含

量低，合金元素含量高；D ．碳含量低，合金元素含量低。

2. 钎焊时使用的填充金属称为:

A. 焊条; B. 焊丝; C. 钎料; D. 钎剂.

3. 大批生产的麻花钻头, 柄部用中碳钢, 刃部用合金钢制成毛坯, 应采用的焊接

方法是:

A. 对焊; B. 钎焊; C. 手弧焊; D. 氩弧焊.

4. 焊接时在被焊工件的结合处产生( )，使两分离的工件连为一体。

A．机械力；B ．原子间结合力；

C．粘结力；D ．A 、B 和C 。

1. 下列方法均可对两金属圆棒进行对接焊。其中（ ）的接头承受载荷的能力最

高。

A ．闪光对焊；B ．电阻对焊；C ．摩擦焊。

2. 钎焊按( )分为软钎焊和硬钎焊两大类。

A．接头强度；B ．接头硬度；

C．钎料熔点；D ．钎料硬度。