金属材料及工艺成形技术典型题解课件.ppt

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1、例1.用20钢制成10㎜、标距30㎜的试样作拉伸试验，测得屈服时的拉力为21630N，断裂前的最大拉力为34940N，拉断后测得标距长度为65㎜，断裂处直径为5㎜。试计算σb、σs、δ、ψ的值。解答：例2.什么是同素异晶转变？请绘出纯铁的冷却曲线，并指出同素异晶转变温度和晶格类型。（1）固态下随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。温度℃时间1538℃1394℃912℃体心面心体心解答：（2）如右图所示。图1简化后的部分Fe-C合金相图例3.图1所示为部分的铁碳合金相图，请在右边的T-t图中画出含碳量为0.45%的铁碳合金的结晶过程并标注出各温度段的组

2、织。解：如图所示为含碳量0.45％的亚共析钢的结晶过程示意图。在1点以上合金为液体（L），温度降到1点以后，开始从液体中析出奥氏体（A），放出结晶潜热，冷却曲线出现拐点，变得更加平坦，至2点结晶过程结束，1～2点之间合金为L+A；2～3点之间为奥氏体的单相冷却过程，没有相和组织的变化，冷却曲线较1～2点之间更陡峭；继续冷却至3～4点，由奥氏体中结晶出铁素体，为放热过程，冷却曲线平坦，组织为A+F；ESQGC%1147℃1538℃727℃PLA912℃C0.45温度℃TtLL+AA+FF+PA11234432温度降至4点（共析反应温度），剩余奥氏体发生共析反应，即：A－>P(F+Fe3C

3、)，形成珠光体，共析反应为恒温转变，对应的冷却曲线为平行时间轴的一段直线，由4点直至室温，合金的组织为铁素体和珠光体。AESPQGKD4.32.110.770.02C%1148℃1538℃Le727℃PLAF温度℃912℃CFe3C6.69FAL+Fe3CL+F+PP+Fe3CⅡ例4.绘出简化后的Fe-Fe3C相图，说明其中S点、C点、E点和ECF线、PSK线、GS线、ES线代表的意义，并将F、A、F+P、P+Fe3CII、P等相填入相图的相区内。并简述碳钢随着含碳量的增加，其室温平衡组织与性能的变化规律在钢中，随着含碳量的增加，组织的变化规律为：FF+PPP+Fe3CⅡ，钢的强度、硬

4、度增加，塑性、韧性下降。例5．现采用铸造方法浇注三根直径分别为10mm、30mm、60mm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？若不相同，应有何区别？1）牌号相同，成分不同。2）因为铸铁的牌号是用强度来表示的，其强度相同，则牌号相同。而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，即10mm的试棒其碳硅含量较高,而30mm、60mm的试棒其碳硅含量依次降低。例6．图2所示为一测试铸造应力用的应力框铸件，凝固冷却后，用钢锯沿A-A线锯断Φ30的粗

5、杆，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，ф30的粗杆处于拉应力状态，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，细杆的压缩变形恢复伸长，所以断口间隙会变大。图2铸造应力框铸件例7．有一包铁水，其成分为wC＝3.2%，wSi=1.8%，浇成阶梯型铸件，如图3所示。试问在五个厚度不同的截面上的组织是否相同，各是何种组织？1）不同。2）由于铸件壁厚不同，其各部分冷却速度不同。壁厚5、10、20、30、40mm处的组织分别为麻口组织（Ld’＋Fe3CⅡ＋G片)、P＋G片、P＋G片、F+P＋G片、F+G片。图3阶梯铸件例8．确定如图

6、4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，分析最佳工艺方案；（2）按所选最佳工艺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）其余图4端盖其余上下解答：工艺图的绘制如下图所示。图5轴套例9．确定如图5所示零件的铸造工艺方案。要求如下：（1）画出几种可能的分型方案；（2）在单件、小批生产条件下，分析并确定最佳工艺方案；（3）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）解：（1）三种可能的分型方案如图所示：方案1：整体模造型，铸件位于下箱，充型压力较大，有利于保证外圆

7、面及内孔的质量；缺点是下箱高度大，起模高度较大。方案2：分开模造型，起模高度减小，缺点是合箱精度将影响铸件的尺寸精度。方案3：起模高度最小，有利于型芯的固定和安放；缺点是铸件的外圆面的铸造质量不易于保证。若是单件小批量生产方案1为最佳。上下收缩率:1%①②③例10．铸件的结构工艺性：判断下列铸件的结构工艺性是否合理，若不合理，请绘图改进行改。错误合理错误合理错误合理错误合理错误合理错误合理错误合理错误合理例11.纯铅（T熔＝327℃）的再结晶温