河北工程大學(xué)材料成型理論基礎(chǔ)試題A(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上河北工程大學(xué) 20092010 學(xué)年第 2 學(xué)期期 末 考試試卷 （A）卷題號(hào)一二三四五六七八九十總分評分評卷教師一、填空題（每空1分，共30分）1.液體原子的分布特征為 長程 無序、短程 有序，即液態(tài)金屬原子團(tuán)的結(jié)構(gòu)更類似于固態(tài)金屬。2.鑄件的凝固方式可以分為 逐層凝固 、體積凝固 和中間凝固三種不同形式。3.金屬結(jié)晶形核時(shí)，系統(tǒng)自由能變化G由兩部分組成，其中相變驅(qū)動(dòng)力為體積自由能的降低，相變阻力為表面能的升高。4.鑄件宏觀凝固組織一般包括表層細(xì)晶粒區(qū)、 中間柱狀晶區(qū)和內(nèi)部等軸晶區(qū)三個(gè)不同形態(tài)的晶區(qū)。5.對于氣體在金屬中溶解為吸熱反應(yīng)的，氣體的溶解度隨該氣體分壓的增

2、高而增大 。氫在合金液中溶解度隨焊接氣氛氧化性的 增強(qiáng) 而降低。6.熔渣對于焊接、合金熔煉過程起的積極作用有：機(jī)械保護(hù)作用、冶金處理作用和改善成形工藝性能作用。7.在一個(gè)由金屬、金屬氧化物、和氧化性氣體組成的體系中，若金屬氧化物的分解壓為PO2，氧的實(shí)際分壓為PO2。則，當(dāng) PO2>PO2 時(shí)，金屬被氧化，當(dāng) PO2< PO2 時(shí)，金屬被還原。8.通常，人們根據(jù)變形中金屬流動(dòng)的特點(diǎn)把塑性成形工藝分為兩大類： 體積成形 和板料成形。9.金屬熱塑性變形機(jī)理主要有： 晶內(nèi)滑移， 晶內(nèi)孿生，晶界滑移 ，擴(kuò)散蠕變。10.塑性加工可以按照加工溫度分成熱加工和冷加工。熱加工是指 在再結(jié)晶溫度以上

3、 進(jìn)行的塑性加工。11.根據(jù)超塑性變形的特點(diǎn)，超塑性可分為 細(xì)晶超塑性 和相變超塑性兩大類。12.應(yīng)變張量存在三個(gè)應(yīng)變張量不變量I1、I2、I3，且對于塑性變形，由體積不變條件， I1 = 0 13.殘余應(yīng)力分為三類：第一類殘余應(yīng)力存在于變形體各區(qū)域之間；第二類殘余應(yīng)力存在于 各晶粒之間；第三類殘余應(yīng)力存在于 晶粒內(nèi)部 。14.根據(jù)塑性成形中坯料與工具表面之間的潤滑狀態(tài)的不同，摩擦可分為三類，即干摩擦 、邊界摩擦和流體摩擦 ，由此還可以派生出混合型摩擦。15.在主應(yīng)力空間中，通過坐標(biāo)原點(diǎn)，并垂直于等傾線ON 的平面稱為 平面。其方程為1 +2 +3 =016.塑性成形過程中的摩擦是非常復(fù)雜的，

4、目前關(guān)于摩擦機(jī)理（即摩擦產(chǎn)生的原因）有三種學(xué)說。即：表面凹凸學(xué)說 、分子吸附學(xué)說 、粘附理論。17.金屬粉末冶金的基本工藝過程的三大工序?yàn)椋航饘俜勰┑纳a(chǎn) 、粉末的成形 、燒結(jié)。二、判斷題（對的打，錯(cuò)的打×，每題2分，共10分）1.物質(zhì)界面張力的大小與界面兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合力大小成正比，與其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合力大小成反比（×）。2.在熔渣中含F(xiàn)eO相同的情況下，堿性渣比酸性渣對鋼液的氧化性更強(qiáng)，所以實(shí)際焊接鋼時(shí)，堿性焊條的焊縫含氧量比酸性焊條的高（×）。3.由于成分過冷的存在，使得固液界面前沿實(shí)際結(jié)晶的過冷度增大（×）。4.由于物體變形后仍然是連續(xù)的，因此，在三

5、維空間內(nèi)，三個(gè)切應(yīng)變分量一經(jīng)確定，線應(yīng)變分量也就確定。（） 5.在真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線上，過失穩(wěn)點(diǎn)所作的切線與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)到失穩(wěn)點(diǎn)橫坐標(biāo)的距離為1。（）三 問答題（每題6分，共42分）1.為什么均質(zhì)生核和非均質(zhì)生核的臨界晶核半徑相同，而臨界生核功不同？答：臨界晶核半徑的含義：當(dāng)晶核達(dá)到此半徑時(shí)，如液相原子向此堆砌生長，造成的表面能的增加比體積自由能的下降小，即自由能下降，此時(shí)，晶體生長是穩(wěn)定的，所以晶核能逐漸長大。（2分）如是均質(zhì)生核，臨界晶核是近似球形，其所包含的原子數(shù)較多，所需要的能量起伏較大，即生核功較大（2分）；如是非均質(zhì)生核，臨界晶核的大小與潤濕角有關(guān)，同樣的晶核半徑時(shí)，當(dāng)晶體與襯底的

6、潤濕角越小，晶核所包含的原子個(gè)數(shù)越少，因此所需的形核功越小。（2分）所以，雖然均質(zhì)生核和非均質(zhì)生核的臨界晶核半徑相同，而臨界生核功不同。2. 某二元合金相圖如圖所示。合金液成分為WB=40%，置于長瓷舟中并從左端開始凝固。溫度梯度大到足以使固液界面保持平面生長，假設(shè)固相無擴(kuò)散，液相均勻混合。試求：相與液相之間的平衡分配系數(shù)k0；凝固后共晶體的數(shù)量占試棒長度的百分之幾？畫出凝固后的試棒中溶質(zhì)B的濃度沿試棒長度的分布曲線，并注明各特征成分及其位置。L900500A30 4060Bt/wB×100答： （2分）共晶體所占的百分?jǐn)?shù)應(yīng)該是，在共晶溫度時(shí)所剩余的液相，此時(shí)應(yīng)利用夏爾公式 （1分）

7、 ，40 6040× 44.4% （1分）所以，共晶體占試棒長度的44.4（2分）C%603020010.5563.請寫出煉鋼時(shí)擴(kuò)散脫氧和沉淀脫氧的表達(dá)式，并簡述熔渣堿度對脫氧效果的影響。答： （1）擴(kuò)散脫氧：FeO（FeO），熔渣堿度提高，不利于擴(kuò)散脫氧；（2分）（2）沉淀脫氧：M+FeO（MO）+Fe a.Mn脫氧時(shí)：Mn+FeO（MnO）+Fe，熔渣堿度提高，不利于脫氧；（2分）b.Si脫氧時(shí)：Si+2FeO（SiO2）+2Fe，熔渣堿度提高，有利脫氧。（2分）4.低碳鋼焊接熱影響區(qū)由哪幾部分構(gòu)成？分別敘述各區(qū)域的組織與性能特點(diǎn)。答：1) 熔合區(qū)焊縫與母材之間的過渡區(qū)域，介于液

8、相線和固相線之間，具有明顯的化學(xué)成分不均勻性，從而引起組織、性能上的不均勻性，性能較差。2)過熱區(qū)(粗晶區(qū)) 溫度介于固相線到1100左右，處于過熱的狀態(tài)，冷卻后組織粗大，塑性、韌性較差。 3)相變重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)或細(xì)晶區(qū)） 溫度介于1100-AC3，在空氣中冷卻就會(huì)得到均勻而細(xì)小的珠光體和鐵素體，相當(dāng)于熱處理時(shí)的正火組織，組織細(xì)密，塑性和韌性較好，是熱影響區(qū)中組織性能最佳的區(qū)段。 4)不完全重結(jié)晶區(qū) 溫度介于AC1AC3之間，只有一部分組織發(fā)生了相變重結(jié)晶過程，成為晶粒細(xì)小的鐵素體和珠光體，而另一部分未經(jīng)重結(jié)晶仍保留粗大晶粒。所以晶粒大小不一，組織不均勻，力學(xué)性能也不均勻。5.試根據(jù)Mises屈服準(zhǔn)則判別下面兩個(gè)應(yīng)力狀態(tài)使材料處于彈性狀態(tài)還是處于塑性狀態(tài)。 (MPa)，(MPa)。答：根據(jù)Mises屈服準(zhǔn)則：(1) ，該狀態(tài)不存在；（2），處于彈性狀態(tài)。 6.主應(yīng)力簡圖有哪幾種，分別畫出。答：九種主應(yīng)力圖如下所示7.應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量的物理意義什么？答：應(yīng)力偏張量只使物體產(chǎn)生形狀變化，而不能產(chǎn)生體積變化。材料的塑性變形是由應(yīng)力偏張量引起的。應(yīng)力球張量不能使物體產(chǎn)生形狀變化，而只能產(chǎn)生體積變化，即不能使物體產(chǎn)生塑性變形。四、計(jì)算題（2題，共18分）1.一圓柱體，側(cè)面作用有均布?jí)簯?yīng)力0 ，