《材料成型工艺基础》部分习题答案

材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案

第一章

⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？

答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。

②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。

⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？

答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。

⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。

答：①同时凝固原则：将内浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。

②定向凝固原则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。

第二章

⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。

答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白

口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。

⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否

相同？

答：①主要因素：化学成分和冷却速度。

②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。

⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？

答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。

②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。

③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。

⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果不如球墨铸铁好？普通灰铸铁常用的热处理方法有哪些？其目的是什么？

答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。

②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除内应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。

第三章

⑴．为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇铸成形？为什么脱蜡时水温不应达到沸点？

答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的蜡料中，石蜡和硬脂酸各占50%，其熔点为50℃~60℃，高熔点蜡料可加入塑料，制模时，将蜡料熔为糊状，目的除了使温度均匀外，对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。

蜡在回收处理时，为除去杂质和水分，必须加热到蜡的熔点以上，但不能达到水的沸点。⑼．压力铸造工艺有何优缺点？它与熔模铸造工艺的适用范围有何显著不同？

答：压力铸造的优点：①生产率高，便于实现自动化和半自动化；②铸件的尺寸精度高，表面粗糙度低，可直接铸出极薄件或带有小孔、螺纹的铸件；③铸件冷却快，晶粒细小，表层紧密，强度、硬度高；④便于采用嵌铸法。

缺点：①压铸机费用高，压铸型制造成本极高，工艺准备时间长，不宜单件、小批量生产；②尚不适用于铸钢、铸铁等高熔点合金的铸造；③由于金属液注入和冷却速度过快，型腔气体难以完全排出，厚壁处难以进行补缩，故压铸件内部常存在气孔、缩孔和缩松。适用范围：压力铸造在汽车、拖拉机、航空、仪表、纺织、国防等工业部门中已广泛应用于低熔点非金属的小型。薄壁、形状复杂的大批量生产；而熔模铸造则适用于航天飞行器、飞机、汽轮机、泵、汽车、拖拉机和机床上的小型精密铸件的复杂刀具生产。⑽．低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同？为何铝合金常采用低压铸造？答：①低压铸造是介于金属型铸造和压力铸造之间的一种铸造方法，它是在

0.02~0.07MPa的低压下经金属液注入型腔，并在压力下凝固成形而获得铸件的方法。

②低压铸造的浇注压力和速度便于调节，可适应不同材料的铸型，同时，充型平稳，对铸件的冲击力小，气体较易排除，尤其能有效克服铝合金针孔缺陷。

⑾．什么是离心铸造？它在圆筒形铸件中有哪些优越性？圆盘状铸件及成形铸件应采用

什么形式的离心铸造？

答：①将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使其在离心力作用下充填铸型和凝固而形成铸件的工艺称为离心铸造。

②优点：a.可省去型心，浇注系统和冒口;b.补缩条件好，铸件组织致密，力学性能好。③圆盘状铸件用立式离心铸造，成形铸件采用成形件的离心铸造。

第四章

⑶．试述分型面与分模面的概念。分模两箱造型时，其分型面是否就是其分模面？答：①分型面是指两半铸型或多个铸型相互接触、配合的表面。分模面是分模时两箱的接触面。

②分模两箱造型时，其分型面不一定是分模面。

⑷.浇注位置对铸件的品质有什么影响？应按什么原则来选择？

答：①浇注位置不当会造成铸件产生夹渣、气孔等缺陷或浇不到、冷隔缺陷。

②浇注位置的选择应以保证铸件品质为主，兼顾造型、下芯、合箱及清理操作便利等方面，切不可以牺牲铸件品质来满足操作便利。

第五章

⑴．试述结构斜度与起模斜度的异同点。

答：相同点：都是便于铸造而设计的倾斜。

不同点：结构斜度是进行铸件结构设计时设计者自行确定的，其斜度大小一般是没有限制的；起模斜度是有限制的，应根据模样的高度、表面粗糙度以及造型方法来确定。⑵．在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下，下图所示构件有何值得改进之处？怎样

改进？