工程材料及其成形技术基础
要求：
一、 独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定的做题组数作答， ．． 每人只答一组题目，多答无效，满分100分； ．．．．．．．．．．．．
平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；
例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题； 二、答题步骤：
1. 使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；
2. 在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答；答题纸上全部信息要求手．．．．．．写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号； 三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个 ．．．．．．．Word．．．．
文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰； ．．．
1. 完成的作业应另存为保存类型是“Word97-2003”提交; ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”; 3. 文件容量大小：不得超过20MB。
提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以分记！ ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．0．．．
题目如下： 第一组：
问答题
一、比较自由锻与模锻方法，将其特点简要填入下表（15分） 锻造方法 自 由 锻 曲柄压力机上模锻 锻件 精度 低 高 锻件 大小 大 小 加工 余量 多 少 生产 周期 长 短 生 产 率 低 高 批 量 小 大 对环境影响 小 大
二、三块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物含量分别如下： 第一块：全部是珠光体 第二块：全部是铁素体
第三块：珠光体占40%，铁素体60%。 试问三块钢样的含碳量分别是多少？（25分）
第一块：W（c％）＝100％×0.77％+0×0.0218％＝0.77％
第二块：W（c％）＝0％×0.77％+100%×0.0218％＝0.0218％ 第三块：W（c％）＝40％×0.77％+60％×0.0218％＝0.32108％
三、合金在铸造过程中产生的收缩分哪几个阶段？各阶段容易产生什么缺陷？如何防止？（25分）
(1) 缩孔和缩松防止铸件产生缩孔、缩松的
基本方法是采用顺序凝固原则，即针对合金的凝固特
点制定合理的铸造工艺，使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件，尽可能使缩松转
化为缩孔，并使缩孔出现在最后凝固的部位，在此部位设置冒口补缩。使铸件的凝固
按薄壁—厚壁—冒口的顺序先后进行，让缩孔移入冒口中，从而获得致密的铸件，(2)铸造应力、变形和裂纹
减少铸造应力就应设法减少铸件冷却 过程中各部位的温差，使各部位收缩一致， 如将浇口开在薄壁处，在厚壁处安放冷铁， 即
采取同时凝固原则，防止铸件变形的方法除减少铸造内应 力这一根本措施外，还可以采取一些工艺 措施，如增大加工余量，采用反变形法等， 消除或减少铸件变形对质量的影响。
四、焊接接头的构成是什么？试分析焊接接头的组织和性能。（35分）
焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成
1． 焊缝的组织和性能
焊缝是由熔池金属结晶形成的焊件结合部分。焊缝金属的结晶是从熔池底壁 开始的，由于结晶时各个方向冷却速度不同，因而形成的晶粒是柱状晶，柱状晶粒的生长方向与最大冷却方向相反， 垂直于熔池底壁。由于熔池金属受电 弧吹力和保护气体的吹动，熔池擘的 柱状晶生长受到干扰，使柱状晶呈倾 斜状，晶粒有所细化。熔池结晶过程 中，由于冷却速度很快，已凝固的焊 缝金属中的化学成分来不及扩散，易 造成合金元素分布的不均匀。如硫、 磷等有害元素易集中到焊缝巾心区， 将影响焊缝的力学性能。所以焊条芯 必须采用优质钢材，其中硫、磷的含 量应很低。此外由于焊接材料的渗合
金作用，焊缝金属中锰、硅等合金元素的含量可能比基本金属高，所以焊缝金属 的力学性能可高于基本金属。 2． 熔合区的组织和性能
熔合区是焊接接头中焊缝与母材交接的过渡区，这个区域的焊接加热温度在 液相线和固相线之间，又称为半熔化区。 在该区域， 化学成分极不均匀(即浓度
梯度非常大)，组织极不均匀，而性能极差。在这里会发生晶界液化现象，碳迁 移现象，空位浓度增大，残余应力较大，尤其是在异种钢焊接时，这些现象十分 明显。在这个区易产生焊接裂纹。 3．热影响区的组织和性能
在电弧热的作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生组织和性能变化的区域， 称为焊接热影响区。
按组织变化特征， 热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。
过热区紧靠熔合区，低碳钢过热区的最高加热温度在l100℃至固相线之间， 母材金属加热到这个温度，结晶组织全部转变成为奥氏体，奥氏体急剧长大，冷 却后得到过热粗晶组织，因而，过热区的塑性和冲击韧度很低。焊接刚度大的结
构和含碳量较高的易淬火钢材时，易在此区产生裂纹。
正火区紧靠过热区，是焊接热影响区内相当于受到正火热处理的区域。一般 情况下，焊接热影响区内的正火区的力学性能高于未经热处理的母材金属。 部分相变区紧靠正火区，是母材金属处于Ac1～Ac3之间的区域，加热和冷却 时，该区结晶组织中只有珠光体和部分铁素体发生重结晶转变，而另一部分铁素 体仍为原来的组织形态。因此，已相变组织和未相变组织在冷却后晶粒大小不均 匀对力学性能有不利影响。
工程材料及其成形技术基础第一组
