《材料成形技术基础》习题集答案.doc
作业 2 铸造工艺基础
专业 _________班级 ________学号 _______姓名 ___________
2-1 判断题（正确的画O，错误的画×）
1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有
利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（× ）2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松
的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（ O）3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶
温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，
从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（ O）4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严
格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O）5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以
当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×）6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共
晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的
铸造性能。（×）
7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还
降低了铸件的气密性。（ O）8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂
程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（ O）
2-2 选择题
1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（
A ．减弱铸型的冷却能力；
B ．增加铸型的直浇口高度；
C．提高合金的浇注温度；D． A 、 B 和 C；E．A 和 C。
D ）。
2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适
合于（ D ），而同时凝固适合于（ B ）。
A ．吸气倾向大的铸造合金；C．流动性差的铸造合金；
B ．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； D ．产生缩孔倾向大的铸造合金。
3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（D）；消除铸件中机械应力的方法是（C）。
A ．采用同时凝固原则；
B ．提高型、芯砂的退让性；
4．合金的铸造性能主要是指合金的（B）、（C）和（G）。
A．充型能力； B．流动性； C．收缩； D．缩孔倾向； E．铸造应力； F．裂纹； G. 偏析； H. 气孔。
5．如图 2-1 所示的A、B、C、D 四种成分的铁碳合金中，流动性最好的合金是
（ D）；形成缩孔倾向最大的合金是（D）；形成缩松倾向最大的合金是（B）。
图 2-1图2-2 6．如图 2-2 所示应力框铸件。浇注并冷却到室温后，各杆的应力状态为（H）。若用钢锯沿 A-A 线将φ 30 杆锯断，此时断口间隙将（ A ）。断口间隙变化的原因是各杆
的应力（ C ），导致φ30 杆（ E ），φ10 杆（ D ）。
A ．增大；
B ．减小；C．消失；D．伸长；E．缩短； F．不变；
G．φ30 杆受压，φ 10 杆受拉；Ｈ．φ30杆受拉，φ10杆受压。
7．常温下落砂之前，在图2-3 所示的套筒铸件中（F）。常温下落砂以后，在
该铸件中（ C ）。
A．不存在铸造应力；
B．只存在拉应力；
C．存在残余热应力；
D．只存在压应力；
E．存在机械应力；
F．C 和 E。
图 2-3
作业 3 常用合金铸件的生产
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3-1判断题（正确的画O，错误的画×）
1．用某成分铁水浇注的铸件为铁素体灰口铸铁件。如果对该成分铁水进行孕育处
理，可以获得珠光体灰口铸铁，从而提高铸件的强度和硬度。（×）2．就 HT100 、 HT150 、 HT200 而言，随着牌号的提高，C、 Si 和 Mn 含量逐渐增
多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。（× ）3．可锻铸铁的强度和塑性都高于灰口铸铁，所以适合于生产厚壁的重要铸件。
（× ）
4．孕育处理是生产孕育铸铁和球墨铸铁的必要工序，一般采用硅的质量分数（含硅
量）为 75％的硅铁合金作孕育剂。孕育处理的主要目的是促进石墨化，防止产生
白口，并细化石墨。但由于两种铸铁的石墨形态不同，致使孕育铸铁的强度和塑性均
低于球墨铸铁。（O）5．灰口铸铁由于组织中存在着大量片状石墨，因而抗拉强度和塑性远低于铸钢。
但是片状石墨的存在，对灰口铸铁的抗压强度影响较小，所以灰口铸铁适合于生产承
受压应力的铸件。（O）
3-2选择题
1．铸铁生产中，为了获得珠光体灰口铸铁，可以采用的方法有（D）。
A ．孕育处理；
B ．适当降低碳、硅含量；
C．提高冷却速度；D． A 、 B 和 C；E． A 和 C。
2．HTl00 、KTH300-06 、QT400-18 的力学性能各不相同，主要原因是它们的（ C）
不同。
A ．基体组织；B．碳的存在形式；C．石墨形态；D．铸造性能。
3．灰口铸铁（ HT ）、球墨铸铁（QT）、铸钢（ ZG）三者铸造性能的优劣顺序（B
）；
塑性的高低顺序为（A）。
A． ZG＞ QT＞ HT ； B． HT ＞ QT＞ ZG； C．HT ＞ ZG＞ QT ； D． QT ＞ ZG＞HT 。
（注：符号“＞”表示“优于”或“高于”；）
4．冷却速度对各种铸铁的组织、性能均有影响，其中，对（B）影响最小，
所以它适于生产厚壁或壁厚不均匀的较大型铸件。
A ．灰铸铁；
B ．孕育铸铁；C．可锻铸铁；D．球墨铸铁。
5．牌号 HT150 中的“150”表示 ( A)。
A ．该牌号铸铁标准试样的最低抗拉强度不低于150MPa；B．该牌号铸铁的含碳
量为 1.50%； C．该牌号铸铁标准试样的最低屈服强度不低于150MPa； D．该牌号铸
铁件的最低抗拉强度不低于150MPa； E．该牌号铸铁的含碳量为15.0%。
3-3应用题
1．用碳的质量分数（含碳量）为 3.0％，硅的质量分数（含硅量）为 2.0％的铁水浇注如图3-1 所示的阶梯形铸件。试问在五个不同厚度截面上各应得到何种组织？
铁水成分不变，欲在壁厚40mm 的截面上获得珠光体灰口铸铁，需采取什么措施（在
图中表明应采取的措施）?
图 3-1
铁素体灰口铸铁铁素体 +珠光体灰口铸铁珠光体灰口铸铁珠光体灰口铸铁麻口铸铁
F+G F+P+G P+G P+G P+G+Fe 3C
采取的措施：壁厚40mm 处加冷铁
2．一批铸件，经生产厂家检验，力学性能符合图纸提出的HT200 的要求。用户验收时，在同一铸件上壁厚为18、 26、 34mm 处分别取样检测。测得18mm 处σb＝
196MPa； 26mm 处σ b
； 35mm 处
σb
。据此，用户认为该铸件不＝ 171MPa ＝ 162MPa
合格，理由是：
1）铸件力学性能σb低于 200Mpa ，不符合 HT200 要求；
2）铸件整体强度不均匀。
试判断用户的意见是否正确。为什么铸件上18mm 处的抗拉强度比26、35mm 处高？铸铁牌号是否为HT200 ？
用户的意见不正确，铸件上18mm 处的抗拉强度比26、 35mm 处高，是由于铸件上 18mm 处的冷却速度快，根据各壁厚处的性能与国家标准对比，铸铁牌号是为HT200。
3．用不同成分铁水分别浇注Φ 20mm、Φ30mm、Φ40mm三组试棒，测得它们的
抗拉强度均为 200Mpa ，试分析各组试棒的牌号和定性确定 C、 Si 的含量高低，将结果填
入表作 2－ 1。
表 2－1
试棒Φ20mm Φ30mm Φ40mm
牌号HT150 HT200 HT250
C、 Si 的含量高中低
作业 4 砂型铸造工艺
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4-1判断题（正确的画O，错误的画×）
1．芯头是砂芯的一个组成部分，它不仅能使砂芯定位、排气，还能形成铸件内
腔。（×）2．机器造型时，如零件图上的凸台或筋妨碍起模，则绘制铸造工艺图时应用活
块或外砂芯予以解决。（×）3．若砂芯安放不牢固或定位不准确，则产生偏芯；若砂芯排气不畅，则易产生
气孔；若砂芯阻碍铸件收缩，则减少铸件的机械应力和热裂倾向。（×）4．制定铸造工艺图时，选择浇注位置的主要目的是保证铸件的质量，而选择
分型面的主要目的是在是保证铸件的质量的前提下简化造型工艺。（ O）5．浇注位置选择的原则之一是将铸件的大平面朝下，主要目的是防止产生缩孔
缺陷。（×）
4-2选择题
1．如图4-1 所示的零件采用砂型铸造生产毛坯。与图中所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
分型方案相适应的造型方法分别为（C）、（D）、（B）、（B）。其中较合理的分型方案是（Ⅳ）。
A ．整模造型；
B ．分模造型； C．活块造型； D．挖砂造型；E．三箱造型。
图 4-1
2．如图 4-2 所示的具有大平面铸件的几种分型面和浇注位置方案中，合理的是
（A）。
图 4-2
4-3填空题
1．零件与铸件在形状和尺寸上有很大区别，尺寸上铸件比零件多加工余量和（斜度），形状上零件上一些尺寸小的孔或槽，铸件上（可不铸出）。
2．造型用的模型与铸件在形状和尺寸上有很大区别，尺寸上模型比铸件多（收缩率），形状上铸件上有孔的地方，模型上（设有芯头）。
4-4应用题
1．绳轮（图4-3），材料为HT200 ，批量生产。绘制零件的铸造工艺图。
图 4-3
2．衬套（图 4-4），材料为 HT200 ，批量生产。绘制零件的铸造工艺图，并在用双点划线绘制的零件轮廓图上定性画出模型图和铸件图。
图 4-4
模型图铸件图
3．轴承座，如图 4-5 （ a）所示，材料为 HTl50 ，批量生产。图 4-5 （b）为零件图的右视图，请在此图上定性绘制出零件的铸造工艺图。
(a)（ b）
图 4-5
上下
垂直于分模面的平面应加起模斜度。
作业 7 自由锻
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7-1判断题（正确的画O，错误的画×）
１．自由锻是单件、小批量生产锻件最经济的方法，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。（O）2．绘制自由锻件图时，应考虑填加敷料和加工余量，并标出锻件公差。也就是
说，在零件的所有表面上，都应给出加工余量。（×）3．自由锻冲孔前，通常先要镦粗，以使冲孔面平整和减少冲孔深度。（O）
7-2 选择题
1．镦粗、拔长、冲孔工序都属于（C）。
A ．精整工序；
B ．辅助工序； C．基本工序。
2．图 7-1 所示锻件，用自由锻锻造，坯料的
直径为φ 140mm，长度为220mm，其基本工序是
（A）。
A．拔长φ100→局部镦粗→拔长φ60→切断；
B．整体镦粗→拔长φ 100→拔长φ60→切断；
C．拔长φ100→拔长φ60→局部镦粗→切断；
D．局部镦粗→拔长φ 100→拔长φ60→切断。图 7-1
7-3应用题
1．试分析如图7-2 所示的几种镦粗缺陷产生的原因（设坯料加热均匀）。
双腰鼓形镦弯镦歪
锻锤吨位小，高径比过大（＞ 2.5)，端面不平行与轴线不垂直
（ a）（b）（c）
图 7-2
2．如图7-3 所示的整体活塞采用自由锻制坯。试在右侧双点划线绘制的零件轮
廓图上定性绘出锻件图，选择合理的坯料直径（现有圆钢直径有：φ120、φ110、φ100、φ90、φ80、φ70），并说明理由，拟定锻造基本工序，在表7-1 中画出工序简图。
坯料直径：φ100选择原因：局部镦粗时保证高径比＜ 2.5
图 7-3
表 7-1
序号工序名称工序简图
1 下料
2 局部镦粗
3 拔长
3．为修复一台大型设备，需制造一个圆锥齿轮，如图7-4 所示。试选择锻造方法，定性绘出锻件图，并制定锻造基本工序，在表7-2 中画出工序简图。
图 7-4
表 7-2
序号工序名称工序简图
1下料
2镦粗
3
冲孔
4．如图 7-5 所示，通常碳钢采用平砧拔长，高合金钢采用V 型砧拔长，试分析砧型对钢的变形有何影响?
V型砧使压应力数目增多，提高金属的可锻性，适合于拔长塑性较差的高合金钢。
图 7-5
5．如图 7-6 所示支座零件，采用自由锻制坯，试修改零件结构设计不合理之处。
图 7-6
6．图 7-7 所示零件，采用自由锻制坯，试修改零件结构设计不合理之处。
图 7-7
作业 8 模锻与板料冲压
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8-1判断题（正确的画O，错误的画×）
1．如图 8-l 所示锻件，采用锤上模锻生产。从便于锻模制造，锻件容易出模的角
度考虑分模面应选在a-a。（×）
图 8-1
2．锻模中预锻模膛的作用是减少终锻模膛的磨损，提高终锻模膛的寿命。因此
预锻模膛不设飞边槽，模膛容积稍大于终锻模膛，模膛圆角也较大，而模膛斜度通常
与终锻模膛相同。（ O）
3．板料冲压落料工序中的凸、凹模的间隙是影响冲压件剪断面质量的关键。凸、
凹模间隙越小，则冲压件毛刺越小，精度越高。（×）
4．板料弯曲时，弯曲后两边所夹的角度越小，则弯曲部分的变形程度越大。
（× ）
5．拉深过程中坯料的侧壁受拉应力。拉应力的大小与拉深系数有关，拉深系数
越大，则侧壁所受的拉应力越大。（×）6．受翻边系数的限制，一次翻边达不到零件凸缘高度要求时，则可以进行多次
翻边。（×）7．冲床的一次冲程中，在模具的不同工位上同时完成两道以上工序的冲压模具，
称为连续模。（O）
8-2 选择题
1．锻造圆柱齿轮坯100 件，为提高生产率决定采用胎模锻。应选用（ C ）。
A ．扣模；
B ．合模；C．筒模。
2．平锻机上模锻所使用的锻模由三部分组成，具有两个相互垂直的分模面，因
此平锻机最适于锻造（ C ）。
A ．连杆类锻件；B．无孔盘类锻件；C．带头部杆类锻件；D．A 和 C。
3．拉深变形在没有压板的条件下，板料进入凹模前受（ B ）。在有压板的条件下，板料进入凹模前受（ C ）。
A ．两向拉应力，一向压应力；B．一向拉应力，一向压应力；
C．两向压应力，一向拉应力；D．三向压应力。
4．厚 1mm 直径φ350 的钢板经拉深制成外径为φ150 的杯形冲压件。由手册中
查得材料的拉深系数m l＝0.6，m2＝ 0.80，m3＝0.82，m4＝ 0.85 。该件要经过（ C ）拉深才能制成。
A ．一次；
B ．两次；C．三次；D．四次。
5．大批量生产外径为φ50mm，内径为φ 25mm，厚为2mm的零件。为保证孔与
外圆的同轴度应选用（ C ）。
A ．简单模；
B ．连续模；C．复合模。
6．设计冲孔凸模时，其凸模刃口尺寸应该是（ A ）。
A．冲孔件孔的尺寸； B ．冲孔件孔的尺寸＋2z（z为单侧间隙）；
C．冲孔件孔的尺寸－ 2 ； D ．冲孔件尺寸－
z 。
z
7．压力加工的操作工序中，工序名称比较多，属于自由锻的工序是（ C ），属于板料冲压的工序是（ D ）。
A. 镦粗、拔长、冲孔、轧制；
B. 拔长、镦粗、挤压、翻边；
C. 镦粗、拔长、冲孔、弯曲；
D. 拉深、弯曲、冲孔、翻边。
8．冲压模具结构由复杂到简单的排列顺序为（ D ）。
Ａ、复合模－简单模－连续模；Ｂ、简单模－连续模－复合模；
Ｃ、连续模－复合模－简单模；Ｄ、复合模－连续模－简单模。
8-3应用题
1．图 8-2 所示的常啮合齿轮，年产15万件，锻坯由锤上模锻生产。试图8-2（a）上修改零件不合理的结构，在图8-2（ b）上定性绘出齿轮结构修改后的锻件图。
图 8-2
（a）
（b）四个阶段。