西北工业大学锻造考试重点

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1、一. 钢锭内部组织结构怎样钢锭内部组织结构，取决于浇筑时钢液在锭模内的结晶条件，即结晶热力学和动 力学条件。钢锭表层为细小的等轴结晶区，向里为柱状结晶区，再往里为倾斜树 枝状结晶区，心部为粗大等轴结晶区。由于选择结晶的缘故，心部上端聚集着轻 质夹杂物和气体，并形成巨大的收缩孔，其周围还有严重疏松。心部底端为沉积 区，含有密度较大的夹杂物或合金元素。二. 大型钢锭与型材有哪些内部缺陷？如何防止？钢锭：1.偏析：通过反复镦-拔变形工艺才能使其化学成分趋于均匀化2.夹杂：3.气体：4. 疏松和缩孔：锻造时将缩孔和冒口一并切除，要求大变形，以便锻透钢锭将疏 松消除 型材：1.碳化物偏析：采用反复镦-拔

2、工艺，彻底打碎碳化物，使之均匀分布，并 为其后的热处理做好组织准备。2. 白点：提高钢的冶炼质量，尽可能降低氢的含量；其次在热加工后采用缓慢冷 却却的方法，让氢充分逸出并尽可能减小各种内应力。3. 非金属夹杂流线三. 常用的下料方法有哪些？各自的适用范围及其优缺点？1 剪切法：在专用剪床上进行，也可以借助模具在一般曲柄压力机，液压机和锻 锤上进行。优点；生产率高，操作简单，切口无金属损耗 缺点：坯料局部被压扁，坯料断面不平整，剪切面常有毛刺和裂纹2. 冷折法：适用于硬度较高的碳钢和高合金钢 优点：生产率高，端口金属损耗小，所用工具简单。3. 锯切法：适用于锯切直径在 350mm 以内的棒料 优

3、点：下料长度准确，钜割端面平整。缺点：生产率较低，锯口损耗较大。4. 砂轮片切割法：适用于切割小截面棒料，管料以及异形截面材料。高温合金， 钛合金等。优点：设备简单，操作方便，下料长度准确，切割效率不收材料硬度限制 缺点：砂轮片消耗量大，容易崩碎，切割噪音大。5. 气割法：适用于厚板材料进行曲线切割 优点：设备简单，便于野外作业，可切割各种截面材料 缺点：切割面不平整，精度差，断口金属损耗大，生产效率低。四. 为什么轴向加压法能提高下料质量？常用于那些情况下？ 由于轴向加压提高了静水压力，改善了材料的塑性，抑制了上下裂纹的错移，从 而使上下裂纹可以重合或上下裂纹错移量减小，最终获得平整光洁的剪

4、切断面。 在轴向加压的同时，会使拉缩区外侧的金属沿轴向转移时所受的阻力增大，因而 减小了剪切的几何畸变。常用于剪切小直径的有色金属棒料。五金属毛坯加热的目的及主要加热方法有哪些？叙述电感应加热的原理及优 点。目的：提高金属塑性，降低变形抗力，即增加金属的可锻性，从而使金属易于流 动成型，并使锻件获得良好的组织和力学性能。方法：燃料加热，电阻炉加热，接触电加热，盐浴炉加热，电感应加热 原理及优点:在感应器通入交变电流成生的交变磁场作用下，置于交变磁场中的 金属坯料内部产生交变电势并形成交变涡流。由于金属毛坯电阻引起的涡流发热 和磁滞损失发热，使坯料得到加热。 加热速度快，感应加热规范稳定，便于机

5、 械化自动操作，宜装在生产流水线上。六金属加热时会产生哪些变化？加热时易产生的缺陷有哪些？如何防止？ 变化：组织结构方面：组织转变，晶粒会长大，严重时会过热过烧。力学性能方面：金属塑性提高，变形抗力降低，残余应力逐步消失，也可 能会产生新的内应力。物理性能方面：导热系数，导温系数，膨胀系数，密度等变化 化学方面：金属表层氧化，脱碳，吸氢等化学反应。缺陷即防止：过热：稳定过热可通过塑性变形消除。不稳定过热可通过一般热处 理方法改善或消除。过烧：严格执行加热规范，防止炉子跑温，不要把坯料放在炉内局 部温度过高的区域。七确定锻造温度的范围的原则是什么？试以碳钢为例，分析如何确定其锻造温 度范围。原则

6、：应能保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力，并使 锻件获得所希望的组织和性能。对于碳钢，为了防 止 过热过 烧 ，其始 锻 温度一般 比铁碳 相图的固相 线低150250C。为了保证断后锻件内部为再结晶组织，终锻温度一般要高于金属的 再结晶温度50T00C,碳钢再结晶温度为600650C,所以碳钢的终锻温度约在 铁碳相图 Ar1 线以上 2080C。八锻件冷却有哪些方法？试分析锻件在冷却过程中产生内应力的原因。 空冷，灰（砂）冷，炉冷。原因：热应力与组织应力的残留九什么是温度头？温度头对坯料加热有什么影响？温度头：设定炉温高出始锻温度的数值。温度头越高则加热速度越快，加热时间

7、短。十锻件在冷却过程中可能会产生哪些缺陷？过热，过烧，氧化，脱碳，内应力引起的变形与开裂裂纹或白点，残余应力，翘曲变形或开裂十一自由锻造工序如何分类？各工步变性特点？ 基本工序：能够较大幅度地改变坯料形状和尺寸的工序，也是自由锻造过程中主 要变形程序。辅助工序：坯料进入基本工序前预先变形工序。 修整工序：用来精整锻件尺寸和形状使其完全达到锻件图要求的工序十二.“锻造比”有什么实用意义？镦粗，拔长时锻造比的形式有差别吗？ 实用意义：表示工件锻造前后变形程度的大小。镦粗：KH=HO/H HO, H镦粗前后坯料的高度拔长： KL=F0/F F0， F 拔长前后坯料截面积十三.平砧镦粗时,坯料的变形与

8、应力分布有何特点？不同高径比坯料镦粗结果 有何不同？平砧镦粗沿对称面可分为三个变形区： 区域一：难变形区,该区受端面摩擦影响变形十分困难。该区为三向压应力状态 区域二：大变形区,该变形区处于坯料中段,受摩擦影响小,应力状态有利于变 形,因此变形程度最大。该区域同为三向压应力状态。区域三：小变形区,该区域变形程度介于区域一和区域二之间。该区为两压一拉 应力状态当高径比H0/D0=2.51.5的坯料产生双鼓型，中间存在均匀变形区。1.5T.0有双 鼓型逐渐向单鼓型过渡。1.0只产生单鼓型，形成三个变形区。0.5时，一般采用上平砧下V型砧拔长；2. 当t/d0.5时，上下均采用V型砧拔长；3. 如果

9、在平砧上拔长，必须将坯料先锻成六边形，达到一定尺寸后，再倒角修圆；4. 拔长时为了避免两端温度降低过快，应先拔长两端；5. 芯轴使用前应预热至150250C十六.试分析开式模锻的变形过程及变形特征。 第一阶段：自由变形或称镦粗变形阶段：此时金属处于较弱的三向压应力状态， 变形抗力也较小。第二阶段：形成毛边阶段：此时变形抗力明显增大。第三阶段：充满型槽阶段：此阶段金属 处于更强的三向压应力状态，变形抗力急剧增大。 第四阶段：锻足或称打靠阶段：这一阶段变形仅发生在分模面附近的一个区域内， 其他部位则处于弹性状态。变形区应力应变状态与薄件镦粗相近三向压应力，一 压两拉应变状态。十七.影响开式模锻变形

10、过程的因素有哪些？毛边槽的作用是什么？1. 型槽的具体尺寸和形状2. 毛边槽桥口尺寸和锻件分模位置3. 设备的工作速度，运动特征 毛边槽的作用：1.造成足够大的水平方向的阻力，迫使金属充满型槽，保证锻件 尺寸准确。2. 缓冲锤击3. 容纳多余金属十八.冷，热锻件图的重要作用是什么？ 冷锻件图用于最终锻件检验和热锻件图设计；热锻件图用于模锻设计和加工制造十九.锻件图（冷锻件图）设计包含哪些内容？1. 确定分模面2. 确定锻件的机械加工余量和公差3. 确定模锻斜度4. 确定圆角半径5. 确定肋与腹板6. 确定冲孔连皮形式7. 确定模锻件图及锻件技术条件二十.何为分模面？确定分模面的基本原则及具体原

11、则是什么？ 分模面：模锻件是在可分的模腔中成型，组成模具型腔的各模块的分合面称为“分 模面”。基本原则：保证锻件形状尽可能与零件形状相同，容易从段模型槽中取出；此外， 锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上。具体原则：1.为了便于发现上下模在模锻过程中的错移，分模位置应选在锻件侧 面的中部。2. 为使锻模结构尽量简单，并防止上下模错移，分模面尽可能采用直线状。3. 头部尺寸较大的长轴类锻件，不宜直线分模。4. 为了便于切边模和模锻加工制造，同时也为了节约金属材料，当圆饼类锻件H W2.53D时，无论是在锤上模锻还是在曲柄压力机上或螺旋压力机上锻造，都 应考虑镜像分模，而不采用轴向分模。

12、5. 对金属流线方向有要求的锻件，为避免显微组织被切断，应尽可能沿锻件截面 外形分模。同时还应考虑锻件工作时的受力情况，应使纤维组织与剪应力方向垂 直。二十一.什么是出模斜度（锻造斜度）？为什么要加出模斜度？为便于模锻件从型槽中取出，必须将型槽壁部做成一定的斜度，称为模锻斜度或 出模角。当模壁具有斜度后，模壁压力N所产生的垂直分力N*sina降低销摩擦阻力F.cos a有助于锻件出模二十二.圆角半径对金属流动及充填模型槽有何影响？ 若外圆角半径过小，金属填充模具型槽相应处十分困难，而且易在此处引起应力 集中使其开裂。若外圆角半径过大，会使锻件凸角处余量减小。如锻件内圆角过 小，则金属流动时形成

13、的纤维容易被割断，导致力学性能下降，还容易产生回流， 最后形成折叠使锻件报废，或是磨具上突出部分压塌而影响锻件出模。内圆角半 径若过大，将增加机械加工余量和金属损耗，对某些复杂锻件，内圆角过大，使 金属过早流失，造成局部充不满。二十三.影响锻件余量与公差的因素有哪些？1. 锻件的形状复杂系数2. 锻件的质量和公称尺寸的大小3. 锻件材质系数4. 模锻件的精度等级5. 锻压设备类型6. 分模形式和模具状况二十四.试述冷，热锻件图之间的关系 冷锻件图用于如锻件图的设计二十五.试叔终锻模膛的作用。毛边槽的作用及关键尺寸是什么？确定毛边槽尺 寸的方法有哪几种？终锻模膛用来完成锻件的最终成型。 毛边槽作

14、用：1.造成足够大的水平方向的阻力。迫使金属充满型槽，保证锻件尺 寸准确。2. 缓冲锤击。由于毛边金属层的阻隔，可以缓冲上下模块的直接撞击，提高锻模 寿命。3. 容纳多余金属。在金属已完全充满型槽后，尚有多余金属需要排出，这是靠毛 边仓部来容纳多余的金属。关键尺寸：桥部高度h,宽度b,及入口半径R1方法：吨位法，计算法。二十六.毛边槽分哪些类型？常用的有几种？各自的适用范围有哪些？形式I是使用最广泛的一种，其优点是桥部设在上模块，与坯料接触时间短，吸 收热量少，因而温升少，能减轻桥部磨损或避免压塌。形式II适用于高度方向形状不对称锻件。因而复杂部分设在上模，为简化切变冲 头形状，通常将锻件翻转1800，故桥部设在下模，切边时锻件也易放平稳。形式III适用于形状复杂，坯料体积不易计算准确而往往偏多的锻件，由于增大仓 部容积，不至于发生上下模压不靠。形式W使用对象同形式III，由于加宽下模毛边槽桥部，因而提高桥部强度，以避 免桥部过快地磨损和过早地压塌。形式V只适用于锻模局部，桥部增设阻尼沟，增加金属向仓部流动阻力，迫使金 属流向型槽深处或枝芽处。形式切称为楔形毛边槽，其特点是终锻时水平方向金属流动愈来愈困难，适用形 状更复杂的锻件，缺点是切除毛边困难。