2025年铸造技能题库及答案解析

2025年铸造技能题库及答案解析一、铸造合金熔炼与炉前控制1.【单选】当冲天炉风量由28m³/(min·m²)提高到35m³/(min·m²)时，铁液含氧量变化趋势是A.下降0.4×10⁻⁴%B.上升0.9×10⁻⁴%C.先升后降D.基本不变答案：B解析：风量增大使氧化带延长，FeO生成量增加，铁液氧平衡浓度升高，实测曲线斜率+0.9×10⁻⁴%/m³。2.【单选】采用75%硅铁对HT250进行孕育，加入量0.35%，处理后白口宽度由6mm降至2mm，则每降低1mm白口所需临界硅增量约为A.0.07%B.0.09%C.0.11%D.0.13%答案：C解析：ΔSi=0.35%×(75/100)÷(62)=0.065%≈0.11%（考虑烧损15%）。3.【多选】下列哪些元素会显著扩大球墨铸铁铁素体区并提高冲击韧性A.CuB.NiC.MoD.SbE.Bi答案：B、E解析：Ni稳定奥氏体并促进铁素体，Bi微量即可细化石墨球，提高韧性；Cu、Mo促进珠光体，Sb偏析于晶界脆化。4.【判断】在感应炉熔炼高锰钢（Mn13%）时，若采用酸性炉衬，将导致SiO₂被MnO还原，炉衬寿命缩短。（）答案：√解析：2MnO+SiO₂→Mn₂SiO₄，酸性衬被侵蚀深度可达2.8mm/炉。5.【填空】某铝硅合金熔体氢含量为0.28mL/100g，采用旋转喷吹氩气除气，氩气流量0.8m³/h，转子转速450r/min，经8min处理后氢含量降至0.11mL/100g，则除气效率为______%。答案：60.7解析：η=(0.280.11)/0.28×100%=60.7%。6.【计算】一包铁水质量1800kg，原铁水成分C3.25%、Si1.55%、Mn0.85%，需调整至C3.40%、Si1.80%、Mn0.70%。已知增碳剂回收率92%，75%硅铁回收率85%，电解锰回收率95%，求各合金加入量。答案：增碳剂：ΔC=0.15%，需加入=1800×0.15%/(92%×98%)≈30.0kg硅铁：ΔSi=0.25%，需加入=1800×0.25%/(85%×75%)≈70.6kg电解锰：ΔMn=0.15%，需稀释，不加锰；若补锰则反向计算，本题无需补加。7.【简答】说明球化处理后“镁衰退”现象的本质及工业上延缓衰退的三条具体措施。答案：本质：残余Mg与S、O反应生成MgS、MgO被不断消耗，同时Mg蒸汽压随时间指数下降。措施：①处理温度降至1450℃以下；②浇包加盖+草木灰保温；③随流孕育0.1%纯镁丝。8.【案例分析】某厂生产QT7002，铸态基体珠光体量仅65%，抗拉680MPa不合格。检测残余Mg0.028%、Cu0.42%、Sn0.022%。请给出两步工艺调整方案并预测珠光体量。答案：①加Cu至0.8%，Sn至0.035%，利用(Cu+Sn)共析转变温度上移，促进珠光体；②二次孕育0.15%BaSiFe，细化共晶团，预计珠光体量升至85%，抗拉720MPa。二、砂型铸造工艺设计与缺陷防止9.【单选】对于一框多模的潮模砂生产线，若型砂紧实率保持38%，要求砂型硬度>85，则最佳震击压力应为A.0.35MPaB.0.45MPaC.0.55MPaD.0.65MPa答案：C解析：经验曲线显示，0.55MPa时硬度紧实率斜率最大，兼顾能耗与型腔尺寸稳定性。10.【单选】大型机床床身导轨面出现“鼠尾”缺陷，其根部深度2mm，长度120mm，最可能的主因是A.型砂水分高B.涂料耐火度低C.砂芯排气不畅D.浇注温度高答案：B解析：涂料剥落导致局部过热，金属渗透形成鼠尾，深度<3mm多为涂料问题。11.【多选】下列措施可同时降低铸件缩松倾向与气孔倾向的是A.提高冒口补缩压力B.降低型砂水分C.增加冷铁厚度D.采用发热保温冒口E.提高浇注速度答案：B、D解析：降低水分减少H₂来源；发热冒口延长补缩时间，减少缩松，且不引入气体。12.【判断】采用覆膜砂热芯盒制芯时，若固化时间延长20%，将导致芯子常温抗拉强度下降。（）答案：√解析：过固化使酚醛树脂过度交联脆化，实测强度由2.8MPa降至2.1MPa。13.【填空】某灰铁件壁厚40mm，按Chvorinov法则计算，模数M=2.5cm，若线收缩率取1.1%，则其最大缩尺补偿量应为______mm。答案：0.44解析：补偿量=40mm×1.1%=0.44mm。14.【计算】一圆柱形冒口直径D=1.2倍铸件模数，高度H=1.5D，铸件质量45kg，需补缩率6%，求冒口最小质量。答案：冒口模数Mc=1.2×2.5=3cm，体积Vc=πD²H/4，密度7.2kg/dm³，设铸件体积V=45/7.2=6.25dm³，需补缩金属2.7kg，由补缩效率14%，得冒口质量=2.7/14%≈19.3kg。15.【简答】阐述“高温出炉—低温快浇”工艺对减少球铁夹渣的机理。答案：高温出炉使MgO、SiO₂等夹杂上浮，低温快浇降低二次氧化，缩短紊流时间，夹渣缺陷率可由0.8%降至0.2%。16.【案例分析】某阀体加工面出现大面积“渗透粘砂”，型砂配方：原砂100、膨润土8、水分3.2%、煤粉2。试提出系统整改路线。答案：①原砂AFS由52降至45，提高耐火度；②膨润土改为活化钠基，加入量降至6%，水分控至2.8%；③涂料改用锆英粉醇基，涂刷两遍，厚度0.3mm；④浇注温度由1420℃降至1380℃，缺陷消失。三、特种铸造与数字化技术17.【单选】低压铸造A356轮毂，充型压力0.25bar，升液速度8cm/s，若液面高度差500mm，则实际所需加压滞后时间为A.0.8sB.1.1sC.1.4sD.1.7s答案：C解析：t=h/v=50cm/8cm/s=6.25s，滞后补偿按22%计，1.4s。18.【单选】在真空差压铸造中，若型腔真空度保持85kPa，加压速率0.4bar/s，则金属液面上升加速度约为A.0.6gB.0.9gC.1.2gD.1.5g答案：B解析：ΔP=0.85bar，a=ΔP·A/(ρV)，简化得a≈0.9g。19.【多选】下列哪些参数可直接作为压铸PQ²图横纵坐标A.金属流量QB.压射速度vC.压力PD.型腔真空度E.浇口面积A答案：A、C解析：PQ²图描述流量Q与压力P关系，用于选浇口面积。20.【判断】采用3D打印砂型铸造时，因无拔模斜度，打印层厚0.3mm即可完全取消加工余量。（）答案：×解析：层厚0.3mm仅影响表面粗糙度，Ra≈12.5μm，仍需留0.5mm加工余量保证装配基准。21.【填空】某挤压铸造铝合金零件，比压保持80MPa，保压时间12s，实测二次枝晶臂间距SDAS为18μm，则其预估抗拉强度为______MPa。答案：315解析：经验公式σb=3154.5×(SDAS10)=315MPa。22.【计算】采用MAGMA模拟，某铸钢件原工艺孤立熔池体积120cm³，补缩距离85mm，加设边冒口后孤立熔池降至15cm³，求补缩效率提升比例。答案：原缺陷率=120/4500=2.67%，改善后=15/4500=0.33%，提升比例=(2.670.33)/2.67=87.6%。23.【简答】说明基于机器视觉的铸件缺陷实时检测系统中，采用“结构光+深度学习”相比传统X射线DR的优势与局限。答案：优势：①在线速度>60m/min；②无需辐射防护；③可识别0.2mm凸起缺陷。局限：①仅对表面及浅表层；②受环境光干扰；③黑色金属反光需喷涂显影剂。24.【案例分析】某钛合金精密铸件采用熔模铸造，焙烧后型壳出现“鼓包”，剖面发现型壳分层。给出根因及工艺优化数字孪生方案。答案：根因：硅溶胶面层与背层干燥速度不匹配，含水梯度>3%导致分层。数字孪生：①在型壳干燥间布设32个温湿度传感器，数据接入TwinBuilder；②建立干燥速率应力耦合模型，预测临界含水率；③优化风速由1.5m/s降至0.8m/s，面层干燥时间延长20min，鼓包率由5%降至0.2%。四、铸件热处理与残余应力控制25.【单选】对GJS5007进行铁素体化退火，要求铁素体量>90%，则保温温度应选A.860℃B.900℃C.940℃D.980℃答案：B解析：900℃处于α+γ两区上沿，碳扩散充分，避免上贝氏体。26.【单选】大型轧辊表面淬火后，轴向残余应力峰值一般位于A.表面B.次表面3mmC.半径1/2处D.心部答案：B解析：相变体积膨胀受约束，峰值在3mm处，实测420MPa。27.【多选】下列工艺可有效降低铝合金铸件淬火变形的是A.提高固溶温度B.分段升温C.热水淬火D.模压淬火E.深冷处理答案：B、C、D解析：分段升温减小温差，热水60℃降低冷却速度，模压提供约束。28.【判断】对灰铁件进行表面激光重熔，硬度可由220HBW提升至520HV，但会形成高达+600MPa的拉应力。（）答案：√解析：快速熔化凝固产生热收缩，拉应力峰值在熔凝边界。29.【填空】某铸钢件正火后测得表面硬度220HB，要求调质至260HB，则回火温度应下调约______℃。答案：60解析：经验每降10℃，HB增3.3，需升硬度40HB，故下调≈60℃。30.【计算】铝合金ZL205A固溶温度540℃，转移时间≤15s，淬火水温65℃，铸件厚80mm，求表面与心部最大温差。答案：表面换热系数h=3500W/(m²·K)，λ=150W/(m·K)，毕奥数Bi=h·δ/λ=3500×0.04/150=0.93，查瞬态导热图，最大温差ΔT≈0.45×(54065)=214℃。31.【简答】说明振动时效(VSR)对球铁曲轴残余应力峰值削减的机理及适用频率范围。答案：机理：微塑性变形促使位错重新排列，峰值应力下降3050%；频率2080Hz，避开固有频率防共振裂纹。32.【案例分析】某风电轮毂铸件经退火后加工变形2.5mm，超声测得残余应力+180MPa。拟采用“二次退火+振动时效”复合工艺，预测变形量并给出工艺曲线。答案：二次退火：550℃×4h，炉冷至200℃出炉，应力降至+60MPa；VSR：施加35Hz、0.5g振动30min，应力再降40MPa；综合变形量=2.5mm×(60/180)×0.6=0.5mm，满足≤0.6mm要求。五、质量检测与标准应用33.【单选】按ISO80623:2007，对CT8级铸件，最大错箱量允许值为A.0.5mmB.0.8mmC.1.0mmD.1.2mm答案：C解析：CT8对应壁厚>1025mm段，错箱1.0mm。34.【单选】射线检测球铁件，发现直径0.8mm气孔，按ASTME446可评为A.Level1B.Level2C.Level3D.不合格答案：B解析：壁厚<13mm，0.8mm气孔对应Level2。35.【多选】下列缺陷可用工业CT一次扫描完成三维定量的是A.缩松B.裂纹C.夹杂D.气孔E.冷隔答案：A、C、D解析：工业CT分辨率2μm，可定量体积缺陷；裂纹、冷隔需倾斜扫描。36.【判断】采用相控阵超声检测奥氏体不锈钢铸件，频率2MHz，晶粒7级，可检出3mm当量缺陷。（）答案：√解析：相控阵聚焦可抑制草状回波，信噪比>12dB，3mm当量可识别。37.【填空】某铸钢件要求表面粗糙度Ra12.5μm，按GB/T6060.1，对应铸造表面等级为______级。答案：Ra12.538.【计算】对一批ADI铸件进行硬度抽检，样本n=9，平均硬度HBW312，标准差8.5，要求95%置信度下均值置信区间。答案：t₀.₀₂₅,₈=2.306，置信区间=312±2.306×8.5/√9=312±6.5，即305.5318.5HBW。39.【简答】说明采用数字射线(DR)实时成像检测薄壁铝件时，选择微焦点0.1mm的几何不清晰度Ug