2025年锻造工(高级)考试模拟试卷及答案

2025年锻造工(高级)考试模拟试卷及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.锻造比是衡量金属变形程度的重要指标，对于拔长工序，锻造比的计算方式为（）。A.变形前长度与变形后长度之比B.变形后横截面积与变形前横截面积之比C.变形前横截面积与变形后横截面积之比D.变形后长度与变形前长度之比2.下列材料中，可锻性最好的是（）。A.T10钢（含碳量1.0%）B.45钢（含碳量0.45%）C.Q235钢（含碳量0.15%）D.60Si2Mn（弹簧钢）3.中碳钢（含碳量0.3%~0.6%）的始锻温度通常控制在（）。A.1000~1100℃B.1200~1250℃C.1300~1350℃D.900~1000℃4.自由锻中，冲孔工序常用的工具是（）。A.压铁B.冲子C.剁刀D.摔子5.模锻时，为便于锻件从模膛中取出，锻件上需设计（）。A.圆角B.飞边C.模锻斜度D.冲孔连皮6.锻造过程中，金属产生“热脆”的主要原因是（）。A.硫元素含量过高B.磷元素含量过高C.氢元素含量过高D.氮元素含量过高7.下列锻造设备中，适合用于精密模锻的是（）。A.空气锤B.蒸汽空气自由锻锤C.热模锻压力机D.夹板锤8.终锻温度过低会导致（）。A.金属塑性下降，锻造困难B.氧化烧损严重C.晶粒粗大D.产生过热组织9.计算坯料质量时，需考虑的损耗不包括（）。A.氧化烧损B.切头损失C.飞边损失D.机加工余量10.锻造过程中，金属的“可锻性”主要取决于（）。A.锻造设备功率B.金属的化学成分和组织C.操作工人技术水平D.锻造温度11.对于大型轴类锻件的拔长，通常采用（）。A.平砧拔长B.V型砧拔长C.型砧拔长D.芯轴拔长12.模锻件上的“冲孔连皮”通常在（）工序中去除。A.预锻B.终锻C.切边D.校正13.下列缺陷中，属于锻造内部缺陷的是（）。A.折叠B.裂纹C.白点D.凹坑14.锻造加热时，“过烧”是指（）。A.加热温度超过始锻温度B.加热温度过高导致晶界氧化C.加热时间过长导致晶粒粗大D.加热温度低于终锻温度15.计算锻件所需坯料长度时，需考虑的因素不包括（）。A.锻造比B.坯料横截面积C.锻件体积D.模具磨损量二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，错选、漏选均不得分）1.自由锻的基本工序包括（）。A.镦粗B.拔长C.冲孔D.弯曲2.影响金属锻造温度范围的主要因素有（）。A.材料的化学成分B.金属的组织状态C.加热设备类型D.锻造设备能力3.锻造润滑剂的主要作用包括（）。A.减少模具磨损B.改善金属流动C.降低锻造力D.提高锻件表面质量4.锻造过程中，可能导致锻件晶粒粗大的原因有（）。A.终锻温度过高B.变形程度过小C.加热温度过高D.冷却速度过快5.模锻件设计时，需遵循的原则包括（）。A.尽量简化形状，避免深孔B.设计合理的模锻斜度和圆角C.减少飞边体积D.允许存在锐角结构6.锻造设备选择时，需考虑的因素有（）。A.锻件尺寸和质量B.锻造工艺类型（自由锻/模锻）C.生产批量D.操作工人数量7.下列材料中，需采用低温慢速加热的有（）。A.高合金钢B.铝合金C.铜合金D.铸铁8.锻造缺陷“折叠”的产生原因可能是（）。A.坯料表面有凹坑B.锻造时金属流动不合理C.锤击力过大D.模具圆角过小9.锻造后热处理的主要目的包括（）。A.消除内应力B.改善切削加工性C.细化晶粒D.提高表面硬度10.蒸汽空气锤的主要组成部分包括（）。A.气缸B.锤头C.砧座D.电动机三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.金属的可锻性常用________和________来综合衡量。2.中碳钢的终锻温度一般控制在________℃左右。3.自由锻中，为避免镦粗时坯料失稳，坯料高度与直径（或边长）之比应不超过________。4.模锻斜度的常用范围是________（外表面）和________（内表面）。5.锻造加热时，钢的氧化烧损率一般为________（质量分数）。6.大型锻件常用的加热设备是________，其特点是加热均匀、温度控制精确。7.锻造过程中，“冷裂”通常发生在________温度区域，由________应力引起。8.铝合金的始锻温度一般为________℃，终锻温度为________℃。9.锻造比大于________时，金属的力学性能不再显著提高。10.模具失效的主要形式包括________、________和断裂。四、简答题（共5题，第12题各6分，第35题各8分，共36分）1.（封闭型）简述模锻件分模面选择的基本原则。2.（封闭型）列举自由锻工艺中“拔长”工序的操作要点。3.（开放型）分析锻件表面出现裂纹的可能原因及预防措施。4.（开放型）比较自由锻与模锻的优缺点，说明各自适用的生产场景。5.（开放型）某工厂锻造40Cr钢轴类零件时，发现锻件心部存在疏松缺陷，试分析可能的原因并提出改进措施。五、应用题（共3题，第1题10分，第2题12分，第3题14分，共36分）1.（计算类）某坯料为圆棒，初始直径Φ100mm，长度L0=300mm，经镦粗后高度H1=100mm，计算该工序的锻造比（保留2位小数）。若坯料材料为Q235钢（密度7.85g/cm³），计算镦粗后坯料的直径（忽略氧化烧损）。2.（分析类）某企业采用摩擦压力机模锻汽车连杆，发现锻件飞边过厚且局部充型不满，试分析可能的原因并提出改进方案。3.（综合类）设计一套汽车发动机曲轴（材料为42CrMo）的模锻工艺方案，要求包括：加热温度范围、设备选择、模具设计要点（分模面、模膛类型）、后续热处理工艺及目的。参考答案一、单项选择题1.C2.C3.B4.B5.C6.A7.C8.A9.D10.B11.B12.C13.C14.B15.D二、多项选择题1.ABCD2.AB3.ABCD4.ABC5.ABC6.ABC7.AB8.ABD9.ABC10.ABC三、填空题1.塑性；变形抗力2.8003.2.5~34.3°~7°；7°~15°5.1%~3%6.室式炉（或台车式炉）7.低温；残余应力（或热应力、组织应力）8.400~480；300~3509.4~510.磨损；热疲劳四、简答题1.模锻件分模面选择的基本原则：①保证锻件能从模膛中顺利取出，分模面应选在锻件最大截面处；②尽量使上、下模膛的形状对称，避免错模；③分模面应尽量平直，减少模具加工难度；④尽量将锻件的重要加工面放在同一半模中，保证尺寸精度；⑤减少飞边体积，降低材料消耗。2.拔长工序的操作要点：①控制送进量（每次锤击时坯料的送进长度），一般为砧宽的0.4~0.6倍；②拔长时应不断翻转坯料（如90°翻转），保证变形均匀；③对于圆形截面坯料，拔长前需先锻成方形，避免产生中心裂纹；④控制压下量（每次锤击的压下深度），过大易导致内部裂纹，过小则变形不充分；⑤拔长结束后需将坯料锻圆，保证截面形状符合要求。3.锻件表面裂纹的可能原因及预防措施：原因：①原材料存在皮下气孔或裂纹；②加热速度过快，表面与心部温差大，产生热应力；③终锻温度过低，金属塑性不足；④锤击力过大或不均匀，局部变形量超过材料塑性极限；⑤模具表面有尖锐棱角，导致金属流动受阻。预防措施：①严格检验原材料质量，去除表面缺陷；②对高合金钢等塑性差的材料采用阶梯式加热（低温慢速加热）；③合理控制终锻温度（如中碳钢不低于800℃）；④调整锤击力度和频率，避免单次变形量过大；⑤模具设计时增加圆角，减少应力集中。4.自由锻与模锻的比较及适用场景：自由锻：优点：设备简单（如空气锤、水压机）、灵活性高，适合锻造大型、形状简单的锻件；缺点：尺寸精度低、表面粗糙、材料利用率低、生产效率低；适用场景：单件小批量生产，如大型轴类、筒类零件（如发电机转子、轧辊）。模锻：优点：尺寸精度高、表面质量好、材料利用率高、生产效率高，可锻造形状复杂的零件；缺点：模具成本高、设备投资大（如热模锻压力机），适合批量生产；适用场景：中批量以上生产，如汽车连杆、齿轮坯、发动机曲轴等。5.40Cr钢轴类零件心部疏松的原因及改进措施：原因：①坯料原始组织存在缩松或偏析；②锻造比不足（变形量小），心部未充分压实；③拔长时送进量过小或压下量不足，心部金属未发生有效变形；④加热温度过高，导致心部晶粒粗大，塑性下降。改进措施：①选用质量更好的原材料（如经电渣重熔的钢锭）；②增加锻造比（一般控制在4~5以上），采用大压下量拔长；③采用“中心压实法”（如JTS法、WHF法），通过特定砧型（如V型砧）和操作方式强化心部变形；④严格控制加热温度（40Cr始锻温度1150~1200℃），避免过热；⑤锻造后进行扩散退火，改善心部组织均匀性。五、应用题1.（1）锻造比计算（镦粗工序锻造比=H0/H1）：H0=300mm，H1=100mm，锻造比=300/100=3.00。（2）镦粗后直径计算（体积不变）：初始体积V=π×(100/2)²×300=π×2500×300=750000π(mm³)镦粗后高度H1=100mm，设直径为D，则体积V=π×(D/2)²×100=25πD²(mm³)联立得：25πD²=750000π→D²=30000→D≈173.2mm。2.飞边过厚且充型不满的原因及改进方案：原因分析：①设备吨位不足，锻造力不够，无法完全闭合模具；②模具设计不合理（如模膛容积过大、飞边槽过宽）；③坯料体积过大（导致飞边增厚）或过小（导致充型不满）；④坯料加热温度不均匀（局部温度低，流动性差）；⑤润滑剂使用不当（过多或过少影响金属流动）。改进方案：①核算设备吨位，必要时更换更大吨位的摩擦压力机；②优化模具设计：减小飞边槽宽度，调整模膛尺寸使其与坯料体积匹配；③精确计算坯料体积（考虑飞边和连皮质量），采用称重或体积测量确保坯料尺寸准确；④改进加热工艺（如采用感应加热），保证坯料温度均匀（40Cr模锻温度一般为1150~1200℃）；⑤合理使用润滑剂（如石墨水剂），均匀喷涂模具表面，减少金属流动阻力。3.汽车发动机曲轴（42CrMo）模锻工艺方案：（1）加热温度范围：始锻温度1180~1220℃，终锻温度800~850℃（42CrMo为中碳合金结构钢，需避免终锻温度过低导致裂纹）。（2）设备选择：热模锻压力机（如10000kN级），因其行程固定、锻造力稳定，适合曲轴这类形状复杂、精度要求高的模锻件。（3）模具设计要点：分模面：选择在曲轴的最大截面（主轴颈中心线处），便于锻件取出，且使上、下模膛对称；模膛类型：包括预锻模膛（改善金属流动，避免充型不满）和终锻模膛（保证最终尺寸）；飞边槽：采用桥部+仓部结构，桥部高度2~3mm（控制飞边厚度），仓部宽度15~20mm（