2025年金属加工铸造试卷及答案

2025年金属加工铸造试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.灰铸铁HT250中“250”代表的含义是（）A.抗拉强度≥250MPaB.屈服强度≥250MPaC.布氏硬度≥250HBWD.冲击吸收能量≥250J答案：A2.下列哪种元素在球墨铸铁中起球化作用（）A.镁B.硫C.磷D.氧答案：A3.砂型铸造中，型砂的透气性主要影响铸件的（）A.表面粗糙度B.尺寸精度C.气孔缺陷D.缩松缺陷答案：C4.金属型铸造与砂型铸造相比，其最大优势是（）A.可铸复杂内腔B.生产效率高C.成本低D.可铸大型件答案：B5.铝合金ZL104的强化热处理制度为（）A.T4B.T5C.T6D.T7答案：C6.熔模铸造常用水玻璃硅溶胶复合型壳，其第一层撒砂材料通常选用（）A.30/50目石英砂B.80/120目锆英砂C.16/30目铬铁矿砂D.200目滑石粉答案：B7.铸铁孕育处理最常用的孕育剂是（）A.FeSi75B.FeMn70C.FeCr60D.FeTi30答案：A8.低压铸造升液阶段若加压速度过快，容易产生的缺陷是（）A.冷隔B.浇不足C.氧化夹渣D.缩孔答案：C9.下列哪种缺陷与合金凝固温度区间宽直接相关（）A.热裂B.冷裂C.气孔D.粘砂答案：A10.在MAGMAsoft模拟中，Niyama判据用于预测（）A.缩松B.气孔C.热裂D.冲砂答案：A11.高锰钢（Mn13）铸件水韧处理的温度范围是（）A.450–500℃B.650–700℃C.950–1000℃D.1050–1100℃答案：D12.下列哪种铸造合金最适合采用真空压铸（）A.ZL101AB.AZ91DC.HT300D.ZCuSn10P1答案：B13.冷铁的主要作用是（）A.补缩B.排气C.激冷D.集渣答案：C14.树脂自硬砂中，磺酸固化剂加入量过多会导致（）A.型砂强度降低B.起模时间延长C.铸件渗硫D.发气量降低答案：C15.下列哪种无损检测方法对铝合金铸件疏松最敏感（）A.射线RTB.超声UTC.磁粉MTD.渗透PT答案：A16.铸铁件表面出现“白口”组织，其根本原因是（）A.碳当量过低B.冷却速度过快C.硫含量过高D.磷含量过高答案：B17.在ProCAST中，边界条件“HTC”代表（）A.热传导系数B.换热系数C.凝固潜热D.比热容答案：B18.下列哪种造型线最适合大批量生产汽车制动钳体（）A.手工造型B.垂直分型无箱射压C.树脂砂造型D.熔模造型答案：B19.铝合金精炼除气时，旋转喷吹氩气工艺参数中，最关键的指标是（）A.气体温度B.转子转速C.氩气纯度D.熔体黏度答案：B20.下列哪种后处理工艺可显著提高ZG35CrMo铸钢件疲劳寿命（）A.正火B.调质C.表面滚压D.退火答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些因素会促进铝合金铸件产生针孔（）A.熔体含氢量高B.铸型水分高C.浇注温度低D.冷却速度快答案：A、B22.关于球墨铸铁退火处理，下列说法正确的是（）A.可消除白口B.可降低硬度C.可提高塑性D.可获得珠光体基体答案：A、B、C23.下列属于压铸模具常见失效形式的有（）A.热疲劳龟裂B.溶蚀C.塑性变形D.磨粒磨损答案：A、B、C、D24.下列哪些措施可减小大型铸钢件热裂倾向（）A.增加型砂退让性B.设置防裂肋C.降低浇注温度D.加快开箱时间答案：A、B、C25.下列哪些合金元素可显著提高黄铜的耐脱锌腐蚀性能（）A.AsB.SbC.AlD.Ni答案：A、B、D26.下列关于熔模铸造脱蜡工艺，说法正确的有（）A.蒸汽脱蜡速度快B.热水脱蜡型壳不易开裂C.微波脱蜡能耗低D.高压脱蜡适合大件答案：A、C27.下列哪些缺陷可通过振动时效降低危害（）A.残余应力B.缩松C.热裂D.变形答案：A、D28.下列哪些铸造铝合金适合阳极氧化着色（）A.ZL101B.ZL201C.ZL301D.ZL401答案：A、B29.下列哪些属于绿色铸造评价体系中的“三耗”指标（）A.能耗B.水耗C.砂耗D.氢耗答案：A、B、C30.下列哪些检测手段可用于在线监测球化率（）A.热分析B.超声速法C.金相法D.电阻法答案：A、B、D三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.铸铁中磷含量越高，越易形成缩松缺陷。（）答案：×32.低压铸造的充型压力一般高于0.8MPa。（）答案：×33.在MAGMA中，固相率f_s=0.7时对应等效凝固末端。（）答案：√34.熔模铸造用锆英粉耐火度低于硅石粉。（）答案：×35.铝合金晶粒细化剂Al5Ti1B加入量越多，细化效果越好。（）答案：×36.砂型铸造中，型砂的灼烧减量（LOI）高说明有机残留多。（）答案：√37.高铬铸铁（Cr26）在950℃淬火可获得马氏体基体。（）答案：√38.压铸模龟裂扩展方向通常垂直于热循环方向。（）答案：√39.铸钢件焊补时，预热温度只需高于Ms点即可。（）答案：×40.采用再生砂可100%替代新砂而性能不下降。（）答案：×四、填空题（每空1分，共20分）41.球墨铸铁常用球化剂为________，加入量一般为铁液质量的________%。答案：FeSiMg68，1.2–1.642.铝合金精炼时，除气动力学方程中，氢扩散系数D与熔体温度T的关系满足________定律。答案：阿伦尼乌斯43.砂型铸造中，型砂的紧实率通常控制在________%之间，以保证起模强度与透气性平衡。答案：35–4544.熔模铸造型壳背层撒砂粒度由粗到细的三级配为________目、________目、________目。答案：30/50，16/30，10/2045.低压铸造升液阶段，金属液在升液管内的临界流速应小于________m/s，以防氧化膜卷入。答案：0.546.铸铁孕育衰退时间一般从孕育完毕开始计算，超过________min后孕育效果下降50%。答案：847.压铸模H13钢淬火后二次回火温度通常选择________℃，以获得二次硬化峰。答案：56048.大型铸钢件采用阶梯浇注时，每层内浇口截面积比上层应增加________%。答案：10–1549.铝合金ZL205A固溶处理转移时间越短，越能抑制________相在晶界析出。答案：T（Al2Cu）50.铸铁件残余应力测试采用钻孔应变法，孔径一般为________mm，孔深为________倍板厚。答案：1.5–2.0，0.4–0.5五、简答题（每题6分，共30分）51.简述灰铸铁孕育处理的目的及常见孕育剂作用机理。答案：目的：①增加石墨核心，细化共晶团；②降低白口倾向；③改善断面敏感性；④提高力学性能。机理：孕育剂中的Ca、Ba、Sr、Al形成高熔点硫化物、氧化物，作为石墨异质核心，提高铁液过冷度，抑制渗碳体析出，促进A型石墨形成。52.试分析铝合金压铸件产生“流痕”缺陷的主要原因及解决措施。答案：原因：①模温低，金属液前沿提前凝固；②浇口速度低，喷射不良；③脱模剂浓度过高；④型腔排气不畅。措施：①提高模温至180–220℃；②优化浇口形状，提高填充速度；③降低脱模剂浓度，均匀喷涂；④增设排气槽，采用真空压铸。53.简述大型铸钢件采用发热保温冒口的设计要点。答案：①冒口模数应大于铸件模数1.2倍；②发热剂燃烧热≥2500kJ/kg；③保温层导热系数≤0.08W/(m·K)；④冒口高度/直径比1.2–1.5；⑤设置易割片，减少清理工作量；⑥采用补贴保证补缩通道畅通。54.说明熔模铸造硅溶胶型壳干燥过程中“回溶”现象产生机理及防止方法。答案：机理：干燥不完全即进入下一层涂挂，残留水分在型壳内部蒸发冷凝，使已干燥层重新吸湿，强度下降，出现回溶。防止：①控制环境湿度<50%，温度22–25℃；②延长干燥时间，采用梯度干燥；③使用快干硅溶胶；④增设除湿风机，保证层间干燥度>80%。55.试比较树脂自硬砂中呋喃树脂与酚醛尿烷树脂的工艺性能差异。答案：①呋喃树脂：含氮量可调，硬化速度受磺酸加入量控制，高温强度好，发气量低，适合铸钢；②酚醛尿烷：双组分，硬化速度由胺催化剂调节，初强度高，溃散性优，发气量略高，适合铝合金及铸铁复杂件；③成本：酚醛尿烷高于呋喃约15–20%；④环保：酚醛尿烷游离甲醛低，气味小。六、计算题（每题10分，共30分）56.某灰铸铁件质量为450kg，材质HT250，浇注重量520kg，采用环形横浇口，已知：浇注时间t=18s；流量系数μ=0.5；金属液密度ρ=7000kg/m³；平均静压头H_p=350mm。求内浇口总截面积A_in（cm²）。答案：G=520kg，t=18s，μ=0.5，H_p=0.35m，ρ=7000kg/m³Q=G/(ρt)=520/(7000×18)=4.13×10⁻³m³/s由托里拆利公式Q=μA√(2gH_p)A=Q/(μ√(2gH_p))=4.13×10⁻³/(0.5×√(2×9.81×0.35))=3.15×10⁻³m²=31.5cm²答：内浇口总截面积31.5cm²。57.铝合金ZL101筒形铸件外径200mm，内径160mm，高300mm，要求自上而下顺序凝固，采用石墨冷铁控制，已知：合金凝固收缩率β=3.5%；冷铁激冷系数k=1.8；铸件模数M_c=1.2cm；冷铁模数M_ch=M_c/3。求所需冷铁厚度δ_ch（mm）。答案：M_ch=1.2/3=0.4cm对于平板冷铁，M_ch=δ_ch/2δ_ch=2M_ch=0.8cm=8mm考虑激冷系数k=1.8，实际厚度δ=δ_ch/k=8/1.8=4.4mm取整5mm答：冷铁厚度5mm。58.某球墨铸铁件需进行残余应力测试，采用钻孔应变法，已知：弹性模量E=169GPa；泊松比ν=0.275；应变花测得释放应变ε₁=+520με，ε₂=−180με，ε₃=+90με；钻孔直径d=2mm，孔深h=2mm；校正系数A=0.12，B=0.28。求最大主应力σ₁（MPa）。答案：使用公式σ₁,σ₂=E/(1ν²)[(ε₁+ε₃)/2A±√(((ε₁ε₃)/2B)²+((ε₁+ε₃2ε₂)/2B)²)]代入：平均=(520+90)/2=305με差值=(52090)/2=215με斜差=(520+902×(−180))/2=485μεσ₁=169000/(10.275²)[305/0.12+√(215²/0.28²+485²/0.28²)]=169000/0.924[2542+√(592000+2990000)]=182800×[2542+1896]=82MPa答：最大主应力约82MPa。七、综合分析题（20分）59.某汽车涡轮增压器壳体材质为镍基高温合金K418，采用熔模铸造，铸件最大壁厚5mm，最小2mm，轮廓尺寸φ150mm×120mm，要求100%射线检测≥φ0.5mm气孔缺陷为零，表面粗糙度Ra≤3.2μm。试从合金熔炼、型壳、浇注、凝固控制、后处理五方面制定完整工艺方案，并说明关键参数。答案：1.合金熔炼：采用25kg真空感应炉，精炼温度1580℃，真空度≤5×10⁻²Pa，加Al、Ti前充Ar至0.05MPa，减少氧化；浇注温度1450℃，过热30℃。2.型壳：面层锆英粉325目+硅溶胶30%，撒砂80/120目锆英砂；二层同面层；背层莫来粉+16/30目莫来砂，共7层；干燥温度22℃，湿度45%，每层干燥24h；最终脱蜡蒸汽温度180℃，压力0.6MPa，脱蜡时间8min；型壳焙烧1050℃，保温2h。3.浇注：真空浇注炉，型壳预热980℃，真空度≤0.1Pa，浇注速度2kg/s，采用底注式陶瓷