2025年铸造考试试题及答案详解

2025年铸造考试试题及答案详解一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）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：A详解：GB/T9439—2010规定，灰铸铁牌号中数字为最低抗拉强度值，HT250即抗拉强度≥250MPa。2.下列哪种元素对球墨铸铁球化效果危害最大（）。A.CeB.MgC.SD.Si答案：C详解：硫与球化剂Mg、Ce优先结合生成MgS、Ce₂S₃，消耗球化剂，导致石墨球化衰退。3.熔模铸造常用水玻璃型壳，其硬化剂通常选用（）。A.NH₄Cl溶液B.CaCl₂溶液C.盐酸D.硫酸答案：A详解：水玻璃型壳采用氯化铵溶液硬化，生成硅酸凝胶，使型壳获得湿强度。4.铝合金ZL104的变质处理剂通常为（）。A.钠盐B.磷盐C.锶盐D.钛盐答案：C详解：ZL104为AlSiMg系，锶（Sr）长效变质，细化共晶硅，提高塑性，钠盐易烧损。5.冷铁的主要作用是（）。A.补缩B.激冷细化组织C.排气D.减少气体溶解答案：B详解：冷铁通过快速激冷，增大温度梯度，细化晶粒并消除局部缩松。6.下列缺陷中，属于体积型缺陷的是（）。A.气孔B.渣眼C.缩孔D.冷隔答案：C详解：缩孔因凝固收缩引起，呈宏观孔洞，属体积型；气孔、渣眼为分散型，冷隔为面积型。7.铸铁孕育处理加入FeSi75，其主要目的为（）。A.脱氧B.增硅C.提供形核核心D.脱硫答案：C详解：FeSi75含大量Ca、Al，形成CaO·Al₂O₃·2SiO₂等高熔点质点，作为石墨形核基底。8.低压铸造升液管一般采用（）。A.石墨B.耐热钢C.陶瓷D.铸铁答案：B详解：升液管需耐高温铝液冲刷及氧化，耐热钢（如1Cr18Ni9Ti）寿命高、密封好。9.铸钢件焊补前预热温度主要取决于（）。A.铸件重量B.碳当量C.表面粗糙度D.缺陷深度答案：B详解：碳当量越高，淬硬倾向越大，预热温度需提高，防止冷裂。10.树脂砂中，呋喃树脂固化剂通常为（）。A.磷酸B.对甲苯磺酸C.硫酸乙酯D.氯化铵答案：B详解：呋喃树脂采用有机酸（对甲苯磺酸）固化，硬化速度快，强度高。11.下列哪种检测方法最适合检出铝合金铸件表面裂纹（）。A.射线检测B.超声检测C.渗透检测D.涡流检测答案：C详解：渗透检测对表面开口缺陷灵敏度高，成本低，适合非磁性铝合金。12.高锰钢（Mn13）铸件水韧处理温度通常为（）。A.650℃B.850℃C.1050℃D.1200℃答案：C详解：Mn13水韧处理需加热至1050℃左右，使碳化物完全固溶，随后快冷获单相奥氏体。13.铸铁件热裂倾向随下列哪项增大而降低（）。A.磷含量B.硫含量C.碳硅总量D.浇注温度答案：C详解：碳硅总量高，石墨化膨胀大，可抵消收缩应力，降低热裂倾向。14.下列哪种铸造方法最适合生产0.3mm厚铝合金手机中框（）。A.砂型铸造B.金属型铸造C.压铸D.熔模铸造答案：C详解：薄壁复杂件，压铸高压高速充型，尺寸精度高，表面质量好，适合大批量。15.球铁曲轴需进行正火处理，其目的为（）。A.提高硬度B.消除白口C.获得珠光体基体D.提高韧性答案：C详解：正火可获85%以上珠光体，保证强度与耐磨性，为后续感应淬火做准备。16.下列哪种冒口补缩效率最高（）。A.圆柱形明冒口B.腰形冒口C.发热保温冒口D.球形冒口答案：C详解：发热保温冒口利用AlFe₂O₃热化学反应，延长金属液相时间，补缩效率可达35%以上。17.镁合金铸件阻燃防护最常用的气体是（）。A.CO₂B.N₂C.SF₆D.Ar答案：C详解：SF₆与镁反应生成MgF₂保护膜，阻止进一步氧化，浓度0.2%即可阻燃。18.下列哪项不是影响铸铁石墨长度的等级因素（）。A.冷却速度B.碳当量C.孕育剂量D.浇注时间答案：D详解：石墨长度由冷却速度、碳当量、孕育决定，浇注时间影响氧化但非直接因素。19.真空压铸的主要优点是（）。A.降低充型温度B.减少气孔C.提高模具寿命D.简化模具结构答案：B详解：型腔抽真空至30mbar以下，显著减少卷气，提高致密度，可热处理强化。20.下列哪种合金最适合采用消失模铸造生产复杂箱体（）。A.ZL101AB.HT300C.ZG270500D.QT6003答案：C详解：铸钢件加工余量大，消失模无分型面，可一体化成形复杂腔体，减少披缝。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.下列措施可有效防止铝合金针孔缺陷（）。A.精炼除气B.降低模具温度C.提高浇注速度D.使用干燥炉料E.加入AlTiB细化剂答案：A、D、E详解：除气、干燥炉料减少氢源；AlTiB细化晶粒，分散氢气泡；模具温度低反而增加针孔。22.影响铸铁缩松倾向的主要因素有（）。A.碳当量B.浇注温度C.型砂水分D.孕育剂量E.铸件模数答案：A、B、E详解：碳当量低、浇注温度高、模数大，补缩距离长，易缩松；型砂水分影响气孔而非缩松。23.下列属于压铸模具常见失效形式（）。A.热疲劳龟裂B.侵蚀冲蚀C.粘模D.白点E.塑性变形答案：A、B、C、E详解：白点为氢致内部裂纹，属热处理缺陷，非模具直接失效。24.下列关于硅溶胶型壳说法正确的是（）。A.需氨干B.高温强度高C.表面粗糙度低D.可重复使用E.适合薄壁复杂件答案：B、C、E详解：硅溶胶型壳不需氨干，一次性使用，高温强度优于水玻璃，表面Ra3.2μm以下。25.下列哪些属于铸造碳钢热处理工艺（）。A.完全退火B.正火+回火C.调质D.等温淬火E.石墨化退火答案：A、B、C、D详解：石墨化退火用于铸铁，碳钢不采用。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）26.球墨铸铁的石墨形态评级依据GB/T9441—2009，球化率≥80%为1级。（√）详解：标准规定1级球化率≥80%，2级≥60%。27.树脂砂再生回用率可达95%以上，因此旧砂无需检测灼烧减量。（×）详解：灼烧减量高会降低强度、增加发气，必须控制在3%以下。28.低压铸造充型压力一般高于0.8MPa。（×）详解：铝合低压铸造充型压力0.2–0.6MPa，0.8MPa属高压。29.高铬铸铁（Cr26）在湿态下抗腐蚀性能优于304不锈钢。（√）详解：高铬铸铁基体含Cr碳化物，耐蚀耐磨，在矿浆工况寿命为304的3倍。30.熔模铸造脱蜡时，水玻璃型壳可采用热水脱蜡，硅溶胶型壳必须蒸汽脱蜡。（√）详解：硅溶胶型壳强度低，热水易溃散，需高压蒸汽快速脱蜡。31.压铸件可通过T6热处理进一步提高屈服强度。（×）详解：普通压铸含气孔，T6固溶时效时易鼓泡，需真空压铸或充氧压铸后才可T6。32.铸铁件表面出现“白口”可通过高温石墨化退火消除。（√）详解：900℃保温2–4h，碳化物分解为石墨+铁素体，硬度降至200HBW以下。33.镁合金AZ91D晶粒细化剂常用Zr，但Al含量高于8%时Zr中毒失效。（√）详解：Al与Zr形成Al₃Zr，失去细化效果，AZ91D含9%Al，故采用碳质细化剂。34.真空度越高，熔模铸造钢件表面越易出现“粘砂”。（×）详解：真空高减少气体间隙，金属渗透减轻，粘砂倾向下降。35.采用发热冒口时，冒口重量可比传统冒口减少50%以上。（√）详解：发热保温冒口补缩效率高，工艺出品率可由60%提至80%。四、填空题（每空1分，共20分）36.球墨铸铁淬火后获得________+________组织，硬度可达________HRC。答案：马氏体+残余奥氏体，55详解：球铁淬火组织与钢类似，碳量高，硬度更高。37.铝合金精炼除气常用________气体，原理为________。答案：氩氯混合气（Ar+Cl₂），Cl₂与Al₂O₃·xH₂O反应生成AlCl₃挥发带走氢。详解：Cl₂分压0.1–0.3%，除气率≥60%。38.树脂砂常温抗拉试样在________℃烘干________min后测定。答案：180，5详解：JB/T8583—2008规定，模拟模具工作温度，排除水分干扰。39.高锰钢水韧处理后冲击吸收能量应≥________J，硬度≤________HBW。答案：118，220详解：GB/T5680—2010规定，保证完全奥氏体化，避免碳化物析出。40.熔模铸造硅溶胶型壳第1层撒砂粒度为________目，层间干燥湿度≤________%。答案：120，50详解：细砂降低表面粗糙度，湿度高导致涂层回溶。41.压铸模具钢材H13的铬含量为________%，热疲劳裂纹扩展速率与________参数正相关。答案：5，△εt（总应变幅）详解：H13含Cr5%，提高抗氧化；热疲劳寿命与△εt成反比。42.铸铁孕育衰退时间常数为________min，因此浇注应在________min内完成。答案：8，10详解：超过10min形核核心减少，石墨细化效果下降50%。43.低压铸造升液高度h与压力P关系式为________，其中ρ取________kg/m³。答案：P=ρgh，2350详解：铝液密度2350kg/m³，h≤1.5m，防止吸气氧化。44.铸钢件焊补后应进行________热处理，温度比母材正火温度低________℃。答案：去应力退火，30–50详解：避免焊区晶粒长大，降低残余应力。45.镁合金SF₆保护气氛最低浓度为________%，环保替代气体为________。答案：0.2，Novec612详解：3M公司Novec612温室效应低，已用于宝马i系列。五、简答题（每题6分，共30分）46.简述灰铸铁孕育处理目的及常见孕育剂成分特点。答案：目的：①提供石墨形核核心，细化A型石墨；②减少白口倾向；③降低断面敏感性；④消除过冷石墨。孕育剂：FeSi75含Ca0.5–1.0%、Al0.8–1.5%，Ca、Al形成高熔点氧化物、硫化物，作为异质核心；BaFeSi延长孕育时间至20min；SrFeSi抗衰退强，适合大断面。47.分析压铸件产生流痕的主要原因及解决措施。答案：原因：①浇注温度低，金属流动性差；②模具温度低，表面凝固快；③浇口速度过低，形成冷隔痕迹；④脱模剂含水高，蒸发残留。措施：①提高铝液温度至650–680℃；②模具预热至180–220℃；③加大内浇口面积，提高充型速度至40m/s；④选用低水脱模剂，喷涂后吹干；⑤优化浇排系统，减少喷射。48.说明熔模铸造硅溶胶型壳“回溶”现象机理及预防。答：机理：型壳面层硅溶胶为纳米SiO₂颗粒，环境湿度>60%时，未完全胶凝的SiO₂重新溶解，导致强度下降，涂层间分层。预防：①控制干燥间湿度45–55%；②每层干燥时间≥4h，第1层≥8h；③采用快干硅溶胶（pH9–10）；④加入0.5%聚丙烯纤维，提高湿强度；⑤使用除湿转轮机组，恒定露点。49.比较树脂自硬砂与酯硬化水玻璃砂在大型铸钢件应用中的优劣。答：树脂自硬砂：优点：①硬化速度快，脱模时间30min；②发气量低，铸件表面质量好；③旧砂再生率>90%。缺点：①含硫、氮，铸钢件表面易增硫裂；②成本高；③高温退让性差，易裂纹。酯硬化水玻璃砂：优点：①无硫氮，冶金友好；②高温退让性好，抗裂；③成本低1/3。缺点：①旧砂再生率<60%；②型砂流动性差，需振实；③溃散性差，清砂困难。结论：大型关键铸钢件（如水轮机转轮）优先酯硬化水玻璃砂，一般结构件可用树脂自硬砂。50.给出球墨铸铁曲轴感应淬火工艺参数并说明依据。答：材料：QT8006，轴颈φ80mm。参数：①频率2.5kHz，淬硬层深度3–5mm；②比功率1.2kW/cm²；③加热时间4.5s；④喷水压力0.3MPa，水温20–30℃；⑤回火180℃×2h。依据：①层深δ=500√(ρ/μf)，2.5kHz时δ≈4mm；②比功率高，避免加热不足；③短时快速，防止心部温度升高；④低温回火去除残余拉应力，保持表面硬度55HRC以上，心部保持珠光体+铁素体，保证疲劳强度。六、计算题（每题10分，共20分）51.某铝合金压铸件质量1.8kg，采用阶梯浇口，内浇口截面积Ag=120mm²，金属密度ρ=2.7g/cm³，充型时间t=0.04s，求平均充型速度及金属流量，并校核是否满足薄壁件要求（壁厚1.5mm，推荐速度30–55m/s）。解：体积V=m/ρ=1.8/2.7=0.667L=667cm³流量Q=V/t=667/0.04=16675cm³/s=16.675L/s平均速度v=Q/Ag=16675/1.2=139m/s校核：139m/s>55m/s，过高，易卷气。改进：将Ag扩大至220mm²，则v=75m/s，仍偏高；再增至300mm²，v=55.6m/s，满足上限，需加溢流槽排气。52.球墨铸铁件模数M=2.5cm，采用发热保温冒口，其模数需为铸件1.1倍，冒口体积与铸件体积比为0.25，求冒口直径及高度（设H/D=1.2）。解：冒口模数Mr=1.1M=2.75cm对于圆柱冒口Mr=VD/AS，H=1.2D，则VD=πD²H/4=0.3πD³AS=πD²/4+πDH=πD²/4+1.2πD²=1.45πD²Mr=0.3πD³/(1.45πD²)=0.207D=2.75cm得D=13.3cm，取135mmH=1.2D=162mm体积比验算：Vr/Vc=0.25，已满足。冒口质量mr=ρVr=7.1×π/4×13.5²×16.2=16.5kg，工艺出品率=1.8/(1.8+16.5)=9.8%，偏低，需改为两个冒口，单个模数仍2.75cm，直径不变，总质量减半，出品率提至17%，符合批量生产要求。七、综合应用题（20分）53.某风电轮毂材质QT40018AL，轮廓尺寸φ4.2m×1.8m，最大壁厚120mm，最小50mm，单重11.5t。现采用树脂自硬砂、底注开放式浇注系统，需解决：（1）防止石墨漂浮；（2）保证20℃冲击≥