2025年锻造考试题及答案

2025年锻造考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列关于锻造温度范围的描述中，正确的是（）A.低碳钢的始锻温度低于高碳钢B.铝合金的终锻温度一般控制在200~300℃C.不锈钢的始锻温度需高于1250℃以保证塑性D.钛合金锻造时需采用惰性气体保护以防止氧化答案：D解析：低碳钢含碳量低，始锻温度（约1200℃）高于高碳钢（约1150℃），A错误；铝合金终锻温度通常为350~400℃，低于此温度易产生裂纹，B错误；不锈钢始锻温度过高会导致晶粒粗大，一般控制在1150~1200℃，C错误；钛合金高温下易与氧、氮反应，需惰性气体保护，D正确。2.某锻件在锻造后发现心部存在十字形裂纹，最可能的原因是（）A.终锻温度过高B.原材料存在中心疏松C.锤击力过大导致表面拉应力D.锻后冷却速度过慢答案：B解析：心部十字形裂纹多由原材料中心疏松或缩孔未焊合，锻造时在三向拉应力作用下扩展形成；终锻温度过高会导致晶粒粗大，A错误；锤击力过大易导致表面裂纹，C错误；冷却过慢可能引起氧化脱碳，D错误。3.下列锻造设备中，适合生产大规格轴类锻件的是（）A.螺旋压力机B.平锻机C.水压机D.空气锤答案：C解析：水压机吨位大（可达数万吨），适合大尺寸、高要求的轴类、饼类锻件；螺旋压力机适合精密模锻，A错误；平锻机主要用于头部镦粗，B错误；空气锤吨位小，适合小锻件，D错误。4.预锻模膛与终锻模膛的主要区别是（）A.预锻模膛无飞边槽B.终锻模膛圆角半径更大C.预锻模膛尺寸与锻件一致D.终锻模膛需考虑收缩率答案：A解析：预锻模膛作用是改善金属流动、减少终锻模磨损，通常无飞边槽（飞边槽在终锻模膛中用于容纳多余金属）；终锻模膛需严格控制尺寸并设置飞边槽，圆角半径更小以保证精度，B、C错误；两者均需考虑收缩率，D错误。5.下列关于可锻性的描述中，错误的是（）A.纯金属可锻性优于合金B.面心立方晶格金属（如铝）可锻性优于体心立方（如铁）C.材料变形速度越快，可锻性越好D.加热温度过高会导致过烧，使可锻性急剧下降答案：C解析：变形速度过快时，金属来不及发生动态再结晶，加工硬化加剧，可锻性下降；纯金属杂质少，塑性好，A正确；面心立方滑移系多，塑性更优，B正确；过烧会使晶界氧化，材料脆化，D正确。6.某工厂采用胎模锻生产法兰盘，发现锻件厚度超差，可能的原因是（）A.胎模定位销磨损B.加热温度不均匀C.飞边槽桥部高度过大D.锤击次数不足答案：D解析：锤击次数不足会导致金属未完全充满模膛，厚度超差；定位销磨损会导致位置偏移，A错误；加热不均可能引起局部折叠，B错误；飞边槽桥部过高会导致飞边过厚，材料浪费，C错误。7.锻造过程中，金属的纤维组织（流线）应（）A.与零件工作时的最大拉应力方向垂直B.与零件工作时的最大切应力方向平行C.沿零件轮廓连续分布D.尽可能打乱以提高综合性能答案：C解析：流线沿轮廓连续分布可使零件在受力时流线方向与主应力方向一致，提高疲劳强度；流线与拉应力垂直会导致裂纹扩展，A错误；切应力方向与流线平行无明确优势，B错误；打乱流线会降低性能，D错误。8.下列关于锻造比的计算，正确的是（）A.拔长时锻造比=原始横截面积/最终横截面积B.镦粗时锻造比=原始高度/最终高度C.冲孔时锻造比=原始体积/冲孔后体积D.扩孔时锻造比=原始直径/最终直径答案：A解析：拔长时，锻造比（Y）定义为变形前横截面积（F0）与变形后横截面积（F1）之比（Y=F0/F1），反映变形程度；镦粗时Y=H0/H1（H为高度），B表述不严谨（需明确是高度比）；冲孔和扩孔无标准锻造比定义，C、D错误。9.为防止高合金钢锻件出现白点缺陷，关键措施是（）A.提高终锻温度B.锻后缓冷并进行去氢处理C.增加锻造比D.采用等温锻造答案：B解析：白点（氢脆）由氢在冷却过程中析出聚集引起，需通过缓冷（避免氢快速扩散）和去氢退火（如650℃保温）降低氢含量；提高终锻温度可能加剧氧化，A错误；增加锻造比可改善组织但无法除氢，C错误；等温锻造与氢含量无关，D错误。10.下列锻造工艺中，属于特种锻造的是（）A.自由锻B.模锻C.摆动碾压D.胎模锻答案：C解析：摆动碾压是利用局部加压实现整体成形的特种工艺，适用于盘类、环类零件；自由锻、模锻、胎模锻为常规锻造方法，A、B、D错误。11.某锻件表面出现折叠缺陷，可能的原因是（）A.坯料尺寸过大B.模具圆角半径过小C.锤击速度过慢D.终锻温度过高答案：B解析：模具圆角过小会导致金属流动受阻，形成折迭；坯料尺寸过大可能导致飞边过厚，A错误；锤击速度慢利于金属填充，C错误；终锻温度高会引起晶粒粗大，D错误。12.锻造用润滑剂的主要作用是（）A.提高模具硬度B.减少金属氧化C.降低摩擦系数，改善金属流动D.增加锻件表面粗糙度答案：C解析：润滑剂可降低模具与金属间的摩擦，减少能量损耗，促进金属均匀流动；提高模具硬度需表面处理，A错误；防氧化需保护气氛，B错误；润滑剂会降低表面粗糙度，D错误。13.下列关于锻造加热炉的选择，正确的是（）A.大批量生产小锻件时选用室式炉B.精密锻造需选用箱式炉C.铝合金锻造应选用天然气炉（含硫）D.高合金钢锻造推荐使用电阻炉答案：D解析：电阻炉温度控制精确（±5℃），适合高合金钢（对温度敏感）；室式炉效率低，大批量生产应选连续式炉，A错误；精密锻造需控温更严的真空炉或感应炉，B错误；铝合金易与硫反应，需无硫燃料炉，C错误。14.确定锻件余量时，不需要考虑的因素是（）A.锻造设备精度B.锻件材料的收缩率C.后续机加工要求D.模具的磨损量答案：B解析：余量是为机加工预留的尺寸，与收缩率（影响模具设计）无关；设备精度低则余量需增大，A需考虑；机加工要求高则余量需足够，C需考虑；模具磨损会导致锻件尺寸变化，余量需补偿，D需考虑。15.下列关于多向模锻的描述，错误的是（）A.可一次成形复杂内腔锻件B.需多方向同时加压设备C.材料利用率低于普通模锻D.适合生产带孔、凸台的精密锻件答案：C解析：多向模锻通过多向分模减少飞边，材料利用率高于普通模锻；A、B、D均为多向模锻特点。二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.锻造时，金属的塑性变形仅发生在再结晶温度以上。（）答案：×解析：冷锻（再结晶温度以下）也可发生塑性变形，只是变形抗力大、需多次退火。2.自由锻的锻件精度低于模锻，但成本更低，适合小批量生产。（）答案：√解析：自由锻靠人工操作，精度低（±2~5mm），但模具成本低，适合小批量。3.锻件的纤维组织一旦形成，无法通过后续热处理改变其走向。（）答案：√解析：纤维组织由塑性变形中夹杂物流动形成，热处理只能改变基体组织，无法改变流线方向。4.为提高生产效率，锻造时应尽可能提高变形速度。（）答案：×解析：变形速度过快会增加变形抗力，甚至导致锻件开裂（如钛合金）。5.预锻模膛的尺寸应略大于终锻模膛，以补偿终锻时的弹性变形。（）答案：√解析：终锻时模具受高压会弹性膨胀，预锻模膛尺寸需略大（约0.1~0.3mm）以保证终锻尺寸。6.锻件的最小加工余量与锻件基本尺寸、公差等级有关，与锻造方法无关。（）答案：×解析：不同锻造方法（如自由锻、模锻）精度不同，余量要求也不同（模锻余量更小）。7.铝合金锻造时，为避免粘模，模具需预热至200~300℃。（）答案：√解析：铝合金与模具温差大易粘模，模具预热可改善金属流动并减少粘模。8.锻造比越大，锻件性能越好，因此应尽可能提高锻造比。（）答案：×解析：锻造比过大（如>10）会导致纤维组织方向性过强，横向性能下降，需控制在3~8。9.闭式模锻（无飞边模锻）对坯料体积精度要求低，适合批量生产。（）答案：×解析：闭式模锻无飞边槽容纳多余金属，坯料体积误差需控制在±1%以内，否则易超差或开裂。10.锻后正火主要用于细化晶粒，而退火主要用于降低硬度，改善切削性能。（）答案：√解析：正火冷却速度快（空冷），细化晶粒效果优于退火（炉冷）；退火可降低硬度（如高碳钢球化退火）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述自由锻与模锻的主要区别。答案：①成形方式：自由锻靠砧块约束，金属向自由表面流动；模锻靠模具型腔强制成形。②精度与余量：自由锻精度低（±2~5mm），余量大；模锻精度高（±0.5~2mm），余量小。③生产效率：自由锻依赖人工操作，效率低；模锻自动化程度高，效率高。④适用范围：自由锻适合小批量、大型锻件（如轧辊）；模锻适合大批量、中小型精密锻件（如齿轮）。⑤模具成本：自由锻无专用模具（或简单胎模），成本低；模锻模具复杂，成本高。2.分析影响模锻件充型质量的主要因素。答案：①材料因素：金属的塑性（塑性好易充型）、变形抗力（抗力低易流动）。②工艺参数：始锻温度（温度过高晶粒粗大，过低塑性差）、终锻温度（过低易开裂）、变形速度（速度过快易产生裂纹）。③模具设计：型腔圆角半径（过小易折迭）、拔模斜度（过小难脱模）、飞边槽尺寸（桥部过薄易充不满，过厚浪费材料）。④设备因素：设备吨位（吨位不足无法提供足够压力）、打击能量（锤类设备打击能量不足导致充型不完全）。3.简述锻件常见表面缺陷（如裂纹、折叠、凹坑）的预防措施。答案：①裂纹：控制终锻温度（避免过低）、减少原材料缺陷（如缩孔）、缓冷防白点（高合金钢）、合理设计模具圆角（避免应力集中）。②折叠：增大模具圆角半径、优化坯料尺寸（避免金属局部堆积）、控制变形速度（防止金属流动不均）。③凹坑：提高模具表面光洁度（减少粘模）、合理使用润滑剂（避免杂质混入）、检查坯料表面（去除氧化皮）。4.说明锻造过程中控制金属流线的意义及常用方法。答案：意义：流线方向与零件主应力方向一致时，可显著提高疲劳强度和承载能力；流线被切断（如机加工）会导致应力集中，降低性能。常用方法：①合理设计锻件形状（使流线沿轮廓分布）；②选择合适的锻造工艺（如拔长时沿轴向变形，镦粗时沿径向变形）；③控制变形方向（避免流线紊乱）；④优化坯料尺寸（确保金属流动方向符合设计要求）。5.简述等温锻造的特点及适用场合。答案：特点：①在恒定温度（通常为再结晶温度附近）下成形，减少热损失；②变形抗力低（金属保持良好塑性）；③尺寸精度高（模具与坯料温差小，热胀冷缩影响小）；④生产效率低（需长时间保温）。适用场合：①难变形材料（如钛合金、高温合金）；②形状复杂、精度要求高的锻件（如航空发动机叶片）；③需避免加工硬化的精密零件（如航天用环形件）。四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某工厂采用模锻生产汽车连杆锻件，近期发现部分锻件杆部出现纵向裂纹，且裂纹集中在杆部中间区域。结合锻造工艺，分析可能原因及解决措施。答案：可能原因：①终锻温度过低：杆部截面小，冷却快，终锻时塑性不足，受拉应力开裂。②模具设计不合理：杆部型腔圆角过小，金属流动受阻，产生应力集中。③坯料尺寸不当：坯料体积过小，杆部填充时金属流动剧烈，拉应力过大。④润滑剂使用不当：局部润滑不足，摩擦增大，金属流动不均。⑤原材料缺陷：杆部对应位置存在皮下气孔或夹杂物，锻造时扩展为裂纹。解决措施：①提高终锻温度（如通过缩短转移时间、增加坯料预热）；②增大杆部型腔圆角半径（由R3mm增至R5mm）；③调整坯料尺寸（体积增加2%~3%），优化预锻模膛设计以改善金属分配；④检查润滑剂配比（如增加石墨含量），确保均匀喷涂；⑤加强原材料检验（如超声波探伤），剔除缺陷坯料。2.某企业拟采用自由锻生产大型船用曲轴（材料为42CrMo，重量约5吨），请制定关键工艺步骤，并说明各步骤的技术要点。答案：关键工艺步骤及技术要点：（1）坯料准备：选用电渣重熔钢锭（减少偏析），尺寸为φ600mm×1500mm（体积比曲轴大5%~8%以补偿烧损）。（2）加热：采用步进式加热炉，升温速度≤100℃/h（避免热应力开裂），始锻温度1180~1200℃（42CrMo为中碳合金钢，需充分奥氏体化），保温时间4~5h（确保心部温度均匀）。（3）拔长轴颈：使用型砧（如V型砧）拔长，锻造比控制在4~6（细化晶粒），每次压下量≤150mm（避免心部拉应力），注意