2025年锻工考试试题及答案

2025年锻工考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.以下哪种金属材料的锻造温度范围最宽？A.低碳钢（含碳量0.2%）B.高碳钢（含碳量0.8%）C.铝合金（5052系列）D.钛合金（TC4）答案：A解析：低碳钢因含碳量低，塑性好，始锻温度（约1200℃）与终锻温度（约800℃）差值大，温度范围宽；高碳钢终锻温度需提高至850℃以上，范围缩小；铝合金和钛合金因高温氧化或相变敏感，温度范围更窄。2.自由锻中，采用“摔子”工具的主要目的是？A.镦粗坯料B.修整圆截面锻件的形状C.冲孔D.拔长矩形截面答案：B解析：摔子是自由锻中用于修整圆截面（如轴类）锻件的工具，通过旋转坯料使其表面光滑、形状规整，属于精整工序。3.锻造过程中，金属产生“热脆”的主要原因是？A.硫元素与铁形成低熔点共晶物（FeS-Fe）B.磷元素导致冷脆性增加C.加热温度超过固相线D.变形速度过快引起加工硬化答案：A解析：硫在钢中与铁形成FeS，其熔点约985℃，低于钢的始锻温度（1150-1250℃），高温下FeS分布于晶界，导致晶间断裂，称为热脆。磷主要引起冷脆（低温下塑性下降）。4.模锻时，飞边槽的主要作用不包括？A.容纳多余金属，保证锻件成形B.增加金属流动阻力，促进型腔填满C.减少模具磨损D.改善锻件力学性能答案：D解析：飞边槽的作用是通过桥部阻力限制金属外流，迫使金属充满型腔，同时容纳多余金属；但飞边本身需后续切除，与力学性能无直接关联。5.某锻件材料为45钢（含碳量0.45%），其终锻温度应控制在？A.650-700℃B.750-800℃C.850-900℃D.950-1000℃答案：B解析：45钢属于中碳钢，终锻温度需高于其再结晶温度（约650℃），同时避免在奥氏体向珠光体转变温度（约727℃）以下锻造，防止出现加工硬化和裂纹，通常控制在750-800℃。6.以下哪种锻造设备适用于大型曲轴的模锻生产？A.空气锤B.蒸汽-空气锤C.摩擦压力机D.热模锻压力机答案：D解析：热模锻压力机具有行程固定、打击力稳定、生产效率高的特点，适合大型复杂锻件（如曲轴）的批量模锻；空气锤和蒸汽-空气锤打击力不精确，摩擦压力机吨位较小，均不适用。7.锻造前对高合金钢坯料进行预热的主要目的是？A.减少表面氧化B.避免心部与表层温差过大导致裂纹C.提高金属塑性D.降低加热炉能耗答案：B解析：高合金钢（如不锈钢、高速钢）导热性差，若直接高温加热，表层与心部温差大，热应力易导致内部裂纹；预热（一般至600-800℃）可缩小内外温差，减少热应力。8.衡量金属可锻性的主要指标是？A.强度和硬度B.塑性和变形抗力C.韧性和疲劳强度D.导热性和导电性答案：B解析：可锻性指金属在锻造过程中承受塑性变形而不破坏的能力，由塑性（变形能力）和变形抗力（所需外力大小）共同决定。9.自由锻拔长时，若送进量与坯料截面高度比（l/h）过大（＞0.5），可能导致？A.坯料中心产生横向裂纹B.表面出现折叠C.端部凹陷D.镦粗效果不佳答案：A解析：拔长时l/h过大（送进量过长），金属横向流动剧烈，中心部位受拉应力，易产生横向裂纹；l/h过小（＜0.3）则表面易折叠。10.以下哪种缺陷属于锻造加热不当引起的？A.缩孔B.折叠C.过烧D.白点答案：C解析：过烧是因加热温度过高或保温时间过长，导致晶界氧化或熔化，属于加热缺陷；缩孔是铸造缺陷，折叠是变形不当引起，白点（氢脆）与冷却过程中氢析出有关。11.模锻件的分模面应选择在？A.锻件最大截面处B.锻件最小截面处C.锻件中心对称面D.任意位置均可答案：A解析：分模面选在最大截面处，便于锻件从模具中取出；若选在非最大截面，可能导致无法脱模或增加飞边量。12.锻造比（Y）的计算公式为？A.Y=锻造前截面积/锻造后截面积B.Y=锻造后截面积/锻造前截面积C.Y=锻造前长度/锻造后长度D.Y=锻造后长度/锻造前长度答案：A解析：锻造比表示金属变形程度，拔长时Y=A0/A1（A0为原始截面积，A1为锻造后截面积）；镦粗时Y=H0/H1（H0为原始高度，H1为锻造后高度）。13.铝合金锻造时，通常采用的加热设备是？A.箱式电阻炉B.燃煤反射炉C.焦炭炉D.盐浴炉答案：A解析：铝合金易氧化、吸气，需在氧化性弱、温度控制精确的环境中加热，箱式电阻炉满足要求；燃煤反射炉和焦炭炉燃烧产物含硫、氮，易污染铝坯；盐浴炉虽控温好，但铝与盐反应剧烈，不适用。14.自由锻冲孔时，若坯料厚度超过直径的2.5倍，应采用？A.单面冲孔法B.双面冲孔法C.空心冲头冲孔D.扩孔法答案：B解析：坯料较厚（H/D＞2.5）时，单面冲孔易导致冲头偏斜或坯料变形，需从两面交替冲孔，直至穿透。15.以下哪种锻造工艺可显著提高锻件的纤维组织致密性？A.反复镦粗-拔长B.单纯拔长C.单纯镦粗D.冲孔答案：A解析：反复镦粗-拔长（“镦拔”工艺）可使金属在多个方向变形，破碎粗大晶粒，细化组织，改善纤维分布，提高致密性；单纯镦粗或拔长变形方向单一，效果有限。16.锻造过程中，金属的再结晶温度约为其熔点（绝对温度）的？A.0.2-0.3倍B.0.4-0.5倍C.0.6-0.7倍D.0.8-0.9倍答案：B解析：金属再结晶温度（T再）与熔点（T熔，K）的关系为T再≈0.4T熔（如钢的熔点约1538℃=1811K，T再≈724℃），实际锻造温度需高于T再以实现动态再结晶，避免加工硬化。17.以下哪种情况会导致锻件出现“晶粒粗大”缺陷？A.终锻温度过低B.始锻温度过高且保温时间过长C.变形速度过快D.冷却速度过快答案：B解析：始锻温度过高或保温时间过长，会使奥氏体晶粒粗大，若后续变形量不足，无法破碎晶粒，导致锻后晶粒粗大；终锻温度过低会引起加工硬化，变形速度过快可能导致局部过热，冷却过快易产生裂纹。18.精密模锻与普通模锻的主要区别是？A.采用更高的锻造温度B.模具精度更高，可直接获得接近成品的尺寸C.仅适用于有色金属D.无需加热答案：B解析：精密模锻通过高精度模具、严格的温度控制和少无飞边技术，使锻件尺寸接近最终产品，减少机械加工；普通模锻需留较大加工余量。19.锻造时，若坯料表面出现“氧化皮”，会导致？A.提高金属塑性B.减少模具磨损C.锻件表面产生压痕或凹坑D.改善锻件表面质量答案：C解析：氧化皮（Fe3O4、Fe2O3）硬度高，锻造时若未清除，会被压入锻件表面，形成压痕或凹坑，降低表面质量；同时增加模具磨损。20.以下哪种材料的锻造需要采用“等温锻造”工艺？A.低碳钢B.铝合金（6061）C.钛合金（TC11）D.铜合金（H62）答案：C解析：钛合金变形抗力大、塑性对温度敏感，等温锻造通过将模具与坯料加热至相同温度（约900℃），减少温降，降低变形抗力，保证成形质量；其他材料塑性较好，无需等温工艺。二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.锻造可以消除铸锭中的缩松、气孔等缺陷，提高材料致密度。（）答案：√2.自由锻适用于单件、小批量生产，模锻适用于大批量生产。（）答案：√3.金属的可锻性随变形速度的增加一定提高。（）答案：×（变形速度过快时，金属来不及回复再结晶，变形抗力增加，塑性可能下降）4.始锻温度越高，金属塑性越好，因此应尽可能提高始锻温度。（）答案：×（始锻温度过高会导致过烧或严重氧化）5.锻件的纤维组织（流线）方向应与最大工作应力方向垂直，以提高承载能力。（）答案：×（应使流线与拉应力方向一致，与切应力方向垂直）6.空气锤的吨位（落下部分质量）越大，打击力越强，适合锻造大型锻件。（）答案：×（空气锤吨位一般为50-1000kg，适合中小型锻件；大型锻件需蒸汽-空气锤或压力机）7.锻造后采用空冷（正火）可细化晶粒，提高强度和硬度；炉冷（退火）可降低硬度，改善切削性能。（）答案：√8.模锻时，飞边的存在会增加材料消耗，因此应尽量减少飞边槽尺寸。（）答案：×（飞边槽过小会导致金属无法充满型腔，需合理设计）9.高合金钢（如1Cr18Ni9Ti）锻造时，应采用较慢的加热速度和较小的变形量，避免裂纹。（）答案：√10.锻件的圆角半径越大，越容易成形，但会增加机械加工余量。（）答案：√（圆角半径小易引起应力集中，导致折叠；大圆角利于成形，但需留更多加工量）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述影响金属可锻性的主要因素及改善措施。答案：影响因素：（1）材料因素：①化学成分：纯金属可锻性＞合金（合金元素越多，塑性越差）；低碳钢＞高碳钢＞铸铁（铸铁不可锻）。②组织状态：单相组织（如奥氏体）可锻性＞多相组织；细晶粒组织＞粗晶粒组织（晶粒越细，塑性越好）。（2）加工条件：①温度：提高温度（至再结晶温度以上）可降低变形抗力，提高塑性（但需避免过烧）。②变形速度：低速变形时，回复再结晶充分，塑性好；高速变形时（如锤锻），热效应使温度升高，可能改善塑性（但超过临界速度后，塑性下降）。③应力状态：压应力越多（如挤压），塑性越好；拉应力易引发裂纹（如拉伸）。改善措施：①选择合适的锻造温度（始锻、终锻温度）；②控制变形速度（如采用压力机代替锻锤）；③优化应力状态（如采用闭式模锻增加压应力）；④对高合金钢进行预热处理（如球化退火细化组织）。2.自由锻与模锻的主要区别有哪些？答案：（1）模具：自由锻无专用模具，靠通用工具（如砧块、冲头）成形；模锻使用专用锻模（由上模、下模组成），型腔决定锻件形状。（2）尺寸精度：自由锻精度低（公差±2-5mm），需大量机械加工；模锻精度高（公差±0.5-2mm），加工余量小。（3）生产效率：自由锻生产率低（依赖工人操作）；模锻生产率高（适合批量生产）。（4）适用范围：自由锻适用于单件、小批量大型锻件（如曲轴、轧辊）；模锻适用于中、小型锻件的大批量生产（如汽车齿轮、发动机连杆）。（5）成本：自由锻设备和模具成本低；模锻模具费用高（尤其复杂锻件），但批量生产时单件成本低。3.简述锻造加热过程中“过热”与“过烧”的区别及预防措施。答案：区别：（1）过热：加热温度过高或保温时间过长，导致奥氏体晶粒粗大（晶界未熔化），锻后晶粒无法细化，力学性能（尤其是冲击韧性）下降。（2）过烧：加热温度超过固相线，晶界处低熔点物质（如FeS-Fe共晶）熔化，晶界氧化，锻时晶间断裂，无法修复（只能报废）。预防措施：（1）严格控制加热温度（不超过始锻温度上限）；（2）缩短高温保温时间（尤其对导热性差的高合金钢）；（3）采用控温精度高的加热设备（如电阻炉）；（4）加热前检查坯料成分（避免低熔点杂质超标）。4.分析锻件中“折叠”缺陷的产生原因及防止措施。答案：产生原因：（1）变形过程中，金属局部流动过快，表层金属重叠并被压入内部（如拔长时送进量过小，l/h＜0.3，导致表面金属向两侧翻折）；（2）模具设计不合理（如模锻时圆角半径过小，金属流动受阻产生折皱）；（3）坯料形状与锻件不匹配（如镦粗时坯料高度与直径比过大，导致失稳弯曲后压合）。防止措施：（1）控制变形参数（拔长时l/h=0.3-0.5，镦粗时H/D=2.5-3）；（2）优化模具设计（增大圆角半径，设置合理的过渡斜度）；（3）预成形（如采用制坯工步使坯料形状接近锻件）；（4）提高操作精度（避免局部变形不均）。5.简述锻造后冷却方式的选择原则及常用方法。答案：选择原则：根据材料的化学成分、锻件尺寸和形状，控制冷却速度，避免因冷却过快产生内应力、裂纹或组织缺陷（如马氏体）。常用方法：（1）空冷：在空气中自然冷却，冷却速度较快，适用于低碳钢、低合金钢中小型锻件（如20钢、45钢）。（2）坑冷：放入填有砂子、石灰或炉渣的坑中缓慢冷却，冷却速度中等，适用于中碳钢、合金结构钢（如40Cr、35CrMo）大型锻件。（3）炉冷：随加热炉缓慢冷却（50-100℃/h），冷却速度最慢，适用于高合金钢（如高速钢、不锈钢）、大型或复杂锻件（防止应力裂纹）。（4）喷雾冷却：强制风冷或喷雾，用于需要控制组织（如贝氏体）的特殊钢种，但需严格控制冷却速率。四、综合题（每题15分，共30分）1.某企业需生产一批汽车发动机连杆（材料为40Cr，尺寸：长250mm，大端直径φ60mm，小端直径φ40mm，杆部截面20mm×30mm），要求制定其锻造工艺路线，并说明关键工序的技术要点。答案：工艺路线：下料→加热→制坯→模锻→切边→校正→冷却→热处理→检验关键工序技术要点：（1）下料：采用锯床或剪切机，坯料尺寸根据体积计算（考虑飞边和烧损），长度L=（体积/杆部截面积）×1.05（烧损率5%），直径φ=√（4×体积/π/L），确保坯料体积准确（误差≤3%）。（2）加热：采用箱式电阻炉，始锻温度1150-1200℃（40Cr为合金结构钢，导热性较碳钢差），预热至600℃后再升至始锻温度（避免心部与表层温差过大），保温时间按1.5-2min/mm（坯料直径）计算，防止过热。（3）制坯：使用制坯模（包括拔长模、滚压模），将坯料预成形为接近连杆形状（大端粗、小端细，杆部截面过渡平缓），减少模锻时金属流动阻力，避免折叠。（4）模锻：采用热模锻压力机，模具预热至200-300℃（防止激冷导致裂纹），打击力控制在8000-10000kN（根据投影面积计算），确保金属充满型腔（尤其连杆小端和杆部），飞边厚度控制在1-2mm（过厚浪费材料，过薄易充不满）。（5）切边：使用切边压力机，模具刃口锋利（间隙0.1-0.2mm），切边温度≥600℃（高温下切边力小，断面整齐），避免冷切导致毛刺或裂纹。（6）校正：在压力机上用校正模对连杆长度、大/小端直径进行精整，公差控制在±0.5mm以内，确保后续机加工定位准确。（7）冷却：采用坑冷（砂坑），冷却速度≤100℃/h，避免40Cr因冷却过快产生马氏体组织（硬度高、易裂）。（8）热处理：正火（850-870℃空冷）细化晶粒，消除锻造应力；回火（550-600℃）调整硬度（HRC25-30），改善切削性能。2.某锻件（材料为20CrM