2025铸造技术试题及答案

2025铸造技术试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在砂型铸造中，决定铸件表面粗糙度的首要因素是A.浇注温度  B.型砂粒度  C.金属液流动性  D.铸型硬度答案：B解析：型砂粒度直接决定铸型表面微观不平度，是铸件表面粗糙度的首要控制因素。2.下列哪种粘结剂最适合制造大型铸钢件水玻璃砂型A.酚醛树脂  B.水玻璃CO₂法  C.酯硬化水玻璃  D.呋喃树脂答案：C解析：酯硬化水玻璃砂具有硬化速度快、强度高、溃散性好、再生率高的综合优势，适合大型铸钢件。3.球墨铸铁中石墨球化率评级标准GB/T94412021规定，1级球化率对应的石墨球数/mm²应≥A.80  B.120  C.150  D.200答案：C解析：GB/T94412021表3中1级球化率要求石墨球数≥150个/mm²。4.低压铸造升液管采用氮化硅材料的主要目的是A.提高导热  B.降低热膨胀  C.抗铝液侵蚀  D.降低成本答案：C解析：氮化硅与铝液润湿角>140°，抗侵蚀性能优异，可显著减少升液管结瘤。5.当铝合金含氢量由0.15mL/100g降至0.08mL/100g时，其密度当量值约A.上升1.5%  B.下降1.5%  C.上升3%  D.下降3%答案：D解析：密度当量与含氢量呈线性负相关，经验系数约20，计算得下降≈3%。6.在熔模铸造中，下列脱蜡方式可获得最小蜡模膨胀缺陷A.热水脱蜡  B.蒸汽脱蜡  C.微波脱蜡  D.闪烧脱蜡答案：C解析：微波脱蜡由内向外的加热机制使蜡料整体同步熔化，内压最低，膨胀缺陷最小。7.高铬铸铁Cr15Mo3Ni2的共晶碳化物类型主要为A.M₃C  B.M₇C₃  C.M₂₃C₆  D.MC答案：B解析：Cr/C>3.5时，共晶碳化物以M₇C₃为主，硬度高、韧性优于M₃C。8.采用MAGMA模拟缩孔时，判据Niyama值<0.1的区域通常对应A.气孔  B.缩松  C.热裂  D.冷隔答案：B解析：Niyama值=G/√R，反映温度梯度与冷却速率关系，<0.1表明补缩不足，易生缩松。9.下列哪种铸造合金最适合采用振动结晶工艺A.ZL101A  B.HT250  C.ZG230450  D.QT7007答案：A解析：振动结晶可显著细化αAl枝晶，提高ZL101A延伸率约30%，对铸铁效果有限。10.铁型覆砂工艺中，覆砂层厚度每增加1mm，其冷却速率约下降A.5%  B.10%  C.15%  D.20%答案：C解析：实测数据表明，覆砂层导热系数低，厚度与冷却速率呈指数负相关，每毫米下降≈15%。11.在3D打印砂型中，影响打印层间结合强度的关键参数是A.铺粉厚度  B.喷头温度  C.固化深度  D.树脂粘度答案：C解析：固化深度不足会导致层间未充分交联，抗拉强度下降30%以上。12.下列关于真空差压铸造的描述，正确的是A.上型腔抽真空，下型腔通大气  B.上下型腔同时抽真空后破真空形成压差C.仅在下型腔抽真空  D.利用真空将金属液吸入型腔答案：B解析：真空差压铸造先同步抽真空，随后上型破真空，利用0.3–0.6bar压差完成充型，减少卷气。13.当灰铸铁CE值由4.2%提高到4.6%时，其收缩倾向体积变化A.增加约2%  B.减少约2%  C.增加约4%  D.减少约4%答案：D解析：CE提高→石墨化膨胀增加，液态收缩被抵消，实测收缩体积下降≈4%。14.采用Sr变质处理时，最佳加入量（占铝液质量）为A.0.01%–0.02%  B.0.02%–0.05%  C.0.05%–0.08%  D.0.08%–0.12%答案：B解析：Sr<0.02%变质不足，>0.05%易吸气，0.02–0.05%为最佳窗口。15.下列哪种无损检测方法对厚200mm铸钢件内部裂纹最敏感A.射线  B.超声TOFD  C.磁粉  D.涡流答案：B解析：TOFD对垂直裂纹高度测量精度±0.5mm，可检出深度>5mm裂纹，优于射线。16.在挤压铸造中，压力由50MPa提高到100MPa时，ZL205A抗拉强度约提高A.5%  B.10%  C.15%  D.20%答案：C解析：压力提高→气孔减少、二次枝晶臂间距减小，强度提升约15%。17.下列关于铸造仿真边界条件设置，错误的是A.界面换热系数随涂层厚度线性下降  B.可压缩砂型需考虑透气边界C.辐射换热在高温段可忽略  D.动量方程需考虑Karmanvortex答案：C解析：当温度>1000℃时，辐射换热占比>50%，不可忽略。18.高镍奥氏体球铁NiResist的基体组织为A.铁素体+石墨  B.奥氏体+石墨  C.贝氏体+石墨  D.马氏体+石墨答案：B解析：NiResist含Ni18–22%，抑制珠光体转变，室温基体为奥氏体。19.采用冷铁消除缩孔时，冷铁与铸件距离一般取A.5–10mm  B.10–20mm  C.20–30mm  D.30–40mm答案：B解析：距离过近易生白口，过远补缩效果下降，10–20mm为经验最优值。20.下列哪种元素对压铸铝合金粘模倾向影响最大A.Si  B.Fe  C.Cu  D.Mn答案：B解析：Fe与Al形成Al₃Fe相，过量时粘模倾向指数上升，最佳0.8–1.0%。二、多项选择题（每题2分，共20分）21.下列措施可同时降低铸件残余应力与变形的有A.顺序凝固  B.时效退火  C.对称布置浇口  D.增大加工余量答案：B、C解析：时效退火消除应力；对称浇口使温度场均匀，减少弯曲变形。22.关于熔模铸造陶瓷型壳，下列说法正确的有A.硅溶胶型壳高温强度高于水玻璃  B.背层撒砂粒度应逐层减小C.型壳焙烧升温速率应<150℃/h  D.氯化铵硬化剂易产生“白毛”缺陷答案：A、C、D解析：背层撒砂粒度应逐层增大以提高透气性；氯化铵与Na₂O反应生成NaCl白毛。23.下列属于差压精密铸造特点的有A.可生产0.5mm壁厚叶片  B.充型速度低于金属型  C.晶粒尺寸较熔模铸造粗大  D.需专用密封坩埚答案：A、D解析：差压铸造充型速度高于金属型；晶粒因激冷更细。24.下列缺陷中，与铝液含氢量直接相关的有A.针孔  B.疏松  C.氧化夹杂  D.冷隔答案：A、B解析：氢在凝固时析出形成针孔；氢降低补缩能力，加剧疏松。25.下列关于铁素体球墨铸铁冲击韧性的描述，正确的有A.随Si量升高而下降  B.随球化率升高而升高  C.随珠光体量升高而下降  D.随温度降低而下降答案：B、C、D解析：Si>3.5%时韧性反而下降；球化率高→石墨圆整，应力集中减小。26.下列属于半固态流变成形优点的是A.成形温度低  B.模具热疲劳轻  C.可热处理强化  D.表面粗糙度Ra可达0.8µm答案：A、B、D解析：半固态坯料含50%固相，成形温度低，模具寿命提高2–3倍；表面质量接近锻造。27.下列关于真空熔炼镍基高温合金的说法，正确的有A.真空度一般≤0.1Pa  B.需控制Al+Ti≤6%防止偏析  C.采用CaO坩埚易增氧  D.需氩气保护电渣重熔二次精炼答案：A、B、D解析：CaO坩埚在高温真空下分解增氧，应使用MgO或Al₂O₃。28.下列因素中，影响覆膜砂热膨胀率的有A.树脂加入量  B.原砂SiO₂含量  C.固化温度  D.砂粒角形系数答案：A、B、C解析：树脂加入量↑→膨胀↑；SiO₂含量↑→石英相变膨胀↑；固化温度高→交联密度大→膨胀↓。29.下列属于数字化铸造工厂核心系统的有A.MES  B.LIMS  C.SCADA  D.CRM答案：A、B、C解析：CRM面向客户管理，不属于现场核心。30.下列关于铸造废砂再生，正确的有A.热法再生可去除树脂膜  B.机械摩擦再生去除惰性膜效率>90%C.湿法再生适合水玻璃砂  D.再生砂灼烧减量需<0.5%答案：A、C、D解析：机械摩擦对树脂膜去除率仅70–80%，需联合热法。三、判断题（每题1分，共10分）31.采用Y型试块检测球铁伸长率时，需保证模数≥2.5cm。答案：√解析：GB/T13482011附录B规定模数≥2.5cm以消除冷却速度影响。32.挤压铸造件可省略后续固溶处理即可达到T6性能。答案：×解析：挤压铸造虽组织致密，但强化相未充分固溶，仍需T6处理。33.高铬铸铁中钼的主要作用是提高淬透性与细化碳化物。答案：√解析：Mo降低奥氏体稳定性，抑制珠光体，细化M₇C₃。34.3D打印砂型透气率低于传统树脂砂，因此需提高浇注温度20–30℃。答案：√解析：打印砂型密度高，透气率下降30%，提高浇注温度可降低气孔风险。35.采用Sr变质后，铝液应在30min内浇完，否则变质效果衰退。答案：√解析：Sr与H₂O、O₂反应生成SrO、SrH₂，30min后变质指数下降50%。36.冷铁表面刷石墨涂料可提高激冷效果。答案：×解析：石墨涂料导热系数低，会削弱激冷，应使用锆英粉或石英粉涂料。37.真空压铸可有效消除气孔，因此可进行焊接加工。答案：√解析：真空压铸含氢量<0.1mL/100g，焊接气孔率<1%，可焊性接近锻造。38.铸造仿真中，采用Chvorinov法则计算凝固时间时，需考虑模数与金属过热温度。答案：√解析：修正Chvorinov公式t=k·M²·(1+αΔT)，α为过热系数。39.高镍奥氏体球铁在196℃仍保持良好韧性，可用于LNG泵壳。答案：√解析：奥氏体基体无韧脆转变，196℃冲击功>10J。40.采用电炉熔炼时，增碳剂粒度越小，吸收率越高。答案：×解析：粒度过小易氧化烧损，最佳粒度0.5–2mm，吸收率稳定。四、填空题（每空1分，共20分）41.球墨铸铁淬火回火工艺中，常用淬火介质为________，回火温度一般控制在________℃。答案：油，550–60042.熔模铸造硅溶胶型壳的干燥规律为：面层________干燥，背层________干燥。答案：控温控湿，自然风干43.挤压铸造比压通常取________MPa，加压开始时间应在金属液充满型腔后________s内。答案：80–120，0.3–0.544.高铬铸铁Cr26的共晶碳化物体积分数约为________%，其硬度可达________HV。答案：30–35，1300–160045.采用A356铝合金生产汽车控制臂，其热处理规范为________+________。答案：固溶540℃×6h，时效155℃×4h46.差压铸造的压差ΔP与液面高度h关系式为________，其中ρ为________。答案：ΔP=ρgh，金属液密度47.铸造废砂热法再生温度一般控制在________℃，灼烧减量要求<________%。答案：700–800，0.548.3D打印砂型用酚醛树脂加入量为砂质量________%，固化剂为________。答案：1.2–1.5，对甲苯磺酸49.冷铁材料常选用________铸铁或________铜。答案：灰，纯50.真空压铸真空度一般抽至________kPa，抽真空时间需<________s。答案：5–8，1.5五、简答题（每题6分，共30分）51.简述大型铸钢件采用发热保温冒口的原理及设计要点。答案：发热保温冒口利用AlFe₂O₃系发热剂，在金属液作用下放出热量2500kJ/kg，延缓冒口凝固；保温层采用漂珠、纤维复合，导热系数<0.15W·m⁻¹·K⁻¹。设计要点：①模数≥铸件模数1.1倍；②发热剂加入量占冒口质量15–20%；③顶部设排气孔φ20–30mm；④采用易割片减少清理工作量；⑤与铸件连接宽度≤冒口直径0.4倍，避免热节转移。52.说明熔模铸造陶瓷型壳产生“虹吸”缺陷的原因及预防措施。答案：虹吸缺陷指型壳焙烧后，面层与背层间出现微观裂纹，浇注时金属液沿裂纹渗透，形成飞边。原因：①面层与背层热膨胀不匹配；②背层撒砂粒度过大，嵌合差；③干燥制度不当，面层未充分硬化。预防：①面层采用硅溶胶+锆英粉，背层采用硅溶胶+莫来粉，膨胀系数梯度变化；②背层撒砂粒度逐层增大，提高嵌合；③面层控温控湿干燥：温度22–25℃、湿度50–60%，时间≥4h；④增加过渡层，采用硅溶胶+刚玉粉，厚度0.3–0.5mm。53.分析挤压铸造A357铝合金轮毂性能优于金属型低压铸造的机理。答案：①高压下金属液与模具紧密接触，冷却速度提高2–3个数量级，二次枝晶臂间距由60µm降至20µm；②高压抑制气泡形核，孔隙率由2%降至0.2%，疲劳寿命提高5倍；③高压促进过饱和固溶，时效后析出相细小弥散，屈服强度提高15%；④近终成形，加工余量<1mm，流线完整，冲击韧性提高20%。54.阐述球墨铸铁“碎块状石墨”缺陷的形成机制及控制方法。答案：碎块状石墨为厚大断面球铁中石墨形态恶化，呈不规则碎块，导致冲击韧性下降50%。机制：①缓慢冷却使球状石墨周围奥氏体壳破裂，碳原子向石墨扩散路径改变；②RE残留量>0.03%，与Bi、Pb等低熔点元素复合偏聚，破坏球化；③孕育衰退，石墨核心减少。控制：①加快冷却，采用铜铬冷铁或水冷模；②RE残留0.015–0.025%，Bi<0.003%；③瞬时随流孕育，加入量0.1%，孕育剂粒度0.3–0.8mm；④添加微量Sb0.005–0.01%，稳定石墨球壳。55.比较3D打印砂型与传统砂型在铝铸件生产中的成本结构差异。答案：①材料成本：打印砂型树脂价格15元/kg，传统树脂6元/kg，打印高150%；②人工成本：打印无需模具，节省木模工2人/班，降低60%；③设备折旧：打印机折旧0.8元/kg砂，传统混砂机0.2元/kg；④能耗：打印0.5kWh/kg，传统0.3kWh/kg；⑤后处理：打印无需修型，清理工时减少30%；⑥综合：单件<50件时，打印成本低20%；批量>200件，传统成本低15%。六、计算题（每题10分，共20分）56.某ZG270500铸钢件质量为450kg，采用侧冒口补缩，铸件模数M_c=2.8cm，冒口模数需为铸件1.2倍，冒口为圆柱形，高度/直径=1.2，求冒口直径D与高度H（忽略缩颈）。解：M_r=1.2×2.8=3.36cm圆柱模数M=HD/[2(H+D)]，令H=1.2D，则3.36=1.2D²/[2(1.2D+D)]=1.2D²/(4.4D)=0.273DD=3.36/0.273=12.3cm，H=1.2×12.3=14.8cm答案：D=123mm，H=148mm57.某A356铝合金轮毂挤压铸造，投影面积1200