2025年材料成型培训考试题及答案

2025年材料成型培训考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.灰铸铁铸造时，其液态收缩和凝固收缩主要影响铸件的（）A.尺寸精度B.表面粗糙度C.缩孔缩松倾向D.热裂倾向答案：C2.板料拉深过程中，当凸缘区切向压应力超过材料临界失稳应力时，最可能出现的缺陷是（）A.拉裂B.起皱C.回弹D.橘皮答案：B3.电阻点焊时，焊接电流过大最可能导致的问题是（）A.未熔合B.飞溅C.电极粘连D.热影响区软化答案：B4.金属型铸造相比砂型铸造，其主要优势在于（）A.可生产复杂内腔铸件B.铸件冷却速度快，组织致密C.工艺灵活性高D.适用于大型铸件生产答案：B5.轧制过程中，轧件与轧辊接触弧的水平投影长度称为（）A.咬入角B.变形区长度C.前滑区长度D.后滑区长度答案：B6.铝合金熔炼时，最常用的精炼除气方法是（）A.真空熔炼B.氯盐吹入法C.电磁搅拌D.静置沉淀答案：B7.塑料注射成型中，保压阶段的主要作用是（）A.提高熔体充模速度B.补偿熔体冷却收缩C.降低模腔压力D.促进分子取向答案：B8.锻造工艺中，预锻模膛与终锻模膛的主要区别是（）A.预锻模膛有飞边槽B.终锻模膛圆角半径更小C.预锻模膛尺寸精度更高D.终锻模膛没有斜度答案：B9.激光焊接与电弧焊相比，其主要特点是（）A.热输入大B.焊缝深宽比小C.可焊材料范围窄D.焊接速度快答案：D10.粉末冶金压制过程中，影响压坯密度分布最主要的因素是（）A.粉末粒度B.压制压力C.模具结构D.粉末松装密度答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1.铸造合金的充型能力主要取决于合金的（流动性）、浇注条件和铸型性质。2.塑性变形的两个基本规律是（体积不变定律）和（最小阻力定律）。3.焊接热循环的主要参数包括（加热速度）、（最高加热温度）、（在相变温度以上停留时间）和冷却速度。4.板料冲压的基本工序分为（分离工序）和（成形工序）两大类。5.压铸工艺中，为防止液态金属高速充填时氧化，常采用（真空压铸）或（充氧压铸）技术。6.金属的可锻性常用（塑性）和（变形抗力）两个指标来综合衡量。7.塑料的成型收缩率是指（塑件从模具中取出冷却至室温后）的尺寸与（模具型腔尺寸）的差值百分比。8.电阻对焊的焊接过程包括（预压）、（加热）和（顶锻）三个阶段。9.连续铸造的核心设备是（结晶器），其作用是使液态金属初步凝固形成一定断面形状的铸坯。10.粉末冶金烧结过程中，当温度达到（固相烧结温度）时，粉末颗粒间开始形成冶金结合；当温度超过（液相线温度）时，进入液相烧结阶段。三、简答题（每题8分，共40分）1.分析砂型铸造中缩孔与缩松的形成原因及预防措施。答案：缩孔形成原因：合金在凝固过程中，液态收缩和凝固收缩大于固态收缩，且铸件由表及里逐层凝固，中心部位液态金属无法得到补充。缩松形成原因：合金结晶温度范围宽，凝固区域较宽，液态金属补缩通道被提前堵塞，形成分散的小缩孔。预防措施：①采用定向凝固原则，设置冒口和冷铁；②合理选择合金成分，缩小结晶温度范围；③提高浇注温度和浇注速度，改善充型能力；④采用加压凝固，减少内部孔隙。2.简述板料弯曲时回弹的产生原因及控制方法。答案：回弹原因：弯曲变形时，外层受拉、内层受压，卸载后弹性变形部分恢复，导致弯曲角度和半径与模具尺寸不一致。控制方法：①改进模具设计，采用补偿法（如减小凸模角度）；②增加校正工序，在弯曲终了时对材料施加较大的校正压力；③选择屈服强度低、弹性模量高的材料；④采用加热弯曲，降低材料弹性模量；⑤增加变形程度，使塑性变形区扩大，减少弹性回复比例。3.比较电弧焊与电子束焊的优缺点（至少列出4点）。答案：电弧焊优点：设备成本低、操作灵活、可焊材料广、适合现场作业；缺点：热输入大、焊缝变形大、熔深较浅、焊接质量受人为因素影响大。电子束焊优点：能量密度高、焊缝深宽比大（可达50:1）、热影响区小、真空环境下焊接无氧化；缺点：设备复杂昂贵、需要真空室、对工件尺寸限制大、X射线防护要求高。4.说明模锻时飞边槽的作用及设计要点。答案：作用：①容纳多余金属，保证锻件充满模膛；②形成阻力，增加模膛内金属压力，提高锻件尺寸精度；③缓冲锤击，保护模具。设计要点：①桥部高度和宽度需合理，过高则阻力不足，过低易导致飞边过厚；②仓部容积应足够，防止金属溢出；③桥部与模膛连接处应设圆角，避免应力集中；④根据锻件材料和尺寸调整飞边槽尺寸（如不锈钢飞边槽应比碳钢宽）。5.分析铝合金压铸时产生气孔缺陷的主要原因及解决措施。答案：主要原因：①合金熔炼时吸气（氢含量过高）；②压射速度过快，卷气进入型腔；③模具排气不良，型腔内气体未及时排出；④浇注系统设计不合理，导致金属液紊流卷气；⑤脱模剂用量过多，受热分解产生气体。解决措施：①严格控制熔炼工艺，采用精炼除气（如吹入氩气）；②优化压射参数，采用慢压射（充填型腔前）+快压射（充填型腔时）的两段式压射；③增加模具排气槽数量和尺寸，设置真空抽气装置；④改进浇注系统，采用切线式或螺旋式浇道减少紊流；⑤控制脱模剂用量，采用水性脱模剂降低气体产生。四、计算题（每题10分，共20分）1.某铸铁件采用砂型铸造，铸件尺寸为200mm×150mm×50mm（长×宽×厚），浇注系统总重量为铸件重量的25%，铸铁密度为7.2g/cm³，试计算：（1）铸件体积；（2）铸件重量；（3）需要准备的金属液总重量（保留两位小数）。答案：（1）铸件体积=200×150×50=1,500,000mm³=1500cm³；（2）铸件重量=体积×密度=1500×7.2=10,800g=10.8kg；（3）金属液总重量=铸件重量×(1+25%)=10.8×1.25=13.50kg。2.某钢板冷轧过程中，轧前厚度h0=6mm，轧后厚度h1=3mm，轧辊直径D=600mm，轧制速度v=5m/s，材料平均变形抗力σm=200MPa，摩擦系数μ=0.15。试计算：（1）压下量Δh；（2）接触弧长度l；（3）平均单位压力p；（4）轧制力P（保留整数）。答案：（1）压下量Δh=h0-h1=6-3=3mm；（2）接触弧长度l=√(RΔh)=√(300×3)=√900=30mm；（3）平均单位压力p=σm×(1+μl/(2h平均))，h平均=(h0+h1)/2=4.5mm，代入得p=200×(1+0.15×30/(2×4.5))=200×(1+0.5)=300MPa；（4）轧制力P=p×l×B（假设板宽B=1m=1000mm），则P=300×10^6Pa×0.03m×1m=9,000,000N=9000kN（注：若题目未给板宽，可假设B=1m计算）。五、综合分析题（20分）某汽车发动机铝合金缸盖采用低压铸造生产，近期出现批量性铸件底部（与升液管接触部位）缩松缺陷，试从工艺参数、模具设计、合金熔炼三个方面分析可能原因，并提出改进措施。答案：可能原因分析：工艺参数方面：①充型压力过低，导致金属液上升速度慢，底部先凝固，无法得到补缩；②保压时间不足，铸件凝固过程中没有足够时间让顶部金属液补缩底部；③冷却速度过快，底部冷却强度大于其他部位，形成逆温度梯度。模具设计方面：①升液管直径过小，金属液流动阻力大，底部补缩通道不畅；②模具底部冷却系统（如冷却水通道）布置不合理，局部冷却过快；③冒口位置或尺寸设计不当，未在底部设置辅助冒口。合金熔炼方面：①合金含气量过高（氢含量超标），凝固时气体析出形成气孔与缩松叠加；②合金成分偏离标准（如硅含量过低），导致凝固温度范围变宽，增加缩松倾向；③精炼效果差，熔渣未完全去除，夹杂阻碍补缩通道。改进措施：工艺参数：①适当提高充型压力（如从0.03MPa增至0.04MPa），加快金属液上升速度；②延长保压时间（如从60s增至80s），确保凝固过程中持续补缩；③调整冷却参数，降低底部冷却水量，使铸件从顶部到底部形成定向凝固。模具设计：①增大升液管直径（如从φ40mm改为φ50mm），减少流动阻力；②在底部易缩松区域设置冷