锻造工操作考核试卷及答案

锻造工操作考核试卷及答案（一）单项选择题（每题2分，共20分）1.45钢坯料锻造前加热时，若炉温升至1280℃仍未达到透烧状态，最可能的原因是：A.坯料直径过大，加热时间不足B.炉内氧化性气氛过强C.坯料表面存在氧化皮D.加热炉功率不足2.自由锻拔长工序中，为避免产生中心裂纹，送进量与砧宽比应控制在：A.0.2-0.3B.0.4-0.6C.0.7-0.8D.0.9-1.03.模锻时，飞边槽的主要作用是：A.提高金属流动性B.容纳多余金属，保证锻件成形C.减少模具磨损D.改善锻件力学性能4.锻造过程中，坯料出现“网状碳化物”缺陷的主要原因是：A.终锻温度过高，冷却速度过慢B.始锻温度过低，变形量不足C.加热时炉温波动过大D.锻后冷却速度过快5.计算锻造比时，对于拔长工序，正确的公式是：A.锻造比=原始横截面积/锻后横截面积B.锻造比=锻后横截面积/原始横截面积C.锻造比=原始长度/锻后长度D.锻造比=锻后长度/原始长度6.以下哪种冷却方式适用于高合金钢大型锻件的锻后处理？A.空冷B.坑冷（埋砂）C.炉冷（随炉降温）D.水冷7.锤上模锻时，若锻件出现“折叠”缺陷，最可能的原因是：A.坯料加热温度不均B.模具圆角半径过小C.打击力不足D.飞边槽宽度过大8.感应加热设备与火焰加热炉相比，主要优势是：A.设备投资低B.加热速度快、氧化少C.适用于大尺寸坯料D.操作灵活性高9.自由锻冲孔时，若采用实心冲头单面冲孔，坯料厚度应控制在直径的：A.1/3以下B.1/2以下C.2/3以下D.3/4以下10.锻造用润滑剂的主要作用是：A.降低坯料表面温度B.减少模具与坯料间摩擦，提高成形质量C.防止坯料氧化D.提高金属塑性（二）判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.锻造前坯料加热时，为提高效率，应尽可能缩短加热时间，即使心部未完全透烧也可开始锻造。（）2.终锻温度过低会导致金属塑性下降，变形抗力增大，易产生裂纹。（）3.自由锻镦粗时，若坯料高度与直径比大于2.5，需采用分段镦粗以避免失稳。（）4.模锻件的分模面应选择在锻件最大截面处，以便于出模。（）5.锻造比越大，锻件力学性能越好，因此应尽可能提高锻造比。（）6.锻件表面出现“过烧”缺陷后，可通过重新加热锻造修复。（）7.火焰加热炉中，氧化铁皮的提供量与加热温度、时间及炉内气氛无关。（）8.自由锻扩孔时，采用马杠扩孔比冲头扩孔更易控制壁厚均匀性。（）9.锻造过程中，若发现坯料温度低于终锻温度，应立即停止锻造并重新加热。（）10.高碳钢锻件锻后采用空冷易产生白点缺陷，需缓冷或进行去氢处理。（）（三）简答题（每题8分，共40分）1.简述确定始锻温度和终锻温度的主要依据。2.自由锻拔长工序中，如何通过操作控制避免“凹心”和“对角线裂纹”缺陷？3.模锻时，为什么需要设计预锻模膛？预锻模膛与终锻模膛的主要区别是什么？4.分析锻造过程中坯料氧化和脱碳的危害，并说明预防措施。5.简述锻件冷却方式的选择原则，举例说明不同材料的适用冷却方法。（四）计算题（每题10分，共20分）1.某轴类锻件要求最终尺寸为φ80mm×300mm（直径×长度），锻造比要求不小于3。采用圆钢坯料，初始直径为φ120mm，计算所需坯料的最小长度（忽略烧损和切头损失）。2.一矩形截面坯料原始尺寸为150mm×100mm×500mm（宽×高×长），经拔长后尺寸变为180mm×60mm×L（宽×高×长），计算其锻造比，并判断是否满足一般结构钢锻造比≥2的要求。二、实操考核试题（总分100分）考核项目：45钢轴类锻件自由锻成形（坯料尺寸：φ150mm×200mm，目标尺寸：φ60mm×600mm，允许尺寸公差±1mm，表面不得有裂纹、折叠等缺陷）（一）操作准备（10分）1.检查锻造设备（空气锤）、工具（砧子、夹钳、量尺）是否完好，记录异常情况（3分）。2.确定加热工艺：选择加热设备（箱式电阻炉），设定加热温度（始锻温度1200℃，终锻温度800℃），计算加热时间（根据经验公式：加热时间=系数×直径，系数取0.8min/mm）（4分）。3.准备辅助材料（润滑剂、氧化皮清理工具）（3分）。（二）锻造操作（60分）1.坯料加热：装炉时避免堆叠，确保均匀受热；达到始锻温度后保温20min，确保心部透烧（10分）。2.拔长操作：第一火次：采用平砧拔长，送进量控制在砧宽（120mm）的40%-60%（即48-72mm），每次压下量不超过坯料高度的30%（初始高度150mm，单次压下量≤45mm）；翻转90°交替锻打，保持截面为圆形（15分）。第二火次：当坯料直径降至φ100mm时，换用型砧（V型砧）继续拔长，减少表面缺陷；控制终锻温度不低于800℃（15分）。第三火次：精整阶段，调整直径至φ60mm±1mm，长度至600mm±1mm，表面修光（10分）。3.过程控制：每锻打3-5次测量一次尺寸，记录温度变化；及时清理氧化皮，避免压入表面（10分）。（三）质量检验（20分）1.尺寸检测：使用游标卡尺测量直径（φ60mm±1mm）和长度（600mm±1mm）（10分）。2.表面质量：目视检查无裂纹、折叠、凹坑等缺陷（5分）。3.温度验证：终锻后立即用红外测温仪测量表面温度，不低于800℃（5分）。（四）安全规范（10分）1.穿戴防护装备（工作服、手套、护目镜）（3分）。2.操作时与锤击方向保持安全距离，避免手或工具进入锤头运动区域（4分）。3.锻件放置平稳，工具使用后归位（3分）。一、理论考核答案（一）单项选择题1.A（坯料直径大时，心部传热慢，需延长加热时间确保透烧）2.B（送进量与砧宽比0.4-0.6可避免中心拉应力过大）3.B（飞边槽容纳多余金属，迫使金属充满模膛）4.A（终锻温度过高且缓冷时，碳化物沿晶界析出形成网状）5.A（拔长时横截面积减小，锻造比=原始截面积/锻后截面积）6.C（高合金钢大型锻件需缓慢冷却，防止应力开裂）7.B（模具圆角过小导致金属流动受阻，形成折叠）8.B（感应加热速度快，氧化烧损少）9.A（单面冲孔时坯料过厚易冲孔偏斜，厚度应≤直径1/3）10.B（润滑剂减少摩擦，改善成形质量和模具寿命）（二）判断题1.×（心部未透烧锻造会导致内部裂纹）2.√（终锻温度过低，塑性下降，变形困难）3.√（高径比＞2.5时镦粗易失稳弯曲）4.√（分模面选最大截面便于出模和观察充填）5.×（锻造比过大可能导致纤维组织方向性过强，性能各向异性）6.×（过烧是晶界氧化，无法修复，需报废）7.×（氧化铁皮提供与温度、时间、炉气（O₂、H₂O）密切相关）8.√（马杠扩孔通过旋转挤压，壁厚更均匀）9.√（温度过低继续锻造会导致裂纹）10.√（高碳钢空冷易因氢聚集产生白点）（三）简答题1.始锻温度依据：金属的固相线温度（低于固相线100-200℃）、塑性指标（在该温度下塑性良好）、合金元素含量（高合金钢始锻温度较低）。终锻温度依据：金属的再结晶温度（高于再结晶温度50-100℃）、塑性要求（终锻时仍有足够塑性）、避免蓝脆区（低碳钢避开200-400℃）。2.控制措施：①送进量与砧宽比控制在0.4-0.6，避免送进量过小（易凹心）或过大（易对角线裂纹）；②压下量与坯料高度比不超过0.3，防止变形不均；③采用翻转90°交替锻打，使变形均匀渗透；④使用型砧（如V型砧）改善表面金属流动，减少应力集中。3.预锻模膛作用：①改善金属流动，避免终锻时折叠；②减少终锻模膛磨损；③平衡各部分变形量。区别：预锻模膛圆角半径更大，模膛深度较浅，无飞边槽；终锻模膛尺寸更接近锻件，有飞边槽，圆角和斜度更小。4.危害：氧化导致金属烧损（浪费材料）、表面粗糙（影响后续加工）；脱碳使表层含碳量降低（硬度、耐磨性下降）。预防措施：①控制加热温度（避免过高）和时间（缩短加热周期）；②采用保护气氛（如通入N₂、CO）或覆盖保护剂（如玻璃粉）；③快速加热（感应加热可减少氧化脱碳）。5.选择原则：根据材料成分（高合金钢需缓冷）、锻件尺寸（大型锻件缓冷）、组织要求（避免相变应力）。举例：45钢中小型锻件空冷；40CrMo大型锻件坑冷（埋砂）；高速钢（W18Cr4V）锻后炉冷（随炉降温至500℃后空冷）。（四）计算题1.原始截面积A₀=π×(120/2)²=11309.7mm²锻后截面积A₁=π×(80/2)²=5026.5mm²锻造比K=A₀/A₁=11309.7/5026.5≈2.25（不满足K≥3）需增大坯料截面积，设新坯料直径为D，则：K=[π×(D/2)²]/[π×(80/2)²]≥3→D²/80²≥3→D≥80×√3≈138.56mm取D=140mm（标准规格），则坯料体积V=π×(140/2)²×L=π×(80/2)²×300解得L=(80²×300)/(140²)=(6400×300)/19600≈97.96mm≈98mm（注：原题中初始直径120mm不满足锻造比要求，需调整坯料直径）2.原始截面积A₀=150×100=15000mm²锻后截面积A₁=180×60=10800mm²锻造比K=A₀/A₁=15000/10800≈1.39＜2，不满足要求。二、实操考核评分标准（示例）（一）操作准备（10分）设备检查遗漏1项扣1分；加热温度设定错误扣2分；加热时间计算错误（正确时间=0.8×150=120min）扣2分；辅助材料缺失1项扣1分。（二）锻造操作（60分）加热时坯料堆叠扣3分；保温时间不足扣2分；送进量超出范围（＜48mm