2026年锻造工艺试题及答案

2026年锻造工艺试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.锻造比是衡量金属变形程度的重要指标，其定义为（）A.变形前横截面积与变形后横截面积之比B.变形后长度与变形前长度之比C.变形后体积与变形前体积之比D.变形前长度与变形后长度之比2.下列自由锻基本工序中，用于减小坯料某部分横截面积以增加其长度的是（）A.镦粗B.拔长C.冲孔D.弯曲3.钢坯加热时，若炉温过高且保温时间过长，可能导致的缺陷是（）A.氧化B.脱碳C.过热D.过烧4.锤上模锻时，飞边槽的主要作用是（）A.容纳多余金属，保证锻件充满模膛B.减少模具磨损C.提高锻件精度D.降低锻造力5.铝合金锻造时，通常采用的锻造温度范围较窄，主要原因是（）A.导热性差B.塑性温度区间小C.易氧化D.强度高6.下列锻造设备中，适合用于精密模锻的是（）A.空气锤B.蒸汽空气锤C.摩擦压力机D.水压机7.锻件冷却时，若采用炉冷方式，主要目的是（）A.提高表面硬度B.防止表面氧化C.避免内部应力过大导致裂纹D.缩短生产周期8.预锻模膛与终锻模膛的主要区别在于（）A.预锻模膛尺寸更大B.预锻模膛无飞边槽C.预锻模膛圆角半径更小D.预锻模膛表面更光滑9.计算坯料质量时，除锻件质量外，还需考虑的损耗不包括（）A.氧化皮损耗B.切头损耗C.飞边损耗D.机加工余量10.锻造过程中，金属产生纤维组织后，其机械性能表现为（）A.各向同性B.垂直于纤维方向强度更高C.平行于纤维方向塑性更好D.与纤维方向无关二、简答题（每题8分，共40分）1.简述确定锻造温度范围的基本原则。2.自由锻与模锻在工艺特点和应用上的主要区别有哪些？3.分析锻件产生折叠缺陷的可能原因及预防措施。4.简述锻件冷却方式的选择依据（列举三种典型冷却方式并说明适用场景）。5.模锻时，为何需要设计预锻模膛？其设计要点有哪些？三、计算题（每题10分，共20分）1.某矩形截面钢坯尺寸为200mm×150mm×500mm（长×宽×高），经拔长后变为50mm×150mm×L（长度），计算其锻造比，并判断是否满足一般结构钢的锻造比要求（一般结构钢锻造比需≥2）。2.某环形锻件内径φ200mm，外径φ400mm，高度80mm，材料密度7.85g/cm³。已知氧化皮损耗为锻件质量的3%，飞边及切头损耗为5%，计算所需坯料的质量（结果保留两位小数）。四、综合分析题（20分）某企业采用自由锻工艺生产大型轴类锻件（材料为45钢，直径φ600mm，长度3000mm），锻后发现表面存在沿轴向分布的裂纹。请结合锻造工艺过程（加热、变形、冷却）分析可能的原因，并提出改进措施。答案一、单项选择题1.A2.B3.D4.A5.B6.C7.C8.A9.D10.C二、简答题1.确定锻造温度范围需遵循以下原则：①始锻温度不超过金属的过烧温度（一般低于固相线100200℃），避免过烧；②终锻温度高于金属的再结晶温度，保证锻造结束时仍有足够塑性，避免冷变形开裂；③温度范围应尽可能宽，以减少加热次数，提高效率；④需考虑合金元素影响（如高合金钢温度范围较窄）。2.自由锻与模锻的区别：①工艺特点：自由锻靠上下砧块对坯料局部变形，无固定模膛，形状简单；模锻利用专用模具，坯料在模膛内整体变形，可成形复杂形状。②应用：自由锻适用于单件小批、大型锻件（如轴、齿轮坯）；模锻适用于批量生产、形状复杂、精度要求高的中小型锻件（如汽车连杆、发动机齿轮）。3.折叠缺陷原因：①变形不均（如拔长时送进量过小）导致金属流动不充分，表层金属重叠；②模具设计不合理（如模膛圆角过小），金属流动受阻；③坯料表面存在凹坑或裂纹，锻造时未焊合。预防措施：优化变形工艺（控制送进量与压下量比≥0.5）；增大模具圆角半径；清理坯料表面缺陷；合理设计预锻模膛引导金属流动。4.冷却方式选择依据：根据材料成分（如高合金钢冷却敏感）、锻件尺寸（大型锻件冷却慢）、组织性能要求。典型方式：①炉冷（随炉缓慢冷却，冷却速度≤50℃/h），适用于高合金钢、大型锻件（如40CrNiMo），防止应力裂纹；②坑冷（放入砂坑或灰坑缓冷），冷却速度50100℃/h，适用于中碳钢中型锻件；③空冷（空气中自然冷却），冷却速度>100℃/h，适用于低碳钢、小型锻件（如Q235）。5.预锻模膛作用：①优化金属分布，使终锻时金属更均匀充满模膛；②减少终锻模膛磨损，延长模具寿命；③避免因金属流动剧烈导致的折叠或裂纹。设计要点：①预锻模膛尺寸比终锻模膛大0.52mm（补偿终锻时的弹性变形）；②圆角半径比终锻模膛大13mm（改善金属流动）；③不设置飞边槽（或飞边槽宽度较小），减少金属损耗。三、计算题1.锻造比Y=变形前横截面积/变形后横截面积=（200×150）/(50×150)=4。Y=4≥2，满足要求。2.锻件体积V=π/4×(D²d²)×h=π/4×(40²20²)×8=π/4×1200×8=2400πcm³≈7539.82cm³。锻件质量m1=7.85×7539.82≈59287.50g=59.29kg。总损耗率=3%+5%=8%，坯料质量m=59.29/(18%)≈64.45kg。四、综合分析题可能原因：①加热阶段：升温速度过快或保温时间不足，导致心部与表层温差大，产生热应力；或加热温度过高（超过45钢固相线约1495℃），造成表层过烧，塑性下降。②变形阶段：拔长时送进量过小（如<0.5倍砧宽），导致变形不均，表层金属受拉应力开裂；或压下量过大，心部变形不充分，表层承受额外拉应力。③冷却阶段：锻后冷却速度过快（如直接空冷），45钢含碳量较高（0.420.50%），冷却时组织转变（珠光体→马氏体）产生组织应力，与热应力叠加导致裂纹。改进措施：①加热时采用阶梯式升温（低温段≤100℃/h，高温段≤200℃/h），确保心表温度均匀；控制始锻温度在1200±20℃（45钢正常始锻温度11501200℃），避免过烧。②变形时调整送进量（取0.60.8倍砧宽），采用“轻