2026年锻造工(高级)考试重点试卷及答案

2026年锻造工(高级)考试重点试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填入括号内）1.在大型自由锻件中，为消除过热组织应优先采用的热处理工艺是（）A.完全退火  B.球化退火  C.扩散退火  D.去应力退火答案：C2.45钢锻件在终锻温度区间（≈800℃）停留时间过长，易产生的缺陷是（）A.过烧  B.脱碳  C.魏氏组织  D.晶间腐蚀答案：C3.对铝合金LD7模锻件进行“固溶＋人工时效”时，固溶加热保温后最适宜的转移时间应控制在（）A.≤5s  B.≤15s  C.≤30s  D.≤60s答案：B4.在万吨水压机立柱用26CrMoV钢中，提高淬透性作用最显著的合金元素是（）A.Cr  B.Mo  C.V  D.Mn答案：B5.下列哪项不是锻模飞边槽的主要功能（）A.容纳多余金属  B.增大变形抗力  C.缓冲冲击  D.保证金属充填型腔答案：B6.当坯料高径比H₀/D₀＞2.5时，第一次镦粗前必须先进行的工序是（）A.预拔长  B.铆镦  C.叠镦  D.局部镦粗答案：A7.钛合金TC4在β相区（≈1050℃）锻造后，为获得等轴α＋β组织，应实施的热处理是（）A.空冷＋700℃/2h退火  B.水冷＋550℃/4h时效C.炉冷＋900℃/1h退火  D.空冷＋1000℃/1h退火答案：A8.热锻模具钢4Cr5MoSiV1（H13）的二次硬化峰值温度区间是（）A.350–400℃  B.450–500℃  C.520–580℃  D.600–650℃答案：C9.大型轴类锻件中心出现“十字裂纹”的主要原因是（）A.表面拉应力  B.中心拉应力与夹杂叠加  C.鼓形失稳  D.角裂扩展答案：B10.采用“WHF”法（宽砧强压法）拔长时，砧宽比W/H应满足（）A.0.3–0.4  B.0.5–0.6  C.0.7–0.8  D.0.9–1.0答案：C11.在热模锻压力机上进行闭式精密模锻时，影响锻件厚度尺寸超差的首要因素是（）A.毛坯质量波动  B.模具弹性变形  C.氧化皮厚度  D.滑块导向精度答案：B12.计算模锻力时，若材料流动应力σ=120MPa，投影面积A=2.5×10⁴mm²，形状复杂系数S=3，则所需锻压力F约为（）A.6MN  B.9MN  C.12MN  D.15MN答案：B解析：F=σ·A·S=120×2.5×10⁴×3×10⁻⁶=9MN13.对于镍基高温合金GH4169，下列哪种润滑方式可显著降低模具粘着（）A.水基石墨＋氮气保护  B.玻璃润滑剂包覆C.盐水喷雾  D.干石墨粉答案：B14.在锻件超声波检测中，当量法Φ2mm平底孔与Φ4mm平底孔的分贝差为（）A.6dB  B.12dB  C.18dB  D.24dB答案：B解析：ΔdB=20lg(D₂/D₁)=20lg(4/2)=6dB，但缺陷回波声程相同时，面积比平方，故12dB15.等温锻造与普通锻造相比，其应变速率通常控制在（）A.10⁻¹–10⁰s⁻¹  B.10⁻³–10⁻²s⁻¹  C.10⁻⁵–10⁻⁴s⁻¹  D.1–10s⁻¹答案：C16.大型环形件轧制时，若驱动辊转速n=20r/min，轧制线速度v=1.2m/s，则驱动辊工作直径D为（）A.229mm  B.382mm  C.573mm  D.764mm答案：B解析：v=πDn/60⇒D=60v/(πn)=60×1.2/(3.14×20)≈0.382m=382mm17.当锻件要求晶粒度≥6级时，最后一次加热的保温时间t（min）与有效厚度δ（mm）的经验关系为（）A.t=0.5δ  B.t=δ  C.t=1.5δ  D.t=2δ答案：B18.下列哪项不是锻模失效的主要形式（）A.热疲劳龟裂  B.塑性塌陷  C.粘着磨损  D.氢致延迟开裂答案：D19.在有限元模拟中，若采用Cockcroft–Latham韧性断裂准则，其损伤值D=∫(σ/σ̄)dε̄，当D达到多少时材料开裂（）19.在有限元模拟中，若采用Cockcroft–Latham韧性断裂准则，其损伤值D=∫(σ/σ̄)dε̄，当D达到多少时材料开裂（）A.0.05  B.0.1  C.0.2  D.0.5答案：C20.对高速钢W18Cr4V锻件进行“三镦三拔”是为了（）A.细化碳化物  B.提高红硬性  C.降低硬度  D.消除白点答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选少选均不得分）21.下列因素中，直接影响大型饼形件内部空洞焊合效果的有（）A.砧形  B.压下率  C.应变速率  D.毛坯高径比  E.模具预热温度答案：ABCD22.关于GH4169合金“δ相”的描述正确的有（）A.为Ni₃Nb正交结构  B.在980℃完全溶解  C.可抑制晶粒长大D.降低缺口敏感性  E.提高室温强度答案：ABC23.下列属于锻模表面强化技术的有（）A.TD渗钒  B.PVD镀TiAlN  C.激光熔覆Co基合金  D.喷丸强化  E.渗硼答案：ABCDE24.在热压缩试验中，为获得真应力–真应变曲线，需对原始数据进行修正的环节有（）A.摩擦修正  B.绝热温升修正  C.鼓形修正  D.应变率波动修正  E.弹性变形修正答案：ABC25.大型船用曲轴全纤维模锻成形的关键技术包括（）A.多向加载  B.局部感应加热  C.闭塞锻造  D.等温锻造  E.辊锻制坯答案：ABCE26.下列缺陷中，可通过高温扩散退火显著改善的有（）A.枝晶偏析  B.晶内偏析  C.碳化物带状  D.魏氏组织  E.氢致白点答案：ABC27.关于Mo对热作模具钢性能的影响，正确的有（）A.提高回火稳定性  B.抑制第二类回火脆性  C.形成Mo₂C二次硬化D.降低导热系数  E.提高Ac₁点答案：ABC28.在锻模CAD/CAE集成流程中，属于前处理模块的功能有（）A.几何清理  B.网格划分  C.材料参数赋值  D.边界条件施加  E.结果后处理答案：ABCD29.下列关于钛合金β锻造的叙述正确的有（）A.变形抗力低  B.易获得网篮组织  C.锻后需快冷抑制α相析出D.适合近净成形  E.模具寿命高答案：ABC30.采用“侧向分料＋浮动凹模”技术成形双联齿轮时，可获得的效益有（）A.减少飞边损耗  B.降低成形载荷  C.提高齿形充填精度D.延长模具寿命  E.实现无飞边锻造答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）31.大型锻件中心压实法（JTS法）要求坯料表面温度降至________℃区间进行强压，以利用表面低温造成的高静水压力焊合内部孔隙。答案：700–75032.在锻模用钢H13中，Cr的主要作用是提高________和________。答案：淬透性、耐蚀性33.镍基合金GH4169的再结晶温度约为________℃。答案：98034.计算锻件工艺废料率η的公式为η=(m₁–m₂)/m₁×100%，其中m₁为________质量，m₂为________质量。答案：毛坯、锻件35.当采用“锥形砧＋大压下”工艺时，为保证内部缺陷焊合，单次压下率应≥________%。答案：2036.在热锻过程中，氧化皮厚度δ（mm）与加热时间t（min）的经验关系为δ=K√t，其中K在1150℃空气炉内约为________。答案：0.637.铝合金模锻件淬火后停放时间超过________h，将导致人工时效后力学性能下降，称为“停放效应”。答案：238.大型饼形件最终平整时，上砧与锻件接触面积应≥锻件投影面积的________%，以防止鼓形反弹。答案：7039.在锻模失效统计中，热疲劳裂纹源多出现在模具型腔的________部位。答案：圆角过渡40.等温锻造模具常采用________合金作为模体材料，以兼顾高温强度与导热性。答案：镍基41.钢锭开坯时，第一火加热温度通常比后续火次高________℃，以破碎粗大铸态组织。答案：50–8042.当锻件探伤要求按GB/T6402–2008级时，单个缺陷当量平底孔直径不得大于________mm。答案：Φ443.在钛合金β区锻造后，若采用空冷＋双重退火，第一次退火温度应选在________℃。答案：90044.高速钢W18Cr4V锻后需立即进行________处理，以防止碳化物网状析出。答案：红送退火（或“高温回火”）45.大型曲轴模锻时，为平衡曲拐偏心载荷，需在模具上设置________机构。答案：平衡缸46.在锻模表面激光熔覆Co基合金后，需进行________℃的时效处理，以消除残余拉应力。答案：550–60047.当水压机工作介质为乳化液时，其压力波动范围应控制在±________%以内，以保证尺寸精度。答案：548.锻模CAD中，采用NURBS曲面描述型腔时，控制点权重ωi的取值范围为________。答案：ωi＞049.铝合金7075模锻件T6处理后，其电导率值约为________%IACS。答案：3850.在锻件热处理装炉时，相邻锻件间距应≥________mm，以保证气流循环。答案：100四、简答题（共6题，每题8分，共48分）51.简述大型饼形件“中心压实法”的工艺要点及其焊合空洞的机理。答案：（1）工艺要点：①坯料加热至高温单相区（1200–1250℃）后空冷至表面700–750℃，心部仍保持高温；②采用宽砧（W/H≈0.8）大压下（≥20%）沿高度方向强压；③旋转90°换向，累计压下率≥60%；④立即回炉补温，防止表面裂纹。（2）焊合机理：表面低温区强度高，对心部形成高静水压力；高温心部低屈服，易塑性流动，使空洞表面紧密贴合；高温扩散与再结晶使接触面冶金结合；大塑性变形破碎夹杂，减少应力集中。52.试分析热作模具钢H13在服役过程中热疲劳裂纹的形成与扩展规律，并提出三种抑制措施。答案：形成：模具表面受循环热应力，与机械应力叠加，在圆角处产生微裂纹；裂纹沿晶界或碳化物分布扩展，形成龟裂网。扩展：每锻一次，裂纹尖端经历高温回火软化→冷却收缩拉应力→氧化楔入，逐步向纵深扩展，最终贯穿导致失效。抑制措施：①优化模具预热（200–250℃）与冷却（喷雾冷却＋压缩空气），降低温差；②表面TD渗钒或激光熔覆Co基合金，提高高温硬度与抗氧化性；③模体采用近回路冷却通道，使表面温度波动＜100℃；④每班进行微裂纹打磨＋激光重熔修复，防止扩展。53.给出钛合金TC4在α＋β区锻造时，变形温度、应变速率、变形量对室温拉伸性能的影响规律，并说明最佳工艺窗口。答案：温度：950–980℃区间变形，可获得等轴α＋β组织，强度与塑性匹配最佳；温度过低（＜930℃）变形抗力大，易形成绝热剪切带；过高（＞1000℃）进入β区，形成网篮组织，塑性下降。应变速率：0.01–0.1s⁻¹，可动态再结晶充分，晶粒细化；速率过高（＞1s⁻¹）温升明显，产生局部β转变，形成脆性α'马氏体。变形量：单次40–60%，累计≥80%，可破碎原始β晶界，获得均匀细晶；变形量不足，残留粗大α团，缺口敏感。最佳窗口：950–970℃、0.01–0.1s⁻¹、累计变形≥80%，锻后空冷＋700℃/2h退火，室温σb≥950MPa、δ₅≥12%、KIC≥85MPa√m。54.简述锻模失效的三种主要形式及其产生原因，并提出对应的再制造方案。答案：（1）热疲劳龟裂：循环热应力＋机械应力，圆角处应力集中；再制造：激光熔覆Co基合金＋550℃时效＋精加工。（2）塑性塌陷：局部高温＋高接触压应力，模面压痕；再制造：铣削去除塌陷层＋电刷镀Ni基合金＋精磨。（3）磨损与粘着：高温氧化＋硬质颗粒冲刷，尺寸超差；再制造：表面TD渗钒（VC层5–8μm）＋抛光，寿命提高3倍。（4）裂纹贯穿：疲劳扩展至临界尺寸；再制造：采用“挖补”工艺，数控铣除裂纹＋预热线圈预热＋埋弧焊填充H13焊丝＋去应力退火＋五轴精加工。55.试写出铝合金模锻件淬火残余应力估算的“双曲面”经验模型，并说明降低应力的工艺途径。答案：模型：σ=K·(Tq–T₀)·√(h·λ/α)，其中K为合金常数，Tq淬火温度，T₀水温，h锻件半厚，λ导热系数，α表面换热系数。降低途径：①降低淬火温度（Tq），采用分级淬火（70℃热水→室温）；②减小换热系数α，采用聚合物淬火剂（浓度15%）；③减小壁厚差，设计对称截面；④淬火后立即进行深冷＋热循环（–70℃/2h→120℃/2h，循环3次），应力降低40–50%；⑤预拉伸1.5–2%永久变形，消除残余应力峰值。56.给出镍基高温合金GH4169涡轮盘“全过程”锻造工艺链（含加热、变形、热处理、检测），并指出各工序关键控制参数。答案：①坯料准备：真空感应＋电渣重熔Φ450mm锭，化学成分C0.04%、Nb5.2%、B≤0.004%；②均匀化：1160℃/24h，炉冷，消除枝晶偏析；③制坯：液压机镦粗＋冲孔Φ120mm，温度1050℃，压下率60%；④环轧：环轧机多道次轧至Φ1200mm×180mm，终轧980℃，壁厚差≤3mm；⑤模锻：等温锻造液压机，模具预热350℃，变形温度980℃，应变速率0.01s⁻¹，变形量50%，锻后空冷；⑥热处理：固溶960℃/1h油冷＋720℃/8h炉冷至620℃/8h空冷；⑦检测：超声Φ2mm当量，晶粒度≥6级，σb≥1380MPa，δ₅≥15%，持久700℃/430MPa≥23h；⑧机加工：数控车削＋五轴铣，残余应力＋50MPa，动平衡≤G2.5。五、综合应用题（共4题，共62分）57.（计算题，15分）某船用低速柴油机曲轴，材料42CrMo4，毛坯质量m₁=18t，锻件质量m₂=11.5t，投影面积A=0.42m²，平均流动应力σ=150MPa，形状复杂系数S=2.8，设备效率η=85%，安全系数n=1.3。（1）计算所需理论锻压力F；（2）选择合适吨位的水压机并说明理由；（3）若采用两火成形，给出火次分配原则。答案：（1）F=σ·A·S=150×0.42×10⁶×2.8×10⁻⁶=176.4MN（2）设备吨位P≥F·n/η=176.4×1.3/0.85≈270MN，故选用300MN（3万吨）水压机，满足吨位储备。（3）火次分配：第一火制坯＋预成形，完成主要变形量70%，回炉补温；第二火终锻＋整形，控制尺寸精度，减少模具磨损。58.（分析题，16分）某航空Ti–6Al–4V整体叶盘锻件，直径Φ650mm，轮毂厚65mm，叶片部分最大厚度仅3mm。试分析常规模锻存在的难点，提出等温锻造成形方案，并给出模具材料、加热系统、润滑及变形参数。答案：难点：①叶片薄，金属流动距离长，温降快，充填困难；②轮毂与叶片变形量差异大，易形成折叠与流线紊乱；③模具温差大，热疲劳严重；④常规设备需大吨位（＞200MN）。等温方案：模具材料：镍基高温合金GH4742，使用温度≤950℃，σ₀.₂≥600MPa；加热系统：模具内置电阻丝分区控温，精度±3℃；润滑：玻璃润滑剂喷涂，厚度0.1mm，摩擦系数μ≈0.15；变形参数：坯料加热950℃，模具加热935℃，应变速率5×10⁻⁴s⁻¹，变形量60%，保压30s，锻后空冷＋700℃/2h退火；结果：叶片充填饱满，晶粒度8.5级，σb=980MPa，δ₅=14%，超声通过AA级。59.（综合设计题，15分）设计一种“无飞边”闭塞锻造轿车变