2026年金属工艺学期末总复习题及答案

2026年金属工艺学期末总复习题及答案一、填空题（每空1分，共30分）1.铸造工艺中，灰铸铁的流动性优于铸钢的主要原因是其碳含量以______形式存在，显著降低了合金的______。2.自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲和______；胎膜锻与自由锻的主要区别是______。3.焊接热影响区中，______区晶粒粗大，塑性和韧性显著下降，是焊接接头的薄弱部位；______焊接方法因电弧热量集中、保护效果好，常用于不锈钢和铝合金的高质量焊接。4.金属的可锻性常用______和______两个指标衡量，其中低碳钢的可锻性优于高碳钢，主要是因为其______较低。5.砂型铸造中，分型面选择应尽量使______位于同一砂箱，以减少错箱缺陷；______（工艺参数）过大会导致铸件产生缩松缺陷。6.球墨铸铁通过______处理使石墨呈球状，其力学性能接近______，但铸造性能仍优于后者。7.模锻时，飞边槽的主要作用是______和______；锤上模锻的终锻模膛与预锻模膛相比，______（填“前者”或“后者”）的圆角半径更小。8.电阻焊按工艺方法分为点焊、缝焊和______；激光焊接的突出优点是______和______。9.钢的热处理工艺中，完全退火的加热温度为______（以亚共析钢为例），其目的是______；而正火的冷却方式为______，常用于______（填“消除内应力”或“改善切削性能”）。10.铝合金的强化方法包括固溶强化、时效强化和______；铸造铝合金中，______（牌号）因流动性好、气密性高，广泛用于制造发动机缸体。二、选择题（每题2分，共30分）1.下列铸造方法中，最适合生产形状复杂、壁薄且尺寸精度要求高的铝合金铸件的是（）。A.砂型铸造B.金属型铸造C.压力铸造D.熔模铸造2.锻造时，若坯料加热温度超过始锻温度，可能导致的缺陷是（）。A.折叠B.过热C.冷隔D.缩孔3.焊接低碳钢时，应优先选择的焊条是（）。A.E4303（J422）B.E5015（J507）C.E308-16（A102）D.E5515（J557）4.下列材料中，可锻性最差的是（）。A.08F钢B.45钢C.T12钢D.Q235钢5.灰铸铁的铸造性能优于铸钢，主要体现在（）。A.收缩率大B.流动性好C.热裂倾向大D.熔点高6.模锻件设计时，下列要求错误的是（）。A.分模面应选在锻件最大截面处B.模锻斜度一般为3°~7°C.圆角半径越小越好D.应避免深孔或高筋结构7.钢的淬火加高温回火工艺称为（）。A.退火B.正火C.调质D.表面淬火8.下列焊接缺陷中，对焊缝危害性最大的是（）。A.气孔B.夹渣C.裂纹D.未焊透9.铸造时，为防止铸件产生缩孔，应采用的工艺措施是（）。A.提高浇注温度B.设置冒口和冷铁C.减少型砂透气性D.增加铸件壁厚10.铝合金时效强化的关键是（）。A.加热到固溶线以上B.快速冷却形成过饱和固溶体C.长时间低温保温D.缓慢冷却析出第二相11.下列热处理工艺中，能显著提高材料表面硬度和耐磨性的是（）。A.完全退火B.球化退火C.感应淬火D.去应力退火12.自由锻时，拔长工序的主要目的是（）。A.增加坯料高度B.减小坯料截面积C.冲孔D.弯曲成形13.电阻点焊主要用于（）。A.厚板焊接B.薄板搭接C.环形焊缝D.对接焊缝14.铸铁的石墨化过程若完全进行，最终组织为（）。A.铁素体+片状石墨B.珠光体+片状石墨C.铁素体+球状石墨D.珠光体+球状石墨15.下列金属材料中，焊接性最好的是（）。A.高碳钢B.不锈钢C.低碳钢D.铝合金三、简答题（每题6分，共30分）1.简述砂型铸造中“分型面”与“分模面”的区别，并说明分型面选择的基本原则。2.比较自由锻与模锻的特点，分析模锻适用于何种生产场景。3.解释“焊接热影响区”的概念，列举其主要分区并说明各区域的组织和性能特点。4.说明钢的表面淬火与化学热处理（如渗碳）的异同点，分别适用于哪些零件？5.分析灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁的石墨形态及力学性能差异，举例说明各自的典型应用。四、综合分析题（共10分）某汽车制造厂需生产一批载重卡车的曲轴（材料为45钢，要求高疲劳强度和耐磨性），现有两种工艺方案：方案一为模锻成形后调质处理；方案二为铸造（球墨铸铁）后表面淬火。请从材料性能、工艺可行性、成本等方面分析两种方案的优缺点，并推荐合理方案。答案一、填空题1.石墨；熔点2.扭转；使用胎膜（或模具）限制金属流动3.粗晶（过热）；氩弧焊（TIG焊）4.塑性；变形抗力；变形抗力（或碳含量）5.全部或大部分加工面；浇注温度（或冒口尺寸不合理）6.球化；铸钢7.容纳多余金属；增加金属流动阻力；前者8.对焊；能量密度高；热影响区小（或精度高）9.Ac3+30~50℃；细化晶粒、消除内应力；空冷；改善切削性能10.加工硬化；ZL101（或ZL102）二、选择题1.C2.B3.A4.C5.B6.C7.C8.C9.B10.B11.C12.B13.B14.A15.C三、简答题1.区别：分型面是砂型之间的分界面，用于取出模样；分模面是模样本身的分界面，用于制造模样。基本原则：①尽量使铸件全部或大部分位于同一砂箱；②选择在铸件最大截面处；③避免曲面分型；④减少型芯数量；⑤便于起模。2.自由锻特点：设备简单、灵活性大，但精度低、生产率低、劳动强度大；模锻特点：尺寸精度高、表面质量好、生产率高，但模具成本高、适合批量生产。模锻适用于中批量或大批量生产，且形状较复杂、精度要求较高的锻件（如汽车齿轮、发动机连杆）。3.焊接热影响区：焊缝附近因焊接热循环而发生组织和性能变化的区域。分区及特点：①熔合区：晶粒粗大，成分不均，力学性能差；②过热区（粗晶区）：晶粒严重粗化，塑性韧性低，是最薄弱区域；③正火区（细晶区）：晶粒细化，力学性能优于母材；④部分相变区：部分晶粒发生相变，组织不均匀，性能略低于母材。4.相同点：均用于提高零件表面硬度和耐磨性。不同点：表面淬火仅改变表层组织（心部组织不变），适用于中碳钢（如45钢）；渗碳是通过增加表层碳含量（心部低碳），适用于低碳钢（如20Cr）。应用：表面淬火用于齿轮、轴类（要求心部强韧性）；渗碳用于承受高冲击、磨损的零件（如汽车变速箱齿轮）。5.石墨形态：灰铸铁（片状）、球墨铸铁（球状）、可锻铸铁（团絮状）。力学性能：球墨铸铁（强度、韧性接近钢）>可锻铸铁（韧性较好）>灰铸铁（脆性大）。应用：灰铸铁（机床床身、发动机缸体）；球墨铸铁（曲轴、齿轮）；可锻铸铁（管接头、扳手）。四、综合分析题方案一（模锻+调质）：优点：45钢模锻后纤维组织沿曲轴轮廓分布，疲劳强度高；调质处理（淬火+高温回火）使心部获得良好的强韧性配合，表面可通过感应淬火提高耐磨性。缺点：模锻模具成本高，适合批量生产；45钢碳含量较高，焊接性较差（但曲轴为整体锻件，无需焊接）。方案二（球墨铸铁+表面淬火）：优点：球墨铸铁铸造性能好，可直接铸出复杂形状，成本较低；表面淬火后