锻造工技能考试题库及答案

锻造工技能考试题库及答案一、判断题（共30题，每题1分，共30分。请在题后括号内打“√”或“×”）1.金属的可锻性是指金属经受塑性变形而不开裂的能力，塑性越好、变形抗力越小，可锻性越好。（）2.碳素钢的碳含量越高，塑性越差，变形抗力越大，可锻性越差。（）3.钢的锻造温度范围越大，锻造操作越方便，因此生产中应尽量提高始锻温度，降低终锻温度。（）4.钢加热时产生的过热缺陷会导致晶粒粗大，可通过后续的正火处理或大变形量锻造消除。（）5.过烧是指钢加热温度接近固相线时晶界低熔点物质熔化的缺陷，可通过多次锻造变形修复。（）6.自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割七类。（）7.镦粗时坯料的高径比越大，越不容易产生纵向弯曲失稳。（）8.拔长是使坯料横截面积减小、长度增加的锻造工序，主要用于生产轴类、杆类锻件。（）9.拔长时，送进量越大，拔长效率越高，因此生产中应尽量增大送进量。（）10.冲孔时，坯料直径应不小于冲孔直径的2.5~3倍，防止冲孔后坯料外径过度缩小。（）11.胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的工艺，适合大批量大型锻件生产。（）12.模锻件的分模面应选在锻件最大尺寸的截面上，以保证锻件顺利脱模。（）13.模锻件上所有的孔都必须直接锻出，以减少后续切削加工余量。（）14.模锻飞边槽的主要作用是容纳多余金属，促进金属充满模膛，同时缓冲上下模的打击力。（）15.空气锤属于锤击类锻造设备，打击力可通过调整工作行程和进气压力进行调节。（）16.水压机是以静压力使金属变形的设备，适合大型锻件的自由锻生产。（）17.锻件锻后冷却速度越快，越不容易产生变形和开裂。（）18.高碳钢、合金钢锻件锻后应采用快速冷却，以获得较高的硬度。（）19.去应力退火是锻后最常用的热处理工艺之一，主要目的是消除锻造应力，防止锻件变形开裂。（）20.锻造操作时，操作人员必须佩戴防护眼镜，防止氧化皮飞溅灼伤眼睛。（）21.锻件表面的氧化皮只会影响表面质量，不会加速模具的磨损。（）22.脱碳会导致钢锻件表层碳含量降低，硬度和强度下降，影响使用性能。（）23.自由锻锻件的精度比模锻件高，加工余量更小。（）24.闭式模锻没有飞边槽，材料利用率高，适合形状简单的轴对称锻件生产。（）25.镦粗时，坯料心部处于三向压应力状态，有利于焊合内部的疏松、缩孔缺陷。（）26.弯曲工序会使坯料的内侧受拉、外侧受压，因此弯曲半径越小，越容易产生裂纹。（）27.锻造生产中的废热可回收利用，降低生产能耗。（）28.检查锻件内部缺陷常用的方法有超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤等。（）29.对于塑性较差的高合金钢，常采用三向压应力状态的变形工艺，以提高变形塑性。（）30.胎模锻的模具使用寿命比固定在模锻设备上的锻模长。（）判断题答案1.√2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.×10.√11.×12.√13.×14.√15.√16.√17.×18.×19.√20.√21.×22.√23.×24.√25.√26.×27.√28.×29.√30.×二、单项选择题（共20题，每题2分，共40分。请将正确答案的字母填入题前括号内）（）1.下列金属材料中，可锻性最好的是A.HT200铸铁B.T12钢C.45钢D.20钢（）2.钢的始锻温度是指A.锻造开始时的坯料温度B.加热炉的最高温度C.金属的熔点D.再结晶温度（）3.下列加热缺陷中，属于不可修复缺陷的是A.氧化B.脱碳C.过热D.过烧（）4.自由锻下列工序中，属于修整工序的是A.拔长B.冲孔C.校正D.弯曲（）5.镦粗时，为防止纵向弯曲失稳，坯料的高径比（H/D）一般不超过A.1.5B.2.5C.3.5D.4.5（）6.拔长时，送进量与砧宽的比值控制在（）范围内时，拔长效率较高且不易产生折叠缺陷A.0.1~0.3B.0.4~0.7C.0.8~1.0D.1.0~1.5（）7.下列锻造设备中，属于静压力作用的设备是A.空气锤B.蒸汽-空气锤C.水压机D.摩擦压力机（）8.空气锤的主要参数是A.打击力B.落下部分重量C.工作行程D.砧座重量（）9.模锻件设置冲孔连皮的主要原因是A.提高锻件强度B.便于锻件脱模C.避免锻孔时冲头磨损过快或折断D.减少材料消耗（）10.胎模锻最适合的生产批量是A.单件小批量B.中小批量C.大批量D.超大批量（）11.锻件锻后进行正火处理的主要目的是A.消除应力，软化组织B.细化晶粒，提高综合力学性能C.提高硬度，增强耐磨性D.消除偏析，均匀成分（）12.下列锻后冷却方式中，冷却速度最慢的是A.空冷B.堆冷C.灰砂冷D.炉冷（）13.锻造生产中，氧化皮造成的金属烧损率一般为每次加热A.0.1%~0.5%B.1%~3%C.5%~8%D.10%~15%（）14.下列锻造缺陷中，属于成形操作不当造成的是A.过烧B.脱碳C.折叠D.晶粒粗大（）15.模锻件分模面选在锻件最大截面处的主要目的是A.便于脱模B.减少飞边损耗C.提高锻件强度D.便于加工（）16.下列关于变形速度对可锻性影响的说法，正确的是A.变形速度越快，可锻性越好B.变形速度越慢，可锻性越差C.常规锻造生产中，变形速度提高会导致可锻性下降D.变形速度对可锻性没有影响（）17.冲孔时，冲头容易发生偏移的是A.实心冲孔B.空心冲孔C.单面冲孔D.双面冲孔（）18.下列哪种钢的锻造温度范围最宽A.低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.高合金钢（）19.锻造操作时，下列行为不符合安全规范的是A.佩戴防护手套B.用手直接触摸刚锻好的锻件C.检查设备安全防护装置D.清理工作场地杂物（）20.检验锻件内部裂纹缺陷最常用的无损检测方法是A.渗透探伤B.磁粉探伤C.超声波探伤D.硬度检测单项选择题答案1.D2.A3.D4.C5.B6.B7.C8.B9.C10.B11.B12.D13.B14.C15.A16.C17.C18.A19.B20.C三、多项选择题（共10题，每题3分，共30分。请将所有正确答案的字母填入题前括号内，多选、少选、错选均不得分）（）1.影响金属可锻性的内在因素包括A.化学成分B.显微组织C.变形温度D.变形速度E.应力状态（）2.钢加热过程中产生的缺陷有A.氧化B.脱碳C.过热D.过烧E.加工硬化（）3.自由锻的基本工序包括A.镦粗B.拔长C.冲孔D.倒棱E.滚圆（）4.下列锻造设备中，以冲击载荷使金属变形的有A.空气锤B.蒸汽-空气自由锻锤C.水压机D.油压机E.模锻锤（）5.模锻件分模面的选择原则包括A.保证锻件顺利脱模B.尽量采用平面分模，简化模具加工C.尽量使上下模膛深度相近，减少错模风险D.尽量增加敷料，降低模膛加工难度E.便于检查锻件错移量（）6.锻件常见的内部缺陷有A.缩孔残余B.疏松C.氧化皮凹坑D.内部裂纹E.晶粒粗大（）7.锻件常用的锻后冷却方式包括A.空冷B.坑冷C.灰砂冷D.炉冷E.堆冷（）8.锻造生产中的安全防护用品包括A.防护眼镜B.隔热手套C.安全帽D.防砸工作鞋E.丝绸围巾（）9.胎模锻常用的胎模类型有A.摔模B.扣模C.套模D.合模E.级进模（）10.提高镦粗时坯料心部变形量的措施有A.采用锥形砧镦粗B.采用平砧镦粗C.采用反复镦拔工艺D.提高坯料加热均匀性E.减小坯料高径比多项选择题答案1.AB2.ABCD3.ABC4.ABE5.ABCE6.ABDE7.ABCDE8.ABCD9.ABCD10.ACD四、简答题（共5题，每题10分，共50分）1.简述影响金属可锻性的主要因素及影响规律。答案：影响金属可锻性的因素分为内在因素和外在因素两类：（1）内在因素①化学成分：金属纯度越高，可锻性越好；碳素钢中碳含量越低，塑性越好、变形抗力越小，可锻性越好；合金元素（尤其是钨、钼、钒等强碳化物形成元素）含量越高，可锻性越差；硫、磷等杂质元素会显著降低塑性，恶化可锻性。②显微组织：单相固溶体组织（如奥氏体）可锻性最好，多相组织（如珠光体+渗碳体）由于各相性能差异大，可锻性较差；细晶粒组织塑性优于粗晶粒组织，但变形抗力更大；铸造状态的柱状晶、枝晶偏析组织塑性差，经均匀化处理后的等轴晶组织可锻性明显提升。（2）外在因素①变形温度：在不发生过热、过烧的前提下，变形温度越高，原子活动能力越强，塑性越好、变形抗力越小，可锻性越好。②变形速度：变形速度较低时，加工硬化累积速度超过再结晶软化速度，变形抗力增大、塑性下降，可锻性变差；变形速度超过临界值后，变形热效应使金属温度升高，可锻性有所提升，但常规锻造难以达到该临界速度，因此塑性较差的材料应采用较低变形速度。③应力状态：三向压应力状态下金属内部缺陷不易扩展，塑性最好，但变形抗力最大；拉应力数量越多，越容易因应力集中开裂，塑性越低。塑性较差的材料常采用三向压应力工艺（如挤压、闭式模锻）提高变形塑性。2.简述自由锻拔长工序的常见缺陷及预防措施。答案：拔长工序常见缺陷及预防措施如下：（1）表面横向裂纹：产生原因是送进量过小，轴向变形不足导致横向拉应力过大，或坯料温度低、表面质量差。预防措施：控制送进量与砧宽的比值在0.4~0.7范围内，保证足够轴向变形；提高加热均匀性；锻造前清理坯料表面裂纹、划伤等缺陷。（2）表面纵向裂纹：产生原因是送进量过大，金属横向流动过多导致侧表面切向拉应力过大，或坯料塑性不足。预防措施：控制单次送进量；高碳钢、合金钢采用V型砧拔长，提高三向压应力状态。（3）内部对角线裂纹：产生原因是变形区剪应力作用导致心部拉应力过大，或坯料内部存在疏松、夹杂。预防措施：采用上下V型砧拔长，增大心部压应力；控制单次压下量；锻造前对坯料进行内部探伤。（4）末端凹坑：产生原因是坯料端部变形不足，中心金属流失形成凹坑。预防措施：拔长前对坯料端部倒棱，或预留料头余量最后切除。（5）弯曲和扭曲：产生原因是送进不对中、压下量不均。预防措施：操作时保证坯料与砧面平行、送进对中；每次压下后翻转90°，保证各方向变形均匀；出现轻微弯曲及时校正。3.简述钢的锻造温度范围的确定原则。答案：钢的锻造温度范围是始锻温度到终锻温度的区间，确定原则如下：（1）始锻温度确定：①需低于钢的固相线温度150~250℃，避免产生过热、过烧缺陷。②在允许范围内尽量提高始锻温度，以获得更好的塑性和更低的变形抗力，减少锻造火次，提高生产效率。③合金钢需考虑合金元素对相转变温度的影响，避开脆性区。（2）终锻温度确定：①高于钢的脆性转变温度，保证停锻前仍有足够塑性，避免锻造开裂。②不宜过高，防止锻后晶粒粗大导致力学性能下降。③亚共析钢终锻温度一般高于Ac3线50~100℃，保证处于单相奥氏体区，塑性良好且锻后晶粒细小；过共析钢终锻温度高于Accm线，避免网状渗碳体沿晶界析出。4.简述模锻件分模面的选择原则。答案：分模面选择直接影响锻件质量、模具成本和生产效率，原则如下：（1）保证顺利脱模：分模面选在锻件最大投影尺寸的截面上，使模膛开口尺寸最大，锻件脱模无卡滞。（2）减少错模风险：尽量采用平面分模，且上下模膛深度尽量接近，避免上下模受力不均产生错移。（3）便于质量检验：分模面设在锻件明显位置，可通过飞边痕迹快速检查错移量，便于及时调整模具。（4）降低材料消耗：尽量减少不必要的敷料，降低材料损耗和后续加工余量。（5）简化模具加工：分模面避免复杂曲面或台阶，降低模膛加工难度，提高加工精度。（6）保证重要面质量：锻件的重要工作表面尽量不设在分模面上，避免飞边、毛刺影响表面质量。5.简述锻造生产安全操作的基本要求。答案：锻造生产安全操作需符合以下要求：（1）作业前准备：按规定穿戴防护眼镜、隔热手套、安全帽、防砸工作鞋等防护用品，严禁穿戴宽松衣物和易卷入设备的饰品；检查设备传动、操作、安全防护装置是否完好，润滑是否充足；检查锻造工具（钳子、冲子、垫铁）是否有裂纹、松动，规格是否匹配；清理工作场地障碍物，保证通道畅通。（2）作业过程要求：严格按设备操作规程操作，严禁超载、超行程使用；锻件摆放平稳对中，操作人员严禁将身体部位伸入上下砧之间，取放工件必须使用专用工具；严禁用手触摸刚锻好的高温锻件，搬运高温锻件使用专用夹具；随时观察设备和锻件状态，发现异常立即停机；多人配合作业时明确指挥人员，统一操作信号。（3）作业后要求：关闭设备电源、气源、水源，清理设备和工作场地，工具、锻件分类摆放整齐；高温锻件放置在指定冷却区域，设置警示标识；做好设备维护保养记录，故障隐患及时上报。五、综合应用题（共2题，每题25分，共50分）1.某锻造车间承接一批45钢台阶轴锻件生产任务，锻件总长度350mm，大端直径φ130mm、长度220mm，小端直径φ65mm、长度130mm，生产批量为800件。请完成以下分析：（1）选择合适的锻造工艺方法，并说明理由。（2）计算该锻件的坯料尺寸（已知烧损率按1.5%计算，胎模锻飞边损耗按4%计算，坯料选用热轧圆钢）。（3）简述该锻件的主要生产工序。答案：（1）工艺方法选择：采用胎模锻工艺生产。理由：该锻件为台阶轴类，形状较简单，生产批量800件属于中小批量。自由锻生产效率低、锻件精度差、加工余量大，无法满足批量生产需求；固定式模锻需要专用模锻设备和锻模，模具成本高、生产准备周期长，中小批量生产经济性差。胎模锻在自由锻设备（如1t空气锤）上使用可移动胎模生产，模具成本低、工艺灵活，锻件精度和生产效率显著高于自由锻，能够满足该批次锻件的质量和产量要求。（2）坯料尺寸计算：①锻件体积计算：大端体积V₁=π×(D₁/2)²×L₁=3.14×(130/2)²×220≈2,919,980mm³小端体积V₂=π×(D₂/2)²×L₂=3.14×(65/2)²×130≈431,364mm³锻件总体积V锻=V₁+V₂≈3,351,344mm³②坯料体积计算：考虑烧损和飞边损耗，V坯=V锻×(1+烧损率+飞边损耗率)=3,351,344×1.055≈3,535,668mm³③坯料规格确定：选用φ120mm热轧圆钢（接近大端直径，减少镦粗变形量），横截面积S=π×(120/2)²=11,304mm²坯料长度L=V坯/S≈3,535,668/11,304≈313mm，取整为315mm（预留锯切余量）。最终坯料尺寸为φ120mm×315mm的45钢热轧圆钢。（3）主要生产工序：①下料：采用金属带锯床下料，清理坯料表面毛刺、氧化皮和表面裂纹。②加热：室式炉加热至1220±30℃，保温20~25min，保证内外温度均匀，避免过热过烧。③自由锻制坯：在750kg空气锤上将坯料一端拔至φ70mm、长度约135mm，形成台阶初步形状，清除表面氧化皮。④胎模锻终锻：将预锻坯放入合模胎模对中，打击至上下模合模，金属充满模膛并形成飞边。⑤切边：在100t开式压力机上用切边模去除飞边，检查切边质量。⑥校正：将锻件放回胎模轻击校正，保证直线度和尺寸公差。⑦冷却：采用堆冷方式冷却至室温。⑧热处理：进行正火处理（850℃保温后空冷），细化晶粒、消除锻造应力，调整硬度至HB170~217。⑨质量检验：检验尺寸公差、表面质量、硬度，抽样进行超声波探伤，合格后入库。2.某锻造厂采用自由锻镦粗工艺生产40Cr合金钢齿轮坯，坯料规格为φ160mm×380mm，镦粗后高度为200mm，生产中发现部分锻件侧表面出现纵向裂纹，且心部疏松未完全焊合。请分析缺陷产生原因，并提出改进措施。答案：（1）缺陷产生原因分析①侧表面纵向裂纹原因：a.加热工艺不合理：坯料加热温度不均，表层与心部温差过大，变形不协调