金屬工藝師筆試試題一、填空題（每空2分，共20分）根據(jù)GB/T1173-2013標(biāo)準(zhǔn)，ZL102鑄造鋁合金中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為_(kāi)_____。金屬材料在高溫長(zhǎng)期載荷作用下，即使應(yīng)力低于屈服強(qiáng)度也會(huì)緩慢地產(chǎn)生塑性變形，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_____。按照J(rèn)B/T4730.5-2005無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，滲透檢測(cè)時(shí)，對(duì)于表面粗糙的工件應(yīng)優(yōu)先選用______型滲透劑。鍛造比是指金屬鍛造時(shí)______與______的比值。焊接接頭的熱影響區(qū)中，組織和性能最差的區(qū)域是______。二、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）以下哪種金屬材料的再結(jié)晶溫度最低？（）A.純鐵B.純銅C.純鋁D.純鈦依據(jù)GB50661-2011《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》，對(duì)于厚度大于50mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼和厚度大于36mm的低合金結(jié)構(gòu)鋼，焊前預(yù)熱溫度應(yīng)根據(jù)（）等因素確定。A.鋼材的碳當(dāng)量、焊接方法、焊接材料B.鋼材的強(qiáng)度等級(jí)、焊接電流、焊接速度C.焊縫長(zhǎng)度、焊接位置、環(huán)境溫度D.焊工技術(shù)水平、焊接設(shè)備、坡口形式金屬材料的疲勞極限是指在（）作用下，材料不發(fā)生疲勞破壞時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。A.靜載荷B.沖擊載荷C.交變載荷D.脈動(dòng)載荷下列鑄造工藝中，適合生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精度高的小型鑄件的是（）。A.砂型鑄造B.金屬型鑄造C.熔模鑄造D.離心鑄造熱處理工藝中，淬火+高溫回火的工藝組合稱為（）。A.退火B(yǎng).正火C.調(diào)質(zhì)D.時(shí)效處理按照GB/T228.1-2021金屬材料拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣的原始標(biāo)距與原始橫截面積的關(guān)系為（）。A.L_{0}=k\sqrt{S_{0}}B.L_{0}=kS_{0}C.L_{0}=k/S_{0}D.L_{0}=k+S_{0}金屬切削加工中，切削用量三要素不包括（）。A.切削速度B.進(jìn)給量C.背吃刀量D.刀具前角以下哪種焊接方法屬于壓焊？（）A.焊條電弧焊B.埋弧焊C.電阻焊D.氬弧焊金屬材料的硬度測(cè)試方法中，洛氏硬度用符號(hào)（）表示。A.HBB.HRC.HVD.HS在金屬熱處理過(guò)程中，為消除加工硬化，恢復(fù)金屬的塑性和韌性，應(yīng)采用（）處理。A.去應(yīng)力退火B(yǎng).再結(jié)晶退火C.球化退火D.完全退火三、判斷題（每題2分，共10分）金屬的晶粒越細(xì)小，其強(qiáng)度和硬度越高，塑性和韌性也越好。（）超聲波檢測(cè)能夠檢測(cè)出金屬材料內(nèi)部的微小裂紋和夾雜物，且對(duì)缺陷的定性和定量準(zhǔn)確。（）冷加工是指在金屬的再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的加工，加工過(guò)程中金屬會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。（）釬焊時(shí)，釬料的熔點(diǎn)必須高于母材的熔點(diǎn)，才能實(shí)現(xiàn)可靠連接。（）根據(jù)GB/T700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)，Q235-A表示屈服強(qiáng)度為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。（）四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）簡(jiǎn)述影響金屬可鍛性的主要因素，并說(shuō)明如何通過(guò)工藝措施提高金屬的可鍛性。闡述焊接殘余應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因，并說(shuō)明控制焊接殘余變形的主要工藝措施有哪些？五、綜合分析題（20分）某工廠生產(chǎn)的一批鋁合金零件，在使用過(guò)程中出現(xiàn)了斷裂現(xiàn)象。已知該鋁合金為Al-Cu系合金，采用砂型鑄造工藝生產(chǎn)。請(qǐng)結(jié)合鋁合金的特性、鑄造工藝特點(diǎn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析零件斷裂可能的原因，并提出改進(jìn)措施。金屬工藝師筆試試題答案一、填空題答案10.0%-13.0%蠕變后乳化變形前的橫截面積；變形后的橫截面積過(guò)熱區(qū)二、單項(xiàng)選擇題答案1.C2.A3.C4.C5.C6.A7.D8.C9.B10.B三、判斷題答案1.√2.×3.√4.×5.√四、簡(jiǎn)答題答案影響金屬可鍛性的主要因素包括金屬的本質(zhì)和加工條件。金屬本質(zhì)方面，化學(xué)成分不同，可鍛性有差異，純金屬可鍛性優(yōu)于合金，合金中合金元素含量越高、成分越復(fù)雜，可鍛性越差；金屬的組織結(jié)構(gòu)也影響可鍛性，固溶體組織可鍛性好，鑄態(tài)柱狀晶和粗晶結(jié)構(gòu)可鍛性差。加工條件方面，鍛造溫度越高，金屬的塑性越好、變形抗力越小，可鍛性越好；應(yīng)變速率的影響較復(fù)雜，在熱加工時(shí)，應(yīng)變速率影響不大，冷加工時(shí)，應(yīng)變速率增大，金屬的塑性降低、變形抗力增大；壓應(yīng)力狀態(tài)下金屬的可鍛性優(yōu)于拉應(yīng)力狀態(tài)。提高金屬可鍛性的工藝措施：選擇合適的金屬材料，在滿足使用要求的前提下，盡量選擇可鍛性好的材料；控制鍛造溫度在合適的范圍內(nèi)，保證金屬處于良好的塑性狀態(tài)；合理控制應(yīng)變速率，在冷加工時(shí)，可采用較小的應(yīng)變速率，熱加工時(shí)，根據(jù)具體情況選擇合適的應(yīng)變速率；采用合適的鍛造工具和設(shè)備，保證金屬在鍛造過(guò)程中處于良好的應(yīng)力狀態(tài)，如采用鐓粗時(shí)，增加坯料的高度與直徑比，可使坯料處于壓應(yīng)力狀態(tài)。焊接殘余應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因：焊接過(guò)程是一個(gè)不均勻的加熱和冷卻過(guò)程。在焊接時(shí)，焊縫及附近金屬被加熱到很高溫度，而遠(yuǎn)離焊縫的區(qū)域溫度較低，這種不均勻的溫度分布導(dǎo)致金屬熱脹冷縮不均勻。在加熱過(guò)程中，高溫區(qū)域的金屬因膨脹受到周?chē)蜏亟饘俚南拗疲a(chǎn)生壓應(yīng)力；冷卻時(shí)，高溫區(qū)域金屬收縮又受到周?chē)饘俚淖璧K，產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而形成焊接殘余應(yīng)力。同時(shí)，由于焊接過(guò)程中金屬的熱脹冷縮不均勻，導(dǎo)致焊件產(chǎn)生變形?？刂坪附託堄嘧冃蔚闹饕に嚧胧汉侠淼暮附禹樞颍绮捎脤?duì)稱焊接、分段退焊等方法，使焊接變形相互抵消；反變形法，在焊接前預(yù)先給焊件一個(gè)與焊接變形方向相反的變形，以抵消焊接后的變形；剛性固定法，采用夾具或支撐等方法，將焊件固定，限制其變形，但會(huì)增加焊接殘余應(yīng)力；選擇合適的焊接參數(shù)，如減小焊接電流、降低焊接速度等，可減小焊接熱輸入，從而減小焊接變形；采用焊后熱處理，如去應(yīng)力退火，可消除部分焊接殘余應(yīng)力，減小焊接變形。五、綜合分析題答案零件斷裂可能的原因：鋁合金特性方面，Al-Cu系合金時(shí)效強(qiáng)化傾向大，若熱處理工藝不當(dāng)，可能導(dǎo)致合金內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力，降低零件的承載能力。同時(shí)，Al-Cu系合金的耐蝕性相對(duì)較差，在使用環(huán)境中可能發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，引發(fā)斷裂。鑄造工藝特點(diǎn)方面，砂型鑄造工藝存在一定的局限性。砂型的透氣性和退讓性可能導(dǎo)致鑄件內(nèi)部產(chǎn)生氣孔、縮松等缺陷，這些缺陷會(huì)成為裂紋源，在零件承受載荷時(shí)，裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致斷裂。此外，砂型鑄造的尺寸精度和表面質(zhì)量相對(duì)較低，零件表面可能存在較深的劃痕或缺陷，也容易引發(fā)應(yīng)力集中。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方面，如果在生產(chǎn)過(guò)程中未嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原材料檢驗(yàn)、工藝控制和質(zhì)量檢驗(yàn)，可能導(dǎo)致不合格產(chǎn)品流入使用環(huán)節(jié)。例如，原材料的化學(xué)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，會(huì)影響合金的性能；未按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工藝參數(shù)進(jìn)行鑄造和熱處理，也會(huì)使零件性能不達(dá)標(biāo)。改進(jìn)措施：優(yōu)化熱處理工藝，根據(jù)Al-Cu系合金的特性和零件的使用要求，制定合理的時(shí)效處理工藝參數(shù)，嚴(yán)格控制加熱速度、保溫時(shí)間和冷卻速度，消除內(nèi)應(yīng)力，提高合金的綜合性能。改進(jìn)鑄造工藝，選擇合適的型砂和芯砂，提高砂型的透氣性和退讓性，減少氣孔和縮松等缺陷的產(chǎn)生。采用先進(jìn)的鑄造工藝，如低