2025年鑄造工程師筆試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于鑄造合金流動性的描述中，錯誤的是（）。A.共晶成分合金的流動性通常優(yōu)于亞共晶或過共晶合金B(yǎng).澆注溫度升高會顯著提高合金流動性，但需控制過熱以避免氧化C.鑄型的導(dǎo)熱性越差，合金在鑄型中保持液態(tài)的時間越短，流動性越低D.合金中含有的非金屬夾雜物會降低其流動性答案：C（鑄型導(dǎo)熱性差時，合金冷卻慢，保持液態(tài)時間長，流動性應(yīng)更高）2.灰鑄鐵件采用同時凝固原則的主要目的是（）。A.減少熱裂傾向B.提高鑄件致密性C.降低內(nèi)應(yīng)力D.避免縮孔答案：C（同時凝固可減少各部分溫差，降低熱應(yīng)力）3.下列鑄造工藝中，最適合生產(chǎn)薄壁鋁合金發(fā)動機缸蓋的是（）。A.砂型鑄造B.壓力鑄造C.消失模鑄造D.熔模鑄造答案：B（壓力鑄造可實現(xiàn)高速充型，適合薄壁復(fù)雜件）4.評定鑄型透氣性的關(guān)鍵指標是（）。A.單位時間內(nèi)通過單位面積的氣體量B.鑄型抵抗氣體壓力的能力C.氣體通過鑄型的路徑長度D.鑄型中砂粒的平均粒徑答案：A（透氣性定義為單位壓力差下，單位時間內(nèi)通過單位面積和厚度鑄型的氣體體積）5.球墨鑄鐵生產(chǎn)中，若殘余鎂量不足，最可能出現(xiàn)的缺陷是（）。A.縮松B.石墨漂浮C.白口D.球化不良答案：D（殘余鎂量不足會導(dǎo)致石墨未能充分球化）6.確定鑄件分型面時，優(yōu)先保證（）。A.鑄件重要加工面位于下型B.減少型芯數(shù)量C.起模方便D.鑄件全部或大部分位于同一砂型答案：D（分型面選擇需優(yōu)先保證鑄件完整性，減少錯型）7.鑄造鋁合金精煉處理的主要目的是（）。A.提高合金流動性B.去除熔體中的氣體和夾雜物C.調(diào)整合金成分D.細化晶粒答案：B（精煉主要針對氣體（如氫）和氧化夾雜物）8.下列鑄造缺陷中，屬于表面缺陷的是（）。A.縮孔B.冷隔C.氣孔D.夾砂答案：D（夾砂表現(xiàn)為鑄件表面的凸起或分層，屬于表面缺陷）9.采用模數(shù)法設(shè)計冒口時，冒口的有效模數(shù)應(yīng)（）鑄件被補縮部分的模數(shù)。A.等于B.小于C.大于D.無直接關(guān)系答案：C（冒口模數(shù)需大于鑄件模數(shù)以保證補縮時間更長）10.消失模鑄造中，泡沫模樣的密度控制在（）范圍內(nèi)時，綜合工藝性能最佳。A.0.01-0.03g/cm3B.0.03-0.06g/cm3C.0.06-0.10g/cm3D.0.10-0.15g/cm3答案：B（密度過低易變形，過高則發(fā)氣量大，0.03-0.06g/cm3為常用范圍）二、填空題（每空1分，共15分）1.鑄造合金的收縮分為三個階段：液態(tài)收縮、（凝固收縮）和固態(tài)收縮。2.砂型鑄造中，型砂的主要性能包括強度、透氣性、（耐火性）、退讓性和潰散性。3.球墨鑄鐵的石墨形態(tài)為（球狀），可鍛鑄鐵的石墨形態(tài)為（團絮狀）。4.壓力鑄造的兩大特點是（高壓）和（高速充型）。5.防止鑄件熱裂的關(guān)鍵措施是減少（鑄造應(yīng)力）和改善合金的（高溫強度）。6.熔模鑄造的工藝過程包括：蠟?zāi)Ｖ圃?、（結(jié)殼）、脫蠟、（焙燒）和澆注。7.灰鑄鐵的力學性能主要取決于（石墨的形態(tài)、數(shù)量和分布），而球墨鑄鐵的力學性能接近（鋼）。8.鑄造工藝圖中，加工余量是指鑄件加工面上預(yù)留的（切削）厚度，拔模斜度是為了（起模方便）而設(shè)置的傾斜度。9.鋁合金熔煉時，常用的精煉方法有（吹氣精煉）、（熔劑精煉）和真空精煉。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述影響砂型鑄造鑄件尺寸精度的主要因素。答案：影響因素包括：（1）模樣尺寸精度：模樣材料的收縮、制造誤差；（2）分型面和型芯的定位精度：錯型、型芯偏移；（3）型砂的退讓性：固態(tài)收縮受阻導(dǎo)致尺寸變化；（4）澆注溫度和冷卻速度：高溫澆注易導(dǎo)致鑄件脹大，冷卻不均引起變形；（5）工藝參數(shù)：拔模斜度、加工余量的設(shè)計合理性；（6）砂型強度：強度不足時鑄型膨脹或塌箱。2.比較金屬型鑄造與砂型鑄造的優(yōu)缺點，并說明其適用場景。答案：金屬型鑄造優(yōu)點：鑄件精度高、表面粗糙度低；力學性能好（冷卻快，晶粒細）；生產(chǎn)率高（可重復(fù)使用）；缺點：制造成本高、周期長；鑄件形狀復(fù)雜程度受限（無退讓性，易裂）；適用于大批量、中簡單形狀的非鐵合金鑄件（如鋁活塞、銅軸瓦）。砂型鑄造優(yōu)點：適應(yīng)性廣（各種合金、形狀）、成本低、工藝靈活；缺點：鑄件精度低、表面粗糙、力學性能較差；適用于單件小批量、復(fù)雜形狀鑄件（如機床床身、發(fā)動機缸體）。3.分析鑄鋼件產(chǎn)生縮孔的主要原因，并提出預(yù)防措施。答案：原因：（1）鑄鋼的凝固溫度范圍窄（接近逐層凝固），液態(tài)收縮和凝固收縮大；（2）澆注系統(tǒng)或冒口設(shè)計不合理，無法有效補縮；（3）澆注溫度過高，液態(tài)收縮量增加；（4）鑄型冷卻速度慢，凝固時間長，補縮通道提前閉合。預(yù)防措施：（1）采用順序凝固原則，在鑄件厚大部位設(shè)置冒口和冷鐵；（2）優(yōu)化冒口尺寸（模數(shù)法計算），確保冒口模數(shù)大于鑄件模數(shù)；（3）控制澆注溫度（在保證流動性的前提下盡量降低）；（4）使用補縮能力強的澆注系統(tǒng)（如頂注式）；（5）提高鑄型冷卻能力（如金屬型或加冷鐵）。4.簡述球墨鑄鐵生產(chǎn)中“球化處理”與“孕育處理”的目的及區(qū)別。答案：球化處理目的：向鐵液中加入球化劑（如鎂、鈰），促使石墨在凝固時呈球狀析出；孕育處理目的：加入孕育劑（如硅鐵），增加石墨形核質(zhì)點，防止白口，細化石墨球，改善基體組織。區(qū)別：（1）作用階段：球化處理在孕育處理之前（先球化后孕育）；（2）作用機理：球化劑改變石墨生長方式（抑制片狀生長），孕育劑增加形核數(shù)量；（3）材料不同：球化劑多為鎂、稀土合金，孕育劑多為硅鐵、硅鈣合金；（4）效果影響：球化不良導(dǎo)致石墨形態(tài)差（如蠕蟲狀），孕育不良導(dǎo)致石墨球粗大或出現(xiàn)白口。5.列舉三種常見的鑄造缺陷，并分別說明其特征及形成原因。答案：（1）氣孔：鑄件內(nèi)部或表面的孔洞，內(nèi)壁光滑；原因：型砂水分過高、澆注時卷入氣體、合金熔煉時吸氣未排盡。（2）縮松：鑄件內(nèi)部細小分散的縮孔，呈海綿狀；原因：合金凝固溫度范圍寬（糊狀凝固），補縮通道早閉，液態(tài)收縮未被及時補充。（3）夾渣：鑄件內(nèi)部或表面的非金屬夾雜物，多呈不規(guī)則塊狀；原因：澆注時熔渣進入型腔、型砂剝落混入鐵液、合金熔煉時脫氧不徹底。四、計算題（15分）某灰鑄鐵矩形板類鑄件，尺寸為500mm×300mm×40mm（長×寬×厚），采用頂注式澆注系統(tǒng)，要求設(shè)計冒口以防止縮孔。已知灰鑄鐵的體收縮率為4%，冒口的補縮效率為25%，鑄件模數(shù)計算公式為M=V/A（V為體積，A為冷卻表面積），冒口采用圓柱形（直徑D=高度H），試計算冒口的尺寸（保留兩位小數(shù)）。解答步驟：1.計算鑄件體積V?和冷卻表面積A?：V?=500×300×40=6,000,000mm3冷卻表面積（忽略澆注系統(tǒng)接觸面積）：A?=2×(500×300+500×40+300×40)=2×(150,000+20,000+12,000)=364,000mm2鑄件模數(shù)M?=V?/A?=6,000,000/364,000≈16.48mm2.冒口需滿足M?≥1.2M?（經(jīng)驗系數(shù)，保證補縮時間），取M?=1.2×16.48≈19.78mm3.圓柱形冒口體積V?=π(D/2)2H=π(D/2)2D=πD3/4（因H=D）冒口冷卻表面積A?=πD2/4（頂面）+πD2/4（底面）+πD×H=πD2/4×2+πD2=(πD2/2)+πD2=3πD2/2（注：實際中冒口頂面通常暴露，不計入冷卻面積，修正為A?=πD×H+π(D/2)2=πD2+πD2/4=5πD2/4）4.冒口模數(shù)M?=V?/A?=(πD3/4)/(5πD2/4)=D/5=19.78mm→D=19.78×5=98.90mm，H=D≈98.90mm5.驗證補縮體積：鑄件收縮體積ΔV=V?×4%=6,000,000×0.04=240,000mm3冒口有效補縮體積=V?×25%=(π×98.903/4)×0.25≈(π×967,000/4)×0.25≈759,000×0.25≈189,750mm3（略小于ΔV，需調(diào)整）6.調(diào)整冒口直徑至D=105mm，則V?=π×1053/4≈π×1,157,625/4≈909,000mm3有效補縮體積=909,000×0.25=227,250mm3（仍略?。┤=110mm，V?=π×1103/4≈π×1,331,000/4≈1,045,000mm3有效補縮體積=1,045,000×0.25=261,250mm3≥240,000mm3，滿足要求最終冒口尺寸：直徑D=110mm，高度H=110mm五、案例分析題（10分）某工廠生產(chǎn)的QT500-7球墨鑄鐵曲軸，經(jīng)機加工后發(fā)現(xiàn)軸頸處存在大量分散的微小縮松缺陷，導(dǎo)致報廢率達30%。請分析可能的原因，并提出至少3項改進措施。答案：可能原因：（1）曲軸軸頸為厚大部位，凝固時處于糊狀凝固區(qū)間，補縮通道早閉，液態(tài)收縮未被及時補充；（2）冒口位置或尺寸不合理，未覆蓋軸頸熱節(jié)區(qū)；（3）鐵液成分控制不當（如碳當量過高，凝固溫度范圍變寬）；（4）澆注溫度過低，流動性不足，冒口補縮能力下降；（5）型砂或芯砂的退讓性差，阻礙鑄件固態(tài)收縮，加劇內(nèi)部應(yīng)力和縮松；（6）球化孕育處理不充分，石墨球數(shù)量少、尺寸大，無法有效抵消收縮（石墨化膨脹不足）。改進措施：（1）優(yōu)化冒口設(shè)計：在軸頸熱節(jié)處增設(shè)冷鐵（外冷鐵或內(nèi)冷鐵），配合冒口實現(xiàn)順序凝固，縮短凝固時間；