2025年現(xiàn)代材料成型技術(shù)與模擬試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種成型方法屬于液態(tài)成型？（）A.鍛造B.沖壓C.鑄造D.軋制答案：C。鑄造是將液態(tài)金屬澆入鑄型型腔，待其冷卻凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成型方法，屬于液態(tài)成型。鍛造、沖壓、軋制都是固態(tài)成型方法。2.金屬材料在鍛造過程中，產(chǎn)生的纖維組織會(huì)使材料的力學(xué)性能具有（）。A.各向同性B.各向異性C.無方向性D.以上都不對(duì)答案：B。金屬在鍛造時(shí)，內(nèi)部的夾雜物等沿變形方向伸長，形成纖維組織。纖維組織使金屬材料的力學(xué)性能具有明顯的各向異性，順著纖維方向的強(qiáng)度、塑性和韌性較高，垂直于纖維方向的強(qiáng)度、塑性和韌性較低。3.沖裁變形過程中，裂紋最早出現(xiàn)在（）階段。A.彈性變形B.塑性變形C.斷裂分離D.以上都不對(duì)答案：C。沖裁變形過程分為彈性變形、塑性變形和斷裂分離三個(gè)階段。在斷裂分離階段，凸模繼續(xù)下壓，材料內(nèi)部的裂紋會(huì)不斷擴(kuò)展并會(huì)合，最終實(shí)現(xiàn)材料的分離。4.以下哪種焊接方法屬于壓焊？（）A.手工電弧焊B.埋弧焊C.電阻焊D.氣體保護(hù)焊答案：C。壓焊是在焊接過程中，對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱）以完成焊接的方法。電阻焊是利用電流通過焊件及接觸處產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，同時(shí)對(duì)焊件施加壓力，使焊件連接在一起，屬于壓焊。手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊都屬于熔化焊。5.塑料注射成型過程中，保壓階段的主要作用是（）。A.使塑料熔體充滿型腔B.防止塑料熔體倒流C.冷卻塑件D.使塑件脫模答案：B。在塑料注射成型的保壓階段，螺桿對(duì)塑料熔體繼續(xù)施加壓力，使塑料熔體在型腔中進(jìn)一步壓實(shí)，同時(shí)防止已進(jìn)入型腔的塑料熔體倒流，以保證塑件的尺寸精度和密度。使塑料熔體充滿型腔是注射階段的作用；冷卻塑件是冷卻階段的任務(wù)；使塑件脫模是脫模階段的工作。6.粉末冶金成型中，壓制坯件的密度不均勻會(huì)導(dǎo)致（）。A.坯件強(qiáng)度降低B.坯件尺寸精度提高C.坯件表面質(zhì)量變好D.以上都不對(duì)答案：A。壓制坯件的密度不均勻會(huì)使坯件各部分的性能不一致，在后續(xù)的燒結(jié)等過程中容易產(chǎn)生裂紋等缺陷，從而導(dǎo)致坯件強(qiáng)度降低。密度不均勻不利于提高坯件的尺寸精度和表面質(zhì)量。7.鑄造工藝中，分型面的選擇應(yīng)盡量使鑄件的（）。A.加工面和加工基準(zhǔn)面在同一砂箱內(nèi)B.加工面和加工基準(zhǔn)面不在同一砂箱內(nèi)C.大部分加工面和加工基準(zhǔn)面不在同一砂箱內(nèi)D.以上都不對(duì)答案：A。分型面的選擇應(yīng)盡量使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面在同一砂箱內(nèi)，這樣可以減少錯(cuò)箱等缺陷對(duì)加工精度的影響，保證鑄件的加工質(zhì)量。8.鍛造比是衡量鍛造過程中金屬變形程度的指標(biāo)，鍛造比越大，金屬的（）。A.晶粒越粗大B.晶粒越細(xì)小C.力學(xué)性能越差D.以上都不對(duì)答案：B。適當(dāng)增大鍛造比，金屬內(nèi)部的晶粒會(huì)被破碎并細(xì)化，從而使金屬的力學(xué)性能得到提高。但鍛造比過大可能會(huì)產(chǎn)生其他缺陷。9.焊接熱影響區(qū)中，性能最差的區(qū)域是（）。A.熔合區(qū)B.過熱區(qū)C.正火區(qū)D.部分相變區(qū)答案：A。熔合區(qū)是焊縫和母材的交界區(qū)，該區(qū)域溫度處于固相線和液相線之間，組織不均勻，成分也不均勻，力學(xué)性能很差，是焊接接頭中的薄弱環(huán)節(jié)。過熱區(qū)晶粒粗大，塑性和韌性降低；正火區(qū)組織均勻細(xì)小，性能較好；部分相變區(qū)性能介于過熱區(qū)和正火區(qū)之間。10.以下哪種材料不適合采用粉末冶金方法成型？（）A.硬質(zhì)合金B(yǎng).陶瓷材料C.鋁合金D.玻璃答案：D。粉末冶金適合成型具有高硬度、高熔點(diǎn)、難熔金屬等特點(diǎn)的材料。硬質(zhì)合金、陶瓷材料、鋁合金都可以采用粉末冶金方法成型。而玻璃通常采用熔融成型等方法，不適合用粉末冶金成型。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.以下屬于金屬液態(tài)成型特點(diǎn)的有（）。A.可以制造形狀復(fù)雜的鑄件B.生產(chǎn)成本較低C.鑄件精度高D.適合單件小批量生產(chǎn)答案：ABD。金屬液態(tài)成型可以制造各種形狀復(fù)雜的鑄件，尤其適合制造具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件；其生產(chǎn)過程相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低；既適合單件小批量生產(chǎn)，也適合大批量生產(chǎn)。但一般來說，液態(tài)成型的鑄件精度相對(duì)較低，需要后續(xù)加工。2.影響金屬鍛造性能的因素有（）。A.金屬的化學(xué)成分B.金屬的組織狀態(tài)C.變形溫度D.變形速度答案：ABCD。金屬的化學(xué)成分不同，其鍛造性能也不同，例如含碳量高的鋼鍛造性能相對(duì)較差；金屬的組織狀態(tài)，如晶粒大小、相組成等會(huì)影響鍛造性能，晶粒細(xì)小的金屬鍛造性能較好；變形溫度對(duì)金屬的鍛造性能影響很大，一般在適當(dāng)?shù)母邷叵?，金屬的塑性提高，變形抗力降低；變形速度也?huì)影響金屬的鍛造性能，變形速度過快可能導(dǎo)致金屬產(chǎn)生裂紋等缺陷。3.塑料成型方法有很多種，以下屬于塑料成型方法的有（）。A.注射成型B.擠出成型C.吹塑成型D.模壓成型答案：ABCD。注射成型是將塑料顆粒加熱熔融后，在高壓下注入模具型腔成型；擠出成型是使塑料通過擠出機(jī)的螺桿和料筒加熱塑化后，連續(xù)通過模頭擠出成型；吹塑成型是借助氣體壓力使閉合在模具中的熱塑性塑料型坯吹脹成為中空制品；模壓成型是將塑料原料放入模具中，在一定的溫度和壓力下使其成型。4.焊接接頭的基本形式有（）。A.對(duì)接接頭B.搭接接頭C.角接接頭D.T形接頭答案：ABCD。對(duì)接接頭是兩焊件端面相對(duì)平行的接頭；搭接接頭是兩焊件部分重疊構(gòu)成的接頭；角接接頭是兩焊件端部構(gòu)成直角或近似直角的接頭；T形接頭是一焊件的端面與另一焊件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭。5.粉末冶金的基本工藝過程包括（）。A.粉末制備B.成型C.燒結(jié)D.后處理答案：ABCD。粉末冶金的基本工藝過程首先是粉末制備，獲得所需的金屬或合金粉末；然后將粉末通過壓制等方法成型為坯件；接著對(duì)坯件進(jìn)行燒結(jié)，使粉末顆粒之間形成冶金結(jié)合；最后根據(jù)需要進(jìn)行后處理，如機(jī)械加工、熱處理等，以提高制品的性能和精度。三、判斷題（每題2分，共10分）1.鑄造時(shí)，鑄件的收縮率只與合金的種類有關(guān)，與鑄件的結(jié)構(gòu)和尺寸無關(guān)。（）答案：錯(cuò)誤。鑄件的收縮率不僅與合金的種類有關(guān)，還與鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸、鑄型條件等因素有關(guān)。不同結(jié)構(gòu)和尺寸的鑄件，其在冷卻收縮過程中的受阻情況不同，會(huì)導(dǎo)致收縮率有所差異。2.鍛造過程中，只要保證足夠的變形量，就可以獲得良好的鍛造質(zhì)量。（）答案：錯(cuò)誤。鍛造質(zhì)量不僅與變形量有關(guān)，還與變形溫度、變形速度、金屬的原始組織等因素有關(guān)。如果變形溫度不合適、變形速度過快等，即使有足夠的變形量，也可能產(chǎn)生裂紋、晶粒粗大等缺陷，影響鍛造質(zhì)量。3.塑料注射成型中，模具溫度越高越好，這樣可以提高塑件的成型質(zhì)量。（）答案：錯(cuò)誤。模具溫度對(duì)塑件的成型質(zhì)量有重要影響，但不是越高越好。模具溫度過高，會(huì)使塑件冷卻時(shí)間延長，生產(chǎn)效率降低，還可能導(dǎo)致塑件脫模困難、表面出現(xiàn)氣泡等缺陷。模具溫度應(yīng)根據(jù)塑料的種類和塑件的要求進(jìn)行合理控制。4.焊接過程中，焊接電流越大，焊接質(zhì)量越好。（）答案：錯(cuò)誤。焊接電流過大，會(huì)使焊縫熔深過大，容易產(chǎn)生燒穿、咬邊等缺陷，同時(shí)還會(huì)使焊接接頭的熱影響區(qū)增大，降低焊接接頭的性能。焊接電流應(yīng)根據(jù)焊件的厚度、焊接材料等因素合理選擇。5.粉末冶金制品的密度可以通過調(diào)整壓制壓力和粉末粒度等方法來控制。（）答案：正確。壓制壓力越大，粉末顆粒之間的結(jié)合越緊密，制品的密度越高；粉末粒度的大小和分布也會(huì)影響制品的密度。通過合理調(diào)整壓制壓力和粉末粒度等參數(shù)，可以控制粉末冶金制品的密度。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述鑄造工藝中防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的措施。答：縮孔和縮松是鑄造過程中常見的缺陷，會(huì)降低鑄件的力學(xué)性能和致密性。防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的措施主要有以下幾點(diǎn)：（1）合理設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)：盡量使鑄件的壁厚均勻，避免出現(xiàn)局部過厚的情況，以減少熱節(jié)的產(chǎn)生。對(duì)于必須有厚壁部分的鑄件，可以采用鑲鑄等方法來改善熱分布。（2）采用順序凝固原則：通過合理設(shè)置冒口、冷鐵等工藝措施，使鑄件從遠(yuǎn)離冒口的部分開始凝固，逐漸向冒口方向推進(jìn)，最后冒口凝固。這樣可以使縮孔集中在冒口中，切除冒口后即可得到無縮孔的鑄件。（3）改善澆注系統(tǒng)：選擇合適的澆注系統(tǒng)，控制澆注速度和澆注溫度。較低的澆注溫度可以減少液態(tài)金屬的收縮量，同時(shí)適當(dāng)?shù)臐沧⑺俣瓤梢员ＷC金屬液平穩(wěn)地充滿型腔，減少氣體和夾雜物的卷入。（4）提高鑄型的冷卻能力：采用導(dǎo)熱性好的鑄型材料，如金屬型等，或在鑄型中設(shè)置冷鐵，加快鑄件的冷卻速度，使鑄件快速凝固，減少縮孔和縮松的形成。（5）采用加壓補(bǔ)縮：在鑄件凝固過程中，對(duì)液態(tài)金屬施加壓力，如采用壓力鑄造、低壓鑄造等方法，使液態(tài)金屬在壓力作用下不斷補(bǔ)充到收縮部位，從而消除縮孔和縮松。（6）優(yōu)化合金成分：選擇收縮率小的合金材料，或通過調(diào)整合金成分，改善合金的凝固特性，減少縮孔和縮松的傾向。例如，在鑄造鋁合金中加入適量的稀土元素，可以細(xì)化晶粒，減少縮松的產(chǎn)生。2.分析鍛造時(shí)金屬產(chǎn)生過熱和過燒現(xiàn)象的原因及危害，并說明預(yù)防措施。答：（1）過熱現(xiàn)象原因：鍛造時(shí)加熱溫度過高或在高溫下停留時(shí)間過長，會(huì)使金屬晶粒急劇長大，導(dǎo)致過熱。危害：過熱會(huì)使金屬的塑性和韌性降低，力學(xué)性能變差，在鍛造過程中容易產(chǎn)生裂紋，降低鍛件的質(zhì)量和使用壽命。預(yù)防措施：嚴(yán)格控制加熱溫度和加熱時(shí)間，根據(jù)金屬材料的種類和鍛造工藝要求，合理選擇加熱規(guī)范。采用適當(dāng)?shù)募訜嵩O(shè)備和加熱方法，確保加熱均勻，避免局部過熱。在加熱過程中，可以通過熱電偶等溫度測(cè)量裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，及時(shí)調(diào)整加熱參數(shù)。（2）過燒現(xiàn)象原因：當(dāng)加熱溫度接近金屬的熔點(diǎn)時(shí)，晶界處的低熔點(diǎn)物質(zhì)開始熔化，同時(shí)氧化性氣體侵入晶界，使晶界氧化，形成過燒。危害：過燒是一種嚴(yán)重的缺陷，會(huì)使金屬的晶粒間結(jié)合力完全破壞，導(dǎo)致金屬失去塑性，無法進(jìn)行鍛造加工，即使勉強(qiáng)加工也會(huì)使鍛件報(bào)廢。預(yù)防措施：嚴(yán)格控制加熱溫度，避免加熱溫度過高。在加熱爐中設(shè)置溫度上限報(bào)警裝置，當(dāng)溫度超過設(shè)定值時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)并停止加熱。加強(qiáng)對(duì)加熱過程的監(jiān)控和管理，防止誤操作。同時(shí)，要保證加熱爐內(nèi)的氣氛良好，減少氧化性氣體的含量，避免晶界氧化。3.簡(jiǎn)述塑料注射成型的工藝過程。答：塑料注射成型是一種常用的塑料成型方法，其工藝過程主要包括以下幾個(gè)階段：（1）塑化：將塑料原料加入到注射機(jī)的料斗中，在螺桿的旋轉(zhuǎn)和料筒加熱的作用下，塑料顆粒逐漸受熱軟化、熔融，成為具有良好流動(dòng)性的塑料熔體。在塑化過程中，要控制好料筒各段的溫度、螺桿的轉(zhuǎn)速和背壓等參數(shù)，以保證塑料熔體的均勻塑化和質(zhì)量穩(wěn)定。（2）注射：當(dāng)塑料熔體達(dá)到規(guī)定的塑化量后，注射機(jī)的螺桿在液壓系統(tǒng)的作用下向前推進(jìn)，將塑料熔體以一定的壓力和速度通過噴嘴注入到閉合的模具型腔中。注射壓力和注射速度是影響注射成型質(zhì)量的重要參數(shù)，需要根據(jù)塑件的形狀、尺寸、塑料的性能等因素進(jìn)行合理調(diào)整。（3）保壓：在塑料熔體充滿型腔后，螺桿繼續(xù)對(duì)熔體施加一定的壓力，使熔體在型腔中進(jìn)一步壓實(shí)，同時(shí)防止已進(jìn)入型腔的熔體倒流，以保證塑件的尺寸精度和密度。保壓時(shí)間和保壓壓力的大小也需要根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化。（4）冷卻：保壓結(jié)束后，模具內(nèi)的塑件需要進(jìn)行冷卻，使其固化定型。冷卻過程中，模具通過冷卻系統(tǒng)（如冷卻水通道）將熱量帶走，使塑件溫度降低。冷卻時(shí)間的長短直接影響塑件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，冷卻時(shí)間過短，塑件可能會(huì)因?yàn)槲赐耆袒a(chǎn)生變形、收縮等缺陷；冷卻時(shí)間過長，則會(huì)降低生產(chǎn)效率。（5）脫模：當(dāng)塑件冷卻到一定溫度，具有足夠的強(qiáng)度和剛度后，模具打開，通過脫模機(jī)構(gòu)將塑件從模具中脫出。脫模過程要平穩(wěn)，避免對(duì)塑件造成損傷。脫模后，還需要對(duì)塑件進(jìn)行后續(xù)處理，如去除飛邊、澆口等，以獲得符合要求的塑料制品。五、綜合分析題（共25分）某工廠要生產(chǎn)一批形狀復(fù)雜、精度要求較高的鋁合金零件，試分析選擇合適的成型方法，并說明理由。同時(shí)，闡述該成型方法的主要工藝過程和可能存在的問題及解決措施。答：（1）成型方法選擇對(duì)于形狀復(fù)雜、精度要求較高的鋁合金零件，合適的成型方法是熔模鑄造。理由：熔模鑄造具有以下優(yōu)點(diǎn)，非常適合該零件的生產(chǎn)。首先，它可以制造形狀極其復(fù)雜的零件，能夠精確地復(fù)制出模具的形狀，對(duì)于復(fù)雜的內(nèi)腔和外形都能很好地成型。其次，熔模鑄造的尺寸精度較高，表面質(zhì)量較好，能夠滿足零件精度要求較高的特點(diǎn)。此外，鋁合金的熔點(diǎn)相對(duì)較低，適合熔模鑄造的工藝要求。（2）主要工藝過程①蠟?zāi)Ｖ圃欤焊鶕?jù)零件的形狀和尺寸，制作母模。然后用母模制造壓型，將蠟料加熱熔化后，壓入壓型中，冷卻后取出，得到單個(gè)蠟?zāi)?。為了提高生產(chǎn)效率，通常將多個(gè)蠟?zāi)＝M合在一個(gè)澆注系統(tǒng)上，形成蠟?zāi)＝M。②型殼制造：將蠟?zāi)＝M浸入涂料中，使蠟?zāi)１砻婢鶆虻赝可弦粚油苛?，然后撒上一層耐火砂，再進(jìn)行干燥和硬化處理。重復(fù)這個(gè)過程多次，直到型殼達(dá)到足夠的厚度。型殼的強(qiáng)度和透氣性對(duì)鑄件質(zhì)量有重要影響。③脫蠟：將帶有型殼的蠟?zāi)＝M放入熱水或蒸汽中，使蠟料熔化并流出型殼，從而得到中空的型殼。脫蠟過程要確保蠟料完全脫出，避免殘留蠟料影響鑄件質(zhì)量。④焙燒：將脫蠟后的型殼放入焙燒爐中進(jìn)行高溫焙燒，以去除型殼中的水分、殘余蠟料和其他雜質(zhì)，同時(shí)提高型殼的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。焙燒