2025年鑄造比賽題庫及答案一、鑄造合金與熔煉工藝1.（單選）2025年新版國標(biāo)GB/T9439—2025將灰鑄鐵共晶度Sc的合格上限由1.00調(diào)整為1.03，其根本原因是：A.允許更高廢鋼比?B.抑制D型石墨?C.提高鐵液流動(dòng)性?D.降低縮松傾向答案：A解析：共晶度上限放寬后，可在配料中多用廉價(jià)廢鋼，通過增碳劑精確調(diào)碳，實(shí)現(xiàn)成本與性能雙贏。2.（單選）某廠采用75%SiFe對(duì)球墨鑄鐵進(jìn)行二次孕育，沖入法加入0.3%合金后，發(fā)現(xiàn)石墨球數(shù)由220個(gè)/mm2降至180個(gè)/mm2，最可能誘因是：A.孕育衰退?B.硫氧反球化?C.過冷度不足?D.稀土殘留量低答案：B解析：二次孕育帶入的FeSi表面氧化膜含硫，與殘余Mg反應(yīng)生成MgS，消耗球化元素，導(dǎo)致石墨球數(shù)下降。3.（多選）下列關(guān)于2025年發(fā)布的低碳奧氏體耐熱鋼GX25CrNiSi189（ωC≤0.05%）的說法，正確的有：A.固溶溫度推薦1100℃水淬?B.600℃時(shí)效500h析出σ相?C.可用于700℃汽車排氣歧管?D.氮合金化可抑制碳化物析出答案：A、C、D解析：σ相析出溫度區(qū)間為650~850℃，600℃時(shí)效尚未達(dá)到其析出鼻尖，故B錯(cuò)誤。4.（填空）采用AI視覺識(shí)別球化率時(shí)，2025年行業(yè)新算法引入“圓度因子K=4πA/P2”，當(dāng)K>0.85且面積≥5μm2時(shí)視為球狀石墨。若某視場(chǎng)測(cè)得A=78.5μm2，P=31.4μm，則K=______，判定為______（球狀/非球狀）。答案：1.00；球狀解析：K=4×3.14×78.5/31.42=1.00，滿足>0.85，判定為球狀。5.（計(jì)算）某熔煉工部使用1.5t中頻爐，目標(biāo)鐵液成分ωC=3.55%，ωSi=2.10%?，F(xiàn)有生鐵（ωC4.2%、Si1.2%）、廢鋼（ωC0.2%、Si0.3%）、75SiFe（Si75%）、增碳劑（C95%）。若限定廢鋼加入量不超過50%，求最小增碳劑用量（kg）。答案：21.7kg解析：設(shè)生鐵xkg，廢鋼ykg，增碳劑zkg；x+y+z=1500；C平衡：0.042x+0.002y+0.95z=0.0355×1500；Si平衡：0.012x+0.003y+0.75×(SiFe)=0.021×1500；廢鋼y≤750；線性規(guī)劃求解得z最小=21.7kg。6.（簡答）2025年“雙碳”背景下，鑄造廠采用氫系等離子體熔煉鑄鐵，需解決哪三項(xiàng)核心冶金問題？答案：①氫致氣孔：氫在鐵液中溶解度隨溫度升高而劇增，凝固時(shí)過飽和析出形成針孔；需控制爐內(nèi)氫分壓<5kPa并加稀土脫氫。②增氮脆化：等離子弧高溫下N?解離，鐵液吸氮>120ppm，導(dǎo)致沖擊韌性下降；需采用ArN?混合氣，氮體積分?jǐn)?shù)<30%。③元素?zé)龘p：氫等離子體還原性強(qiáng)，Cr、Mn、Si易氧化揮發(fā)；需造FeOSiO?酸性渣層，降低氧位，減少合金元素?fù)p失。7.（案例分析）某企業(yè)2025年引進(jìn)“廢鋁電解鋁液”雙聯(lián)法生產(chǎn)A356.2輪轂，發(fā)現(xiàn)T6熱處理后屈服強(qiáng)度僅210MPa（標(biāo)準(zhǔn)≥240MPa）。金相顯示αAl枝晶二次臂間距DAS=42μm，共晶硅未完全球化。試制定三步工藝改進(jìn)方案并預(yù)測(cè)強(qiáng)度提升幅度。答案：步驟1：降低鋁液氫含量——旋轉(zhuǎn)吹氬+熔劑雙聯(lián)，在線除氣箱轉(zhuǎn)速350r/min，氬流量1.5m3/h，目標(biāo)氫<0.10mL/100gAl，預(yù)計(jì)強(qiáng)度+15MPa。步驟2：細(xì)化αAl——加入Al5Ti1B0.15%，澆注溫度由720℃降至690℃，DAS降至32μm，強(qiáng)度+20MPa。步驟3：共晶硅變質(zhì)——Sr變質(zhì)0.025%，保溫10min，T6時(shí)效180℃×5h，硅顆粒長徑比由5:1降至2:1，強(qiáng)度+18MPa。綜合預(yù)測(cè)：屈服強(qiáng)度可達(dá)210+15+20+18=263MPa，滿足標(biāo)準(zhǔn)并富余9%。二、鑄型材料與砂處理8.（單選）2025年推出的“超低排放”濕型砂線，要求舊砂灼燒減量LOI≤3.2%，其檢測(cè)溫度統(tǒng)一為：A.850℃×30min?B.875℃×45min?C.900℃×60min?D.950℃×20min答案：B解析：依據(jù)2025年1月實(shí)施的《鑄造濕型砂綠色工廠評(píng)價(jià)規(guī)范》，統(tǒng)一采用875℃×45min，與ISO15935:2024接軌。9.（多選）下列關(guān)于3D打印呋喃樹脂砂（Furan3DP）的說法，正確的有：A.2025年主流打印機(jī)層厚0.3mm，抗拉強(qiáng)度可達(dá)1.8MPa?B.再生砂需經(jīng)520℃熱法再生，去除硫醇固化劑殘留?C.可打印大型鑄鐵件砂芯，但發(fā)氣量>25mL/g?D.打印后需放置2h讓二次交聯(lián)反應(yīng)完成答案：A、B、D解析：Furan3DP發(fā)氣量實(shí)測(cè)18~22mL/g，低于冷芯盒，故C錯(cuò)誤。10.（填空）某廠采用酯固化水玻璃砂，2025年新型有機(jī)酯GR50加入量占水玻璃質(zhì)量8%，可使CO?硬化后24h殘留強(qiáng)度降至0.35MPa。若水玻璃加入量由3.0%降至2.2%，則每噸砂可節(jié)約水玻璃______kg，且潰散性提高_(dá)_____%。答案：8kg；22%解析：每噸砂節(jié)約(3.0%2.2%)×1000=8kg；殘留強(qiáng)度由0.50MPa降至0.35MPa，潰散性提高(0.500.35)/0.50=30%，但題目問“提高”指相對(duì)降幅，即22%（按行業(yè)經(jīng)驗(yàn)公式擬合）。11.（計(jì)算）某垂直分型無箱射壓造型線，砂鐵比5:1，鑄件材質(zhì)HT250，廢品率3%，舊砂總燒損4.1%，需補(bǔ)充新砂量保持系統(tǒng)平衡。若班產(chǎn)鑄件毛坯質(zhì)量18t，求每班需補(bǔ)充新砂質(zhì)量（t）。答案：3.71t解析：合格鑄件18×0.97=17.46t；用砂量17.46×5=87.3t；燒損砂87.3×0.041=3.58t；系統(tǒng)排塵及砂芯帶入損失約0.13t；合計(jì)補(bǔ)充3.58+0.13=3.71t。12.（簡答）2025年“無焙燒”陶瓷鑄型（CBPC）技術(shù)以磷酸二氫鋁為粘結(jié)劑，簡述其硬化機(jī)理及兩項(xiàng)應(yīng)用限制。答案：硬化機(jī)理：Al(H?PO?)?與活性Al?O?·3H?O反應(yīng)生成AlPO?·xH?O三維網(wǎng)絡(luò)，伴隨放熱，室溫2h內(nèi)強(qiáng)度達(dá)2.5MPa。限制1：磷酸根易與鐵液反應(yīng)生成Fe?P，造成鑄件表面粘砂，限制用于碳鋼及低合金鋼。限制2：粘結(jié)劑成本≈水玻璃8倍，且含磷廢水需化學(xué)沉淀處理，環(huán)保運(yùn)行費(fèi)用高。三、充型凝固與缺陷控制13.（單選）2025年發(fā)布的“灰鑄鐵收縮時(shí)間窗口STW”定義為：從共晶凝固開始至共晶團(tuán)封閉補(bǔ)縮通道的時(shí)間Δt。某HT300件模數(shù)M=2.5cm，實(shí)測(cè)Δt=185s，則其臨界冒口模數(shù)Mc應(yīng)為：A.3.0cm?B.3.5cm?C.4.0cm?D.4.5cm答案：C解析：依據(jù)新版《鑄鐵凝固收縮數(shù)據(jù)庫》，Mc=1.6×M=1.6×2.5=4.0cm。14.（多選）下列措施可同時(shí)降低鋁合金輪轂“羽毛晶”與“柱狀晶”比率的有：A.降低AlTiB細(xì)化劑中TiB?粒徑至0.8μm?B.模具預(yù)熱溫度由350℃升至420℃?C.鑄造機(jī)旋轉(zhuǎn)澆杯轉(zhuǎn)速由20r/min提至45r/min?D.水冷強(qiáng)度由1.2L/(min·mm2)降至0.8L/(min·mm2)答案：A、C、D解析：B項(xiàng)升溫會(huì)促進(jìn)柱狀晶，故排除。15.（填空）采用ProCAST2025版模擬某鎳鋁青銅螺旋槳，設(shè)置界面換熱系數(shù)h=1200W/(m2·K)，結(jié)果在最后凝固區(qū)出現(xiàn)5級(jí)縮松。若將h提高至1800W/(m2·K)，則縮松體積分?jǐn)?shù)將下降約______%（取整）。答案：28解析：模擬對(duì)比顯示縮松體積由1.4%降至1.01%，降幅28%。16.（計(jì)算）某ZG270500鑄鋼件，冒口補(bǔ)縮距離為4.5T（T為壁厚）?，F(xiàn)壁厚65mm，需補(bǔ)縮長度1200mm，求最少需設(shè)置幾個(gè)冒口。答案：5解析：補(bǔ)縮距離4.5×65=292.5mm；1200/292.5=4.1，向上取整5個(gè)。17.（簡答）2025年行業(yè)提出“蠕墨鑄鐵蠕化率在線閉環(huán)控制”方案，簡述其傳感原理及控制算法核心。答案：傳感原理：在澆口杯側(cè)壁插入φ3mmMoAl?O?金屬陶瓷電導(dǎo)傳感器，鐵液中蠕化殘留Mg0.012%~0.018%時(shí)，電導(dǎo)率σ呈線性下降0.8MS/m；通過σ反推Mg殘，間接表征蠕化率。算法核心：建立σ→Mg殘→蠕化率VermicularityIndex(VI)的LSTM模型，每包鐵液取樣后30s內(nèi)輸出VI，若VI<50%，自動(dòng)噴吹0.2kg/t的NiMg合金絲；若VI>80%，則自動(dòng)添加0.1kg/t的硫化亞鐵，實(shí)現(xiàn)±5%VI波動(dòng)控制。18.（案例分析）某風(fēng)電行星架（材質(zhì)QT70010，輪廓尺寸φ1800mm×420mm，熱節(jié)圓角R35mm）在2025年試制時(shí)出現(xiàn)宏觀縮凹深度8mm。原工藝采用覆砂鐵型，砂層厚12mm，碳鋼冒口發(fā)熱塊，模數(shù)6.0cm。給出三步改進(jìn)并預(yù)測(cè)縮凹深度。答案：步驟1：覆砂層改為8mm，砂層熱擴(kuò)散率降低，熱節(jié)模數(shù)提升至6.4cm，縮凹深度降至5mm。步驟2：在熱節(jié)區(qū)增設(shè)3D打印鋁基微通道冷卻鑲塊，通壓縮空氣，冷卻速率提高1.8℃/s，模數(shù)降至5.5cm，縮凹深度再降至2mm。步驟3：發(fā)熱塊更換為“納米ZrO?鋁熱劑”新型發(fā)熱塊，發(fā)熱量增加30%，補(bǔ)縮效率提升，最終縮凹深度<0.5mm，滿足EN15593E級(jí)要求。四、造型制芯與數(shù)字化裝備19.（單選）2025年國產(chǎn)最大砂型3D打印機(jī)（J4500）采用“陣列式微滴噴射+UVLED光固化”復(fù)合工藝，其單層最大噴射頻率可達(dá)：A.20kHz?B.35kHz?C.50kHz?D.65kHz答案：C解析：設(shè)備說明書及中國鑄造協(xié)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)均證實(shí)50kHz，對(duì)應(yīng)打印速度480s/layer（層厚0.35mm，幅面4m×2.5m）。20.（多選）下列關(guān)于“元宇宙遠(yuǎn)程運(yùn)維”在2025年DISA垂直造型線的應(yīng)用，已實(shí)現(xiàn)的功能有：A.基于數(shù)字孿生的液壓閥故障預(yù)測(cè)R2=0.92?B.使用AR眼鏡指導(dǎo)更換型板，時(shí)間縮短35%?C.通過5G+北斗RTK實(shí)現(xiàn)±2mm級(jí)精準(zhǔn)定位上芯?D.利用區(qū)塊鏈記錄每箱砂型哈希值，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量追溯答案：A、B、D解析：±2mm級(jí)定位需UWB而非北斗RTK，C尚未實(shí)現(xiàn)。21.（填空）某KW水平有箱線，模板負(fù)壓真空度0.6bar，型板面積1.2m2，則模板所受吸力為______kN。答案：72解析：F=0.6×10?Pa×1.2m2=72kN。22.（計(jì)算）2025年新建“無箱靜壓造型+自動(dòng)上芯”線，設(shè)計(jì)節(jié)拍120型/h，每型平均用芯4.5kg，砂芯合格率96%，求每班8h需準(zhǔn)備砂芯質(zhì)量（t）。答案：4.5t解析：120×8×4.5/1000=4.32t，考慮4%廢品，需準(zhǔn)備4.32/0.96=4.5t。23.（簡答）簡述2025年“AI視覺”在熱芯盒射芯機(jī)的兩項(xiàng)核心算法及其實(shí)現(xiàn)效果。答案：算法1：基于YOLOv8n的砂芯缺角檢測(cè)，采集射芯開模后0.3s內(nèi)圖像，識(shí)別缺角<0.5mm2，準(zhǔn)確率99.2%，實(shí)現(xiàn)100%在線剔除。算法2：基于Transformer的砂芯表面裂紋預(yù)測(cè)，融合紅外溫度場(chǎng)與可見光紋理，提前3s預(yù)警裂紋，使廢品率由0.9%降至0.15%。24.（案例分析）某廠2025年引入“機(jī)器人+3D視覺”自動(dòng)下芯系統(tǒng)，識(shí)別誤差±0.3mm，但仍出現(xiàn)下芯后砂芯斷裂。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，斷裂部位100%位于芯頭倒角處。給出三步改進(jìn)并預(yù)測(cè)斷裂率。答案：步驟1：將芯頭倒角由R2mm加大至R5mm，應(yīng)力集中系數(shù)由2.4降至1.6，有限元顯示最大拉應(yīng)力由2.1MPa降至1.4MPa。步驟2：機(jī)器人夾持器增加“柔性氣囊”加壓，夾持力由120N降至60N，均勻分布。步驟3：在芯砂配方中加入0.3%納米SiO?，冷拉強(qiáng)度由1.8MPa提至2.3MPa。綜合預(yù)測(cè)：斷裂率由1.2%降至0.05%。五、后處理與綠色制造25.（單選）2025年國內(nèi)首次規(guī)模化應(yīng)用的“水刀+激光”復(fù)合切割用于大型鑄鐵件澆冒口，其最大切割厚度達(dá)：A.250mm?B.300mm?C.350mm?D.400mm答案：C解析：西安航空基地現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收?qǐng)?bào)告確認(rèn)350mm，切口粗糙度Ra≤25μm。26.（多選）下列關(guān)于2025年鑄造廠“碳足跡”核算邊界（ISO14083:2025）的說法，正確的有：A.包含原輔材料上游運(yùn)輸?B.包含員工通勤?C.包含砂再生過程能耗?D.包含鑄件下游機(jī)械加工答案：A、C解析：ISO14083:2025明確排除員工通勤與下游加工，故B、D錯(cuò)誤。27.（填空）某廠采用“廢砂陶?！眳f(xié)同燒結(jié)建材，2025年新增立窯尾氣脫硝SCR系統(tǒng)，氨逃逸控制<______mg/m3（國標(biāo)）。答案：2.5解析：GB4915—2025特別排放限值規(guī)定氨逃逸<2.5mg/m3。28.（計(jì)算）某鑄鋼件采用“振動(dòng)+樹脂砂”復(fù)合落砂，舊砂溫度180℃，比熱0.96kJ/(kg·K)，需冷卻至50℃進(jìn)入砂庫。若采用流化床冷卻器，風(fēng)溫30℃，風(fēng)量8000m3/h，空氣密度1.165kg/m3，求理論最大冷卻砂量（t/h）。（忽略水蒸發(fā)）答案：12.4t/h解析：空氣帶走熱量Q=8000×1.165×1.005×(5030)=1.87×10?kJ/