2025年鍛工考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.以下哪種金屬材料的鍛造溫度范圍最寬？A.低碳鋼（含碳量0.2%）B.高碳鋼（含碳量0.8%）C.鋁合金（5052系列）D.鈦合金（TC4）答案：A解析：低碳鋼因含碳量低，塑性好，始鍛溫度（約1200℃）與終鍛溫度（約800℃）差值大，溫度范圍寬；高碳鋼終鍛溫度需提高至850℃以上，范圍縮??；鋁合金和鈦合金因高溫氧化或相變敏感，溫度范圍更窄。2.自由鍛中，采用“摔子”工具的主要目的是？A.鐓粗坯料B.修整圓截面鍛件的形狀C.沖孔D.拔長(zhǎng)矩形截面答案：B解析：摔子是自由鍛中用于修整圓截面（如軸類）鍛件的工具，通過旋轉(zhuǎn)坯料使其表面光滑、形狀規(guī)整，屬于精整工序。3.鍛造過程中，金屬產(chǎn)生“熱脆”的主要原因是？A.硫元素與鐵形成低熔點(diǎn)共晶物（FeS-Fe）B.磷元素導(dǎo)致冷脆性增加C.加熱溫度超過固相線D.變形速度過快引起加工硬化答案：A解析：硫在鋼中與鐵形成FeS，其熔點(diǎn)約985℃，低于鋼的始鍛溫度（1150-1250℃），高溫下FeS分布于晶界，導(dǎo)致晶間斷裂，稱為熱脆。磷主要引起冷脆（低溫下塑性下降）。4.模鍛時(shí)，飛邊槽的主要作用不包括？A.容納多余金屬，保證鍛件成形B.增加金屬流動(dòng)阻力，促進(jìn)型腔填滿C.減少模具磨損D.改善鍛件力學(xué)性能答案：D解析：飛邊槽的作用是通過橋部阻力限制金屬外流，迫使金屬充滿型腔，同時(shí)容納多余金屬；但飛邊本身需后續(xù)切除，與力學(xué)性能無直接關(guān)聯(lián)。5.某鍛件材料為45鋼（含碳量0.45%），其終鍛溫度應(yīng)控制在？A.650-700℃B.750-800℃C.850-900℃D.950-1000℃答案：B解析：45鋼屬于中碳鋼，終鍛溫度需高于其再結(jié)晶溫度（約650℃），同時(shí)避免在奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變溫度（約727℃）以下鍛造，防止出現(xiàn)加工硬化和裂紋，通常控制在750-800℃。6.以下哪種鍛造設(shè)備適用于大型曲軸的模鍛生產(chǎn)？A.空氣錘B.蒸汽-空氣錘C.摩擦壓力機(jī)D.熱模鍛壓力機(jī)答案：D解析：熱模鍛壓力機(jī)具有行程固定、打擊力穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，適合大型復(fù)雜鍛件（如曲軸）的批量模鍛；空氣錘和蒸汽-空氣錘打擊力不精確，摩擦壓力機(jī)噸位較小，均不適用。7.鍛造前對(duì)高合金鋼坯料進(jìn)行預(yù)熱的主要目的是？A.減少表面氧化B.避免心部與表層溫差過大導(dǎo)致裂紋C.提高金屬塑性D.降低加熱爐能耗答案：B解析：高合金鋼（如不銹鋼、高速鋼）導(dǎo)熱性差，若直接高溫加熱，表層與心部溫差大，熱應(yīng)力易導(dǎo)致內(nèi)部裂紋；預(yù)熱（一般至600-800℃）可縮小內(nèi)外溫差，減少熱應(yīng)力。8.衡量金屬可鍛性的主要指標(biāo)是？A.強(qiáng)度和硬度B.塑性和變形抗力C.韌性和疲勞強(qiáng)度D.導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性答案：B解析：可鍛性指金屬在鍛造過程中承受塑性變形而不破壞的能力，由塑性（變形能力）和變形抗力（所需外力大?。┕餐瑳Q定。9.自由鍛拔長(zhǎng)時(shí)，若送進(jìn)量與坯料截面高度比（l/h）過大（＞0.5），可能導(dǎo)致？A.坯料中心產(chǎn)生橫向裂紋B.表面出現(xiàn)折疊C.端部凹陷D.鐓粗效果不佳答案：A解析：拔長(zhǎng)時(shí)l/h過大（送進(jìn)量過長(zhǎng)），金屬橫向流動(dòng)劇烈，中心部位受拉應(yīng)力，易產(chǎn)生橫向裂紋；l/h過?。ǎ?.3）則表面易折疊。10.以下哪種缺陷屬于鍛造加熱不當(dāng)引起的？A.縮孔B.折疊C.過燒D.白點(diǎn)答案：C解析：過燒是因加熱溫度過高或保溫時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致晶界氧化或熔化，屬于加熱缺陷；縮孔是鑄造缺陷，折疊是變形不當(dāng)引起，白點(diǎn)（氫脆）與冷卻過程中氫析出有關(guān)。11.模鍛件的分模面應(yīng)選擇在？A.鍛件最大截面處B.鍛件最小截面處C.鍛件中心對(duì)稱面D.任意位置均可答案：A解析：分模面選在最大截面處，便于鍛件從模具中取出；若選在非最大截面，可能導(dǎo)致無法脫?；蛟黾语w邊量。12.鍛造比（Y）的計(jì)算公式為？A.Y=鍛造前截面積/鍛造后截面積B.Y=鍛造后截面積/鍛造前截面積C.Y=鍛造前長(zhǎng)度/鍛造后長(zhǎng)度D.Y=鍛造后長(zhǎng)度/鍛造前長(zhǎng)度答案：A解析：鍛造比表示金屬變形程度，拔長(zhǎng)時(shí)Y=A0/A1（A0為原始截面積，A1為鍛造后截面積）；鐓粗時(shí)Y=H0/H1（H0為原始高度，H1為鍛造后高度）。13.鋁合金鍛造時(shí)，通常采用的加熱設(shè)備是？A.箱式電阻爐B.燃煤反射爐C.焦炭爐D.鹽浴爐答案：A解析：鋁合金易氧化、吸氣，需在氧化性弱、溫度控制精確的環(huán)境中加熱，箱式電阻爐滿足要求；燃煤反射爐和焦炭爐燃燒產(chǎn)物含硫、氮，易污染鋁坯；鹽浴爐雖控溫好，但鋁與鹽反應(yīng)劇烈，不適用。14.自由鍛沖孔時(shí)，若坯料厚度超過直徑的2.5倍，應(yīng)采用？A.單面沖孔法B.雙面沖孔法C.空心沖頭沖孔D.擴(kuò)孔法答案：B解析：坯料較厚（H/D＞2.5）時(shí)，單面沖孔易導(dǎo)致沖頭偏斜或坯料變形，需從兩面交替沖孔，直至穿透。15.以下哪種鍛造工藝可顯著提高鍛件的纖維組織致密性？A.反復(fù)鐓粗-拔長(zhǎng)B.單純拔長(zhǎng)C.單純鐓粗D.沖孔答案：A解析：反復(fù)鐓粗-拔長(zhǎng)（“鐓拔”工藝）可使金屬在多個(gè)方向變形，破碎粗大晶粒，細(xì)化組織，改善纖維分布，提高致密性；單純鐓粗或拔長(zhǎng)變形方向單一，效果有限。16.鍛造過程中，金屬的再結(jié)晶溫度約為其熔點(diǎn)（絕對(duì)溫度）的？A.0.2-0.3倍B.0.4-0.5倍C.0.6-0.7倍D.0.8-0.9倍答案：B解析：金屬再結(jié)晶溫度（T再）與熔點(diǎn)（T熔，K）的關(guān)系為T再≈0.4T熔（如鋼的熔點(diǎn)約1538℃=1811K，T再≈724℃），實(shí)際鍛造溫度需高于T再以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，避免加工硬化。17.以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致鍛件出現(xiàn)“晶粒粗大”缺陷？A.終鍛溫度過低B.始鍛溫度過高且保溫時(shí)間過長(zhǎng)C.變形速度過快D.冷卻速度過快答案：B解析：始鍛溫度過高或保溫時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使奧氏體晶粒粗大，若后續(xù)變形量不足，無法破碎晶粒，導(dǎo)致鍛后晶粒粗大；終鍛溫度過低會(huì)引起加工硬化，變形速度過快可能導(dǎo)致局部過熱，冷卻過快易產(chǎn)生裂紋。18.精密模鍛與普通模鍛的主要區(qū)別是？A.采用更高的鍛造溫度B.模具精度更高，可直接獲得接近成品的尺寸C.僅適用于有色金屬D.無需加熱答案：B解析：精密模鍛通過高精度模具、嚴(yán)格的溫度控制和少無飛邊技術(shù)，使鍛件尺寸接近最終產(chǎn)品，減少機(jī)械加工；普通模鍛需留較大加工余量。19.鍛造時(shí)，若坯料表面出現(xiàn)“氧化皮”，會(huì)導(dǎo)致？A.提高金屬塑性B.減少模具磨損C.鍛件表面產(chǎn)生壓痕或凹坑D.改善鍛件表面質(zhì)量答案：C解析：氧化皮（Fe3O4、Fe2O3）硬度高，鍛造時(shí)若未清除，會(huì)被壓入鍛件表面，形成壓痕或凹坑，降低表面質(zhì)量；同時(shí)增加模具磨損。20.以下哪種材料的鍛造需要采用“等溫鍛造”工藝？A.低碳鋼B.鋁合金（6061）C.鈦合金（TC11）D.銅合金（H62）答案：C解析：鈦合金變形抗力大、塑性對(duì)溫度敏感，等溫鍛造通過將模具與坯料加熱至相同溫度（約900℃），減少溫降，降低變形抗力，保證成形質(zhì)量；其他材料塑性較好，無需等溫工藝。二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.鍛造可以消除鑄錠中的縮松、氣孔等缺陷，提高材料致密度。（）答案：√2.自由鍛適用于單件、小批量生產(chǎn)，模鍛適用于大批量生產(chǎn)。（）答案：√3.金屬的可鍛性隨變形速度的增加一定提高。（）答案：×（變形速度過快時(shí)，金屬來不及回復(fù)再結(jié)晶，變形抗力增加，塑性可能下降）4.始鍛溫度越高，金屬塑性越好，因此應(yīng)盡可能提高始鍛溫度。（）答案：×（始鍛溫度過高會(huì)導(dǎo)致過燒或嚴(yán)重氧化）5.鍛件的纖維組織（流線）方向應(yīng)與最大工作應(yīng)力方向垂直，以提高承載能力。（）答案：×（應(yīng)使流線與拉應(yīng)力方向一致，與切應(yīng)力方向垂直）6.空氣錘的噸位（落下部分質(zhì)量）越大，打擊力越強(qiáng)，適合鍛造大型鍛件。（）答案：×（空氣錘噸位一般為50-1000kg，適合中小型鍛件；大型鍛件需蒸汽-空氣錘或壓力機(jī)）7.鍛造后采用空冷（正火）可細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度和硬度；爐冷（退火）可降低硬度，改善切削性能。（）答案：√8.模鍛時(shí)，飛邊的存在會(huì)增加材料消耗，因此應(yīng)盡量減少飛邊槽尺寸。（）答案：×（飛邊槽過小會(huì)導(dǎo)致金屬無法充滿型腔，需合理設(shè)計(jì)）9.高合金鋼（如1Cr18Ni9Ti）鍛造時(shí)，應(yīng)采用較慢的加熱速度和較小的變形量，避免裂紋。（）答案：√10.鍛件的圓角半徑越大，越容易成形，但會(huì)增加機(jī)械加工余量。（）答案：√（圓角半徑小易引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致折疊；大圓角利于成形，但需留更多加工量）三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述影響金屬可鍛性的主要因素及改善措施。答案：影響因素：（1）材料因素：①化學(xué)成分：純金屬可鍛性＞合金（合金元素越多，塑性越差）；低碳鋼＞高碳鋼＞鑄鐵（鑄鐵不可鍛）。②組織狀態(tài)：?jiǎn)蜗嘟M織（如奧氏體）可鍛性＞多相組織；細(xì)晶粒組織＞粗晶粒組織（晶粒越細(xì)，塑性越好）。（2）加工條件：①溫度：提高溫度（至再結(jié)晶溫度以上）可降低變形抗力，提高塑性（但需避免過燒）。②變形速度：低速變形時(shí)，回復(fù)再結(jié)晶充分，塑性好；高速變形時(shí)（如錘鍛），熱效應(yīng)使溫度升高，可能改善塑性（但超過臨界速度后，塑性下降）。③應(yīng)力狀態(tài)：壓應(yīng)力越多（如擠壓），塑性越好；拉應(yīng)力易引發(fā)裂紋（如拉伸）。改善措施：①選擇合適的鍛造溫度（始鍛、終鍛溫度）；②控制變形速度（如采用壓力機(jī)代替鍛錘）；③優(yōu)化應(yīng)力狀態(tài)（如采用閉式模鍛增加壓應(yīng)力）；④對(duì)高合金鋼進(jìn)行預(yù)熱處理（如球化退火細(xì)化組織）。2.自由鍛與模鍛的主要區(qū)別有哪些？答案：（1）模具：自由鍛無專用模具，靠通用工具（如砧塊、沖頭）成形；模鍛使用專用鍛模（由上模、下模組成），型腔決定鍛件形狀。（2）尺寸精度：自由鍛精度低（公差±2-5mm），需大量機(jī)械加工；模鍛精度高（公差±0.5-2mm），加工余量小。（3）生產(chǎn)效率：自由鍛生產(chǎn)率低（依賴工人操作）；模鍛生產(chǎn)率高（適合批量生產(chǎn)）。（4）適用范圍：自由鍛適用于單件、小批量大型鍛件（如曲軸、軋輥）；模鍛適用于中、小型鍛件的大批量生產(chǎn)（如汽車齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿）。（5）成本：自由鍛設(shè)備和模具成本低；模鍛模具費(fèi)用高（尤其復(fù)雜鍛件），但批量生產(chǎn)時(shí)單件成本低。3.簡(jiǎn)述鍛造加熱過程中“過熱”與“過燒”的區(qū)別及預(yù)防措施。答案：區(qū)別：（1）過熱：加熱溫度過高或保溫時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致奧氏體晶粒粗大（晶界未熔化），鍛后晶粒無法細(xì)化，力學(xué)性能（尤其是沖擊韌性）下降。（2）過燒：加熱溫度超過固相線，晶界處低熔點(diǎn)物質(zhì)（如FeS-Fe共晶）熔化，晶界氧化，鍛時(shí)晶間斷裂，無法修復(fù)（只能報(bào)廢）。預(yù)防措施：（1）嚴(yán)格控制加熱溫度（不超過始鍛溫度上限）；（2）縮短高溫保溫時(shí)間（尤其對(duì)導(dǎo)熱性差的高合金鋼）；（3）采用控溫精度高的加熱設(shè)備（如電阻爐）；（4）加熱前檢查坯料成分（避免低熔點(diǎn)雜質(zhì)超標(biāo)）。4.分析鍛件中“折疊”缺陷的產(chǎn)生原因及防止措施。答案：產(chǎn)生原因：（1）變形過程中，金屬局部流動(dòng)過快，表層金屬重疊并被壓入內(nèi)部（如拔長(zhǎng)時(shí)送進(jìn)量過小，l/h＜0.3，導(dǎo)致表面金屬向兩側(cè)翻折）；（2）模具設(shè)計(jì)不合理（如模鍛時(shí)圓角半徑過小，金屬流動(dòng)受阻產(chǎn)生折皺）；（3）坯料形狀與鍛件不匹配（如鐓粗時(shí)坯料高度與直徑比過大，導(dǎo)致失穩(wěn)彎曲后壓合）。防止措施：（1）控制變形參數(shù)（拔長(zhǎng)時(shí)l/h=0.3-0.5，鐓粗時(shí)H/D=2.5-3）；（2）優(yōu)化模具設(shè)計(jì)（增大圓角半徑，設(shè)置合理的過渡斜度）；（3）預(yù)成形（如采用制坯工步使坯料形狀接近鍛件）；（4）提高操作精度（避免局部變形不均）。5.簡(jiǎn)述鍛造后冷卻方式的選擇原則及常用方法。答案：選擇原則：根據(jù)材料的化學(xué)成分、鍛件尺寸和形狀，控制冷卻速度，避免因冷卻過快產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、裂紋或組織缺陷（如馬氏體）。常用方法：（1）空冷：在空氣中自然冷卻，冷卻速度較快，適用于低碳鋼、低合金鋼中小型鍛件（如20鋼、45鋼）。（2）坑冷：放入填有砂子、石灰或爐渣的坑中緩慢冷卻，冷卻速度中等，適用于中碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼（如40Cr、35CrMo）大型鍛件。（3）爐冷：隨加熱爐緩慢冷卻（50-100℃/h），冷卻速度最慢，適用于高合金鋼（如高速鋼、不銹鋼）、大型或復(fù)雜鍛件（防止應(yīng)力裂紋）。（4）噴霧冷卻：強(qiáng)制風(fēng)冷或噴霧，用于需要控制組織（如貝氏體）的特殊鋼種，但需嚴(yán)格控制冷卻速率。四、綜合題（每題15分，共30分）1.某企業(yè)需生產(chǎn)一批汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿（材料為40Cr，尺寸：長(zhǎng)250mm，大端直徑φ60mm，小端直徑φ40mm，桿部截面20mm×30mm），要求制定其鍛造工藝路線，并說明關(guān)鍵工序的技術(shù)要點(diǎn)。答案：工藝路線：下料→加熱→制坯→模鍛→切邊→校正→冷卻→熱處理→檢驗(yàn)關(guān)鍵工序技術(shù)要點(diǎn)：（1）下料：采用鋸床或剪切機(jī)，坯料尺寸根據(jù)體積計(jì)算（考慮飛邊和燒損），長(zhǎng)度L=（體積/桿部截面積）×1.05（燒損率5%），直徑φ=√（4×體積/π/L），確保坯料體積準(zhǔn)確（誤差≤3%）。（2）加熱：采用箱式電阻爐，始鍛溫度1150-1200℃（40Cr為合金結(jié)構(gòu)鋼，導(dǎo)熱性較碳鋼差），預(yù)熱至600℃后再升至始鍛溫度（避免心部與表層溫差過大），保溫時(shí)間按1.5-2min/mm（坯料直徑）計(jì)算，防止過熱。（3）制坯：使用制坯模（包括拔長(zhǎng)模、滾壓模），將坯料預(yù)成形為接近連桿形狀（大端粗、小端細(xì)，桿部截面過渡平緩），減少模鍛時(shí)金屬流動(dòng)阻力，避免折疊。（4）模鍛：采用熱模鍛壓力機(jī)，模具預(yù)熱至200-300℃（防止激冷導(dǎo)致裂紋），打擊力控制在8000-10000kN（根據(jù)投影面積計(jì)算），確保金屬充滿型腔（尤其連桿小端和桿部），飛邊厚度控制在1-2mm（過厚浪費(fèi)材料，過薄易充不滿）。（5）切邊：使用切邊壓力機(jī)，模具刃口鋒利（間隙0.1-0.2mm），切邊溫度≥600℃（高溫下切邊力小，斷面整齊），避免冷切導(dǎo)致毛刺或裂紋。（6）校正：在壓力機(jī)上用校正模對(duì)連桿長(zhǎng)度、大/小端直徑進(jìn)行精整，公差控制在±0.5mm以內(nèi)，確保后續(xù)機(jī)加工定位準(zhǔn)確。（7）冷卻：采用坑冷（砂坑），冷卻速度≤100℃/h，避免40Cr因冷卻過快產(chǎn)生馬氏體組織（硬度高、易裂）。（8）熱處理：正火（850-870℃空冷）細(xì)化晶粒，消除鍛造應(yīng)力；回火（550-600℃）調(diào)整硬度（HRC25-30），改善切削性能。2.某鍛件（材料為20CrM