铸造技师理论考试试题

一、判断题（对画√，错画×）

1、金属的流动性是熔融金属固有的特性。（√）

2、金属的流动性仅与金属的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关。（√）

3、铸铁中提高流动性的元素为Mn 、Cr ；降低流动性的元素有P 、Si 、Cu 、Ni 等。（×）

4、稀土镁有脱硫、去气和排除杂质净化铁液的作用，因此在任何情况下球墨铸铁比灰铸铁的流动性要好（×）

5、铸钢的浇注温度高，因此铸钢的流动性比灰铸铁要好。（×）

6、固态收缩阶段是铸件产生应力和变形的根本原因。（√）

7、当合金从t 液冷却到t 固所产生的体收缩称为凝固体收缩，其收缩

只与状态改变有关。（×）

8、当合金从t 固冷却到t 室所产生的收缩，称为固态收缩，其收缩表

现为铸件的各个方向上线尺寸的缩小，所以固态收缩一般采用线收缩率表示。（√）

9、合金的固态收缩率（εV 固）与线收缩率（εL ）之间有着一定的关

系，即3εV 固≈εL 。（×）

10、在浇注温度和铸型工艺因素等条件正常的情况下，铸型的形状越复杂，壁厚越薄，则对液态金属的流动阻力越大，流动系数μ值越小。（√）

11、铸型对液态金属流动的影响，主要是：铸型的型腔特点、铸型的

导热能力、铸型中的气体及铸型温度等。（√）

12、铸件的模数M 越大，充型能力就越差。（×）

13、按内浇道在铸件上的位臵可分为中柱式、顶注式、底注式、分层注入式和阶梯式等。（×）

14、铸件的凝固方式一般分为三种类型，即逐层凝固方式、体积凝固方式和中间凝固方式。（√）

15、凝固区域宽度可以根据凝固动态曲线上的“液相边界”与“固相边界”之间的横向距离直接进行判断。（×）

16、在实际生产中，铸件的收缩受到外界阻力的影响，对同一合金而言，受阻收缩率大于自由收缩率。（×）

17、铸造应力按期产生的原因分为三种：热应力、相变应力和收缩应力。（√）

18、由于收缩应力是在弹性状态下产生的，当形成应力的原因消除后，应力也随之消失，所以收缩应力是一种临时应力。（√）

19、冷铁除起配合冒口的作用外，还可以加速铸件某些部位的冷却速度，以达到细化组织、提高铸件表面硬度和耐磨性的目的。（√）

20、铸造工艺图示铸造生产所特有的图样，是铸造工艺设计最根本的指导性文件，是设计和编制其它技术文件的基本依据。（√）

二、选择题（将正确答案的序号填入括号内）

1、金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确铸件的能力称为（ A ）。

A 、充型能力 B、流动性 C、成型性 D、充满性

2、半封闭式浇注系统是（ C ）

A、A 直＞A 横＞A 内 B、A 直＜A 横＜A 内

C、A 横＞A 直＞A 内 D、A 横＜A 直＜A 内

3、从工艺上采取各种措施，使铸件上远离冒口或浇道的部分到冒口或浇道之间建立一个递增的温度梯度，这个原则叫（ C ）。

A、逐层凝固原则 B、同时凝固原则

C、顺序凝固原则 D、中间凝固原则

4、从工艺上采取各种措施，使铸件上各部分之间没有温差或温差很小，这个原则叫（ B ）。

A、逐层凝固原则 B、同时凝固原则

C、顺序凝固原则 D、中间凝固原则

5、在铸件末端区放臵冷铁，能适当延长（ B或C ）长度。

A、冒口区 B、冒口有效补缩距离

C、末端区 D、冒口区和末端区

6、共晶成分合金，由于在等温下结晶，铸件倾向于（ B ）而形成收缩。

A、体积凝固方式 B、逐层凝固方式

C、中间凝固方式 D、顺序凝固方式

7、铸件中产生缩孔的基本原因，是合金的液态收缩和凝固收缩值（ A ）固态收缩值。

A、大于 B、等于 C、小于 D等于或小于

8、对于球墨铸铁，碳当量的质量分数为（ D ），充分孕育，增加铸

型刚度，创造同时凝条件，即可实现无冒口铸造，又可获得完好致密的铸件。

A、＜3.7% B、＜3.8% C、＜3.9% D、≥3.9%

9、当总应力值超过合金的（ A ）时，铸件经产生裂纹。

A、强度极限 B、疲劳极限 C、屈服极限 D、弯曲极限

10、冒口的设臵应符合（ C ）的原则（除球墨铸铁自补缩冒口外），以防止产生缩孔和缩松。

A、逐层凝固 B、同时凝固 C、顺序凝固 D、糊状凝固

11、由于（ B ）要和铸件溶解在一起，因此要求它的材质和铸件材质相同和相适应。

A、外冷铁 B、内冷铁 C、暗冷铁 D、明冷铁

12、在水玻璃砂中，水玻璃的模数过低或过高都不能满足生产要求，一般须将模数调整到（ B ）。

A、M=1～2 B、M=2～3 C、M=3～4 D、M=4～5

13、当地坑造型时，为使较高大的铸型便于烘干和排气顺畅，要在模样四周（ C ）mm 处，做出φ20～φ25mm 的出气孔。

A、30～50 B、50～100 C、100～150 D、150～200

14、在压实在型过程中，影响砂型紧实度高低的主要因素是（ B ）。

A、压头形状 B、压实比压 C、砂箱高低 D、原砂形状

15、在砂芯生产批量大、几何形状复杂、尺寸精度要求高的情况下，应采用（ C ）为宜。

A、普通芯盒射芯制芯 B、自硬砂制芯

C 、热芯盒或冷芯盒树脂砂芯 D、手工制芯

16、小批量单件生产的灰铸铁铸件，在干、湿型的条件下，铸件的尺寸公差等级为CT （ D ）级。

A、1～3 B、4～8 C、9～12 D、13～15

17、在熔炼铸造铝合金时，常用的精炼剂有（ A ）。

A、C 2Cl 6 B、ωNaF 67%+ωNaCl 33%

C 、ωNaF 33%+ωNaCl 67% D 、ωNaF 25%+ωNaCl662%+ωKCl 13%

18、防止侵入性气孔的主要方法是（ C ）。

A、降低浇注温度 B、降低有效压力头

C、降低砂型界面气压 D、减慢浇注速度

19、下列选项中，不属于铸件质量标准的是（ A ）。

A、ISO9001：2008质量管理体系标准 B、铸件材质标准

C、铸件精度标准 D、铸件表面及内部缺陷修复标准

20、我国车间空气中常见的生产性粉尘，含有10%以上游离二氧化硅粉尘，最高容许浓度为（ B ）mg/m3。

A、1 B、2 C、3 D、4

三、问答题：

1、为防止熔模铸件化学粘砂，应采取哪些措施防止？

答：应采取如下措施防止熔模铸件化学粘砂：（1）根据浇注金属正确选择型壳耐火材料，如锰钢和高和金钢铸件时，型壳面层应选用中性耐火材料（如电容刚玉）等。（2）面层耐火材料要纯净，有害杂质不能超过允许范围。（3）浇注时要尽量避免氧化并充分脱氧，去除金属

液中的氧化物。（4）在可能条件下适当降低金属液浇注温度。（5）改善型壳散热条件防止局部过热。

2、试简述扩散脱氧法熔炼钢水时所使用的脱氧剂，以及该法的优缺点？

答：在熔炼后期，把脱氧剂加入炉渣中，降低渣中氧化亚铁的含量。向炉渣中加入的脱氧剂有，碳粉、硅铁粉、铝粉及石灰的混合物。他们把渣中的氧化亚铁还原，生成的一氧化碳则逸入炉气。二氧化硅和三氧化二铝则会使炉渣变稀，石灰则可以起稠化炉渣的作用。这种扩散脱氧的过程，主要是在炉渣和渣钢表面上进行的，脱氧剂和脱氧产物也在炉渣中，不会混入钢水内，使钢水纯净，钢的质量较高。主要缺点是使扩散过程慢，消耗时间长，影响生产效率以及所使用的脱氧剂较多等。

3、中间合金是熔炼铝合金的重要炉料组成，试述对中间合金的基本要求及使用目的？

答：铝的熔点较低，当合金中含有难熔组元时，采用纯组元就会遇到很大的困难。因此，在生产中总是事先熔制一些中间合金，作为炉料。在一定条件下，加入合适的中间合金有利于进一步提高铸铝合金的机械性能。为此，对中间合金的基本要求是：（1）应具有适宜的熔点；

（2）难熔金属含量尽可能高；（3）化学成分均匀；（4）气孔、非金属夹杂物含量要低；（5）易于破碎、便于配料。使用中间合金的目的是：（1）便于加入难熔组元；（2）为了加入某些稀贵元素；（3）获得化学成分尽可能准确的合金。

4、简述表面活性剂的化学结构，以及它在熔模铸造中的主要作用。答：表面活性剂的分子式由含两种性质相反的原子基团所组成，一种是极性的亲水基团，另一种是非极性的疏水基团两种基团处于同一分子的两端，形成非对称性的结构，表面活性剂分离子型和非离子型和型两类。

表面活性剂在熔模铸造中的主要作用是降低涂料的表面张力，增加涂料对熔模的润湿作用，改善涂挂性，此外，表面活性剂还能增加涂料渗透性，有利于对涂层的渗透、硬化。

5、实型铸造时，造型对铸件尺寸的影响因素有哪些？

答：（1）涂层影响，涂料层能增强泡沫塑料模的表面强度提高模样的抗冲击能力从而可法制造型中的模样变形是逐渐尺寸精度条提高，为此实行铸造用涂料除应有良好的透气性能外，首先要有足够的强度。

（2）振动造型的影响振动造型应使干砂充满模样各个部位，并紧实。以防干砂局部紧实不好。浇注造成鼓胀，多肉。一般干砂振动造型频率应在50Hz 左右，振幅在0.5 ～1.5mm, 振动时间60s 。

6、我国环境保护法的基本原则是什么？

答：我国环境保护法的基本原则是：经济发展与环境保护性协调原则；预防为主防治结合的原则；谁开发利用谁保护的原则；谁污染谁治理的原则；环境保护人人有责的原则；奖励与惩罚相结合的原则。

7、设计浇注系统应考虑那些要求？

答：设计浇注系统除了应考虑能导入液态金属这一基本要求外，还应满足以下要求：

①控制液态金属流动的速度和方向，使其平稳、连续和均匀地充满铸型，不冲击型壁和砂芯，不产生飞溅和涡流，不卷入气体，并顺利地让型腔内的气体和其它气体排出型外，以防止金属过渡氧化剂产生气孔等缺陷。

②阻挡夹杂物进入型腔，以免在铸件上形成夹杂类缺陷。

③调节铸型及铸件上各部分温差，控制铸件的凝固顺序，不阻碍铸件收缩，防止铸件变形和裂纹等缺陷。

④在保证铸件质量的前提下，浇注系统应有利于减小冒口的体积；结构要简单；在铸型中所占的体积要小；方便工人操作和浇注系统模样的制作；节约液态金属和型砂的消耗量；提高铸型有效面积的利用。

8、为什么铝合金浇注系统常采用底注开放式和垂直缝隙式浇注系统？

答：由于铝合金密度小，不易充型，化学性质活泼，极易氧化和吸气，金属氧化物的密度与铝液相近混入液态中难以清除，因此铸造铝合金浇注系统应具有充型快、挡渣能力强、液态平稳、无涡流、飞溅和冲剂等特点。再因为铝合金凝固体收缩大，易形成缩孔、缩松、变形、甚至裂纹，因此浇注系统设臵时应考虑顺序凝固，便于冒口补缩等因素。常用的底注开放式和垂直缝隙式浇注系统是为了满足铝合金浇注系统特点和要求而设臵的。

9、铸件为什么会变形？怎样防止？

答：铸件的变形是铸造内应力所造成的缺陷。它是由于在铸件冷却过程中，当铸件内的产生的总应力值超过铸造合金的屈服极限时，受到

铸造应力的作用铸件将产生塑性变形，导致铸件的几何形状与图样不符。防止铸件产生变形的措施有：

①设臵拉筋：对易产生扩口变形的铸件设臵拉筋，增强铸件的防变形能力，防止变形。②采用合理的铸造工艺：采用合理的铸造工艺，让铸件实现同时凝固有利于防翘曲变形。③采用反变形措施：在模样上做出与铸件残余变形量相等、方向相反的预变形量，按该模样生产的铸件经冷却变形后，尺寸刚好符合要求。④改变铸件的结构：采用变形轮辐代替直轮辐，减小阻力，防止变形。⑤提高铸型刚度：加大亚铁重量，可以减小铸件的翘曲变形。⑥控制铸件打箱时间：适当延长打箱时间，可避免或减小变形；对易变形的重要铸件，可采用早打箱，并立即放入炉内保温缓慢冷却减小变形。

10、铸造合金的化学成分和结晶特点对热裂有何影响？(P104页) 答：铸造合金的化学成分和结晶特点对热裂有明显的影响，合金的有效结晶温度范围越小，热裂倾向就越小；对共晶合金，其成分越靠近共晶点，热裂倾向性就越小；合金的热脆区越大则容易产生热裂；合金的收缩量越大，就愈容易产生热裂；晶粒越粗大，越容易产生热裂晶界的氧化夹杂物分布越多，热裂倾向就越大。

11、铸造合金分为哪三个收缩阶段？

答：铸造合金的收缩分为：

液态收缩阶段，在此阶段的金属处于液态，体积的收缩仅表现型腔内金属液面的降低；

凝固收缩阶段，在此阶段金属由液态凝固为固态，合金从液相

线温度冷却到固相线温度，所产生的收缩成为凝固体收缩；

固态收缩阶段，合金从固相线温度冷却到室温，在此阶段产生的收缩表现为各个方向上线尺寸的缩小。

12、冒口的作用有哪些？

答：冒口在铸型内用于储存液态金属，以不断的补偿铸件凝固时的体积收缩，防止铸件产生缩孔和缩松。此外，冒口还具有排气的作用，有聚集浮渣的作用，明冒口可作为浇满铸型的标记。

13、铸造工艺及工装设计一般有哪些步骤？

答：铸造工艺及工装设计的一般步骤如下：

1）对零件图进行审查和铸造工艺性分析；

2）选择铸造方法；

3）确定工艺方案；

4）绘制铸造工艺图；

5）绘制铸件图；

6）填写铸造工艺卡和绘制铸型装配图；

7）绘制各种铸造工艺装备图。

14、石膏型芯铸造时，为防止产生气孔和浇不到的缺陷的措施有哪些？

答：为防止产生气孔和浇不到的缺陷可采取如下措施：（1）选择发气量小的石膏混合料，除了选择性能好的石膏做基体才料外，填料吸湿性要小，同时又要有较好的保水能力，在填料中，各种多孔性物质如煤矸石，铝矾土等，这样组成的耐火材料发气量均较好。（2）严格熔炼工艺，提高精炼除气的效果是金属液中含气量尽量降低。（3）

采取镇空复压浇注，它可使石膏型中的气体被抽走，有利于防止气孔和浇不到。

15、熔炼铜合金时，选用的铜合金的脱氧剂应符合哪些要求？答：根据铜合金脱氧的原理和时间，铜合金脱氧剂应符合以下要求：（1）脱氧剂的氧化物分解压力应小于氧化亚铜，其氧化物分解压力值与氧化亚铜分解压力值，相差愈大，脱氧化反应进行的愈完全、迅速。（2）加入的脱氧剂，应对铜合金性能无害，加入的脱氧剂除了大部分进行脱氧消耗外还有微量残留在铜液中。（3）脱氧剂的反应产物应不溶解于合金也，易于凝聚、上浮而被除去。（4）脱氧剂要价格便宜，来源广泛。

四、计算题

1、某铸铁件浇注质量为900kg ，铸件高度为200mm ，上型总高度为300mm ，浇注时间为30s ，阻力系数μ=0.42，分别计算顶注、中注、底注时浇注系统最小截面A 阻。解：已知：铸件总重量：G=900kg 流量系数：μ=0.42 浇注时间：t=30s

净压力头高度（cm ）：H 0=30cm 1、计算H p: 顶注：H p 顶=H0=30cm

中注：H p 中=H0-c/8=30cm-20cm/2=27.5cm

底注：H p 底=H0-c/2=30cm-20cm/2=20cm 计算浇注系统最小截面A 阻：顶注：ΣA 阻顶=G/0.31μt √H p 顶

=900/0.31×0.42×30×√30=42.08cm2 中注：ΣA 阻中=G/0.31μt √H p 中

=900/0.31×0.42×30×√27.5=43.94cm2

底注：ΣA 阻底=G/0.31μt √H p 底

=900/0.31×0.42×30×√20=51.53cm2

答：顶注时浇注系统最小截面为：42.08cm 2，中注时浇注系统最小截面为：43.94cm 2 ，底注时浇注系统最小截面为：51.53cm 2 2、某一复杂铸钢件，浇注质量为400Ｋｇ，铸件浇注位臵高度为300ｍｍ，采用3ｔ漏包浇注，包孔直径50ｍｍ，平均浇注速度为55Ｋｇ/ｓ，试计算浇注系统各级元截面积。（型内钢液最小上升速度Ｖ允

许

＝30ｍｍ/ｓ）

解：已知：ｍ＝400ＫｇＣ＝300ｍｍ

浇注时间ｔ：ｔ＝校验浇注时间：V

m =

40050

t =

=7. 3s

3007. 3

＝上升

=41. 1mm /s

计算浇注系统各组元截面积： F

包孔

：F 直:F 横:F 内=1:(1. 8~2) :(1. 8~2) :2

包孔

⨯5

=19. 6cm

F 直＝F 横=1.8×19.6=35.3ｃｍ2≈36ｃｍ2 F 内=2×19.6=39.2ｃｍ2取39ｃｍ2

答：该铸钢的内浇道、横浇道、直浇道截面积分别为39.6ｃｍ2、 36ｃｍ2、36ｃｍ2。

3、铸件两壁十字形交叉，其壁厚均为40mm ，两壁交接处圆角半径为10mm ，用作图法求得热解圆直径为多少？解：经作图求得热节圆直径约为58mm （图略）。

4、某铸铁成分为：ωC 3.5%、ωSi 2.1%、ωMn 0.5%、ωP 0.05%、ωS 0.03%；实测σb 测=225MPa、HBW 测=190，试求其碳当量CE 、相对强度RZ 、共晶度S C 、成熟度RG 、相对硬度RH 、硬化度HG 、品质系数Q 1；该铸铁的质量如何？解：碳当量：

CE=C+0.3（Si+P）

=3.5+0.3(2.1+0.05)=4.145%

相对强度：

RZ=σb 测/（2.27HBW 测-227） =225/（2.27×190-227）=1.10 共晶度：

SC =C/[4.3-1/3(Si+P)]

=3.5/[4.3-1/3(2.1+0.05)]=0.977 成熟度：

RG=σb 测/（1000-800S C ）

=225/（1000-800×0.977）=1.03 相对硬度：

RH=HBW测/（100+0.44σb 测） =190/（100+0.44×225）=0.955 硬化度：

HG=HBW测/（530-344S C ）

=190/（530-344×0.977）=0.98 品质系数：

Q1=RG/HG=1.03/0.98=1.05

答：因为品质系数Q 1=1.05＞1，所以该铸铁的质量好。

5、为使1600℃的钢水的含氧量从0.1%下降到0.01%，试问一吨钢水需要加入多少公斤的硅铁（含硅50%、K Si =Si=28）？

解：脱硅反应的化学方程式为： Si +2 O== Si O2

平衡时，[Si%]+ [O%] = 1/（3.7×104）=2.7×10-5 除去氧的浓度为：0.1%－0.01%=0.09% 应加入硅的浓度：

[Si%] = [除去氧的浓度]×[硅原子量]/[氧分子量]

= 0.09%×

2832

=0. 08%

αSiO

αSi ⨯αo 2

=3. 7⨯10

、O =16、

与0.01%平衡的Si%: [O%]2×[Si%]=2.7×10-5

[Si%]= 0.27%

脱氧共需硅的浓度：

0.27% + 0.08% = 0.35% 脱氧共需硅铁质量：W=0. 35⨯1000

100

÷0. 5=7

（公斤）

答：一吨钢水需要加入7公斤的硅铁。

6、某公司是用水冷金属性离心铸光机生产长为6米，直径为100的铸铁管，为获得薄厚均匀的铸铁管，铸管机的工艺参数应满足m 〃t=q 〃L 如果设计铸管机的总质量为240kg 铁液的浇注时间为30秒，求铁液的浇注速度和铁管的平均质量各为多少。

解：因为，已知： m=240kg, L=6m, t=30s 且m 〃t=q 〃L

所以，铁液的浇注速度：V 运=L/t=6/30=0.2（m/s） V质=m/t=240/30=8（kg/s）

铁管的平均质量：q=m/ L=240÷6=40（kg/m）答：铁液的浇注运动速度0.2米/每秒，铁液的流出速8 kg/s，铁管的平均质量40kg/m

7、要在碱性电炉中熔炼硅、锰、铬合金钢，进行配料计算，根据该铸钢的技术条件，其主要化学成分应为：（0.3~0.4）%C、（0.6~0.9）%Si、（0.9~1.2）%Mn、（0.7~1.0）%Cr,炉料中各原素的烧损量按，碳10%、硅35%、锰30%、铬10%，计算，试确定各元素在炉料合金中的含量。解：若各元素的含量按其平均值计算，则，各元素的应有含量应为：炉料中某元素应有含量= 则，碳应有含量=

硅应有含量=锰应有含量=铬应有含量=

钢水中某元素实际含量1-某元素在熔炼时烧损率=0. 388=1. 08

0. 351-0. 1

0. 7

取0.39

1-0. 351. 0

=1. 43 取1.4 1-0. 30. 8

=0. 88 取0.9 1-0. 1

取1.1

答：各元素在炉料合金中的含量：碳0.39 %、硅 1.1 %、

锰 1.4 、铬0.9%。

8、在1600℃下，氢气分压为一个大气压时氢气在镍中溶解度为0.00382%，试确定氢气在镍中溶解度随压力变化的比例系数K, 并求出当氢气在1600℃下，分压为0.1大气压和0.01大气压时的溶解度？

解：设溶解度为S, 气体在金属表面的分压力P ，比例系数K 则，S=K〃 K= S /

=0.00382/1=0.00382

氢气分压为0.1大气压时在镍的溶解度， S 0.1=K〃

=0.00382 ×

0. 1

= 0.0011813

氢气分压为0.01大气压时在镍的溶解度 S0.01=K〃

=0.00382×

0. 01

= 0.00042

答：氢气分压为0.1大气压在镍溶解度0.00118 %，氢气分压为0.01大气压在镍中溶解度0.000382 % . 9、某铸钢厂用离心铸造及生

液体产生的离心力称为有效重度γ（γ=γ

2γ

），按照工艺要求在

正常生产时应是钢的重力重度 d=7.8克/立方厘米的40倍，如果用卧式离心铸造机生产，铸件的内壁半径为0.20m ，试问铸型的转速为多少时才能满足工艺要求？解：根据 γ=γ 及ω答：铸型

2γ

得： 40=

2γ

2000=44. 7（弧度/秒）

40⨯g r

40⨯100. 2

44.7弧度/秒时才能满足工艺要求。

10、某公司是用水冷金属性离心铸光机生产长为6米，直径为100的铸铁管，为获得薄厚均匀的铸铁管，铸管机的工艺参数应满足m 〃t=q 〃L 如果设计铸管机的总质量为240kg 铁液的浇注时间为30秒，求铁液的浇注速度和铁管的平均质量各为多少。

解：因为，已知： m=240kg, L=6m, t=30s 且m 〃t=q 〃L

所以，铁液的浇注速度：V 运=L/t=6/30=0.2（m/s） V质=m/t=240/30=8（kg/s）

铁管的平均质量： q=m/ L=240÷6=40（kg/m）

答：铁液的浇注运动速度0.2米/每秒，铁液的流出速8 kg/s，铁管的平均质量40kg/m

11、已知：电工纯铁DT4元素含量：C:0.005 Fe:余量 1Cr17Ni2元素含量：C:0.14% Cr:17.45% Ni:1.58% Mn:0.7% Si:0.8% Fe:余量

微碳铬铁元素含量：C:0.06% Cr:60.2% Fe:余量镍：Ni:100%

金属锰：Mn:99.5% Fe:余量硅铁：C:0.1 Si: 73.2% Fe:余量

试配料ZG1Cr17Ni3铸造不锈钢 100kg。（标准规定ZG1Cr17Ni3个元素范围：C:0.05-0.12% Cr:15-18% Ni:2.8-3.8% Mn:0.3-0.8% Si:0.8-1.5% ）

解：根据各种元素的烧损率情况确定各元素计算比例： C:0.09%, Cr:17% Ni:3.2% Mn:0.6% Si:1.3%

一、由于上述配料中DT4、微碳铬铁、硅铁中含有少量的碳量，因此在计算中先忽略不计进行初算：计算1Cr17Ni2的最高加入量：

100kg×0.09/0.14=64.3kg 设定配料加入1Cr17Ni2为50kg 其它合金的加入量为：

微碳铬铁：（100×17%-50×17.45%）/0.602=13.746kg 镍：（100×3.2%-50×1.58%）=2.41kg

金属锰：（100×0.6%-50×0.7%）/0.995=0.251kg 硅铁：(100×1.3%-50×0.8%）/0.732=1.229kg DT4：100-50-13.746-2.41-0.251-1.229=32.364kg

测算碳量：100kg ×0.09%-50×0.14%13.746kg×0.06%-1.229kg×0.1%-32.364kg×0.005%=90-70-8.23-1.23-1.62=8.92g

上述计算表明加入的1Cr17Ni2量偏低，应再加入，再加入量为： 8.92/1.4=6.37，考虑到其它合金的加入量减少会影响碳量的减少因此配料的总的1Cr17Ni2量为57.5kg, 二、精算计算结果如下：

微碳铬铁：（100×17%-57.5×17.45%）/0.602=11.571kg 镍：（100×3.2%-57.5×1.58%）=2.29kg

金属锰：（100×0.6%-57.5×0.7%）/0.995=0.199kg 硅铁：(100×1.3%-57.5×0.8%）/0.732=1.148kg DT4：100-57.5-11.571-2.29-0.199-1.148=27.29kg

碳量验算：100kg ×0.09%-57.5×0.14%-11.571kg×0.06%-1.148kg×0.1%-27.29kg×0.005%=90-80.5-6.94-1.15-1.36=0.05g 答：总配料仅碳量差0.05g, 误差很小，能满足配料要求，因此配料情况为：

1Cr17Ni2 57.5kg 微碳铬铁：11.571kg 镍： 2.29kg 金属锰： 0.199kg 硅铁： 1.148kg DT4： 27.29kg

12C 7H 8n —）和EPMMA 5H 8O 2的填料材料，但是EPMMA 含碳量比聚苯乙烯低, 且能有效地防止铸钢件的碳缺陷，试分别从分子式计算它们的含碳量？（H=1, C=12, O=16 ）

解：∵ 含碳量： C%=

x ⨯C C x HyO

100%

∴（1）聚苯乙烯含碳量：

x ⨯C C x HyO

100%=

7⨯127⨯12+1⨯8

100%=

8492

100%=91%

（2）EPMMA 含碳量：

x ⨯C C x HyO

100%=

5⨯12

5⨯12+1⨯8+2⨯16

100%=

60100

100%=60%

答：从分子式计算聚苯乙烯的含碳量为91%，EPMMA 含碳量为52%。 13、欲建造一座容量为W=50公斤的电渣熔钢炉，熔化时间设定为H=30分钟，试求应配臵多少千伏安的变压器？如果要求熔化时间为20分钟，由该配臵多少千伏安的变压器？（钢的熔化耗电能1.5千瓦〃小

时/公斤，变压φ器的功率因数：cos φ=0.9）解：根据电工原理有：

熔钢炉熔化时间为半小时的电功率 P=

H ⨯W t ⨯cos φ

= 1. 5⨯50

0. 5⨯0. 9

=166. 6（千瓦）

变压器的功率应为P ≥167千瓦熔钢炉熔化时间为20分钟的电功率 P=

H ⨯W t ⨯cos φ

1. 5⨯5013⨯0. 9

=250

（千瓦）

变压器的功率应为P ≥250千瓦

答：熔钢炉熔化时间为半小时变压器的功率应为P ≥167千瓦，熔钢

炉熔化时间为20分钟，变压器的功率应为P ≥250千瓦。 14、某一复杂铸钢件，浇注质量为400Ｋｇ，铸件浇注位臵高度为300ｍｍ，采用3ｔ漏包浇注，包孔直径50ｍｍ，平均浇注速度为55Ｋｇ/ｓ，试计算浇注系统各级元截面积。（型内钢液最小上升速度Ｖ允

许

＝30ｍｍ/ｓ）

解：已知：ｍ＝400ＫｇＣ＝300ｍｍ（1）浇注时间ｔ：ｔ＝（2）校验浇注时间：V

m =40050

t =

=7. 3s

3007. 3

＝上升

=41. 1mm /s

（3）计算浇注系统各组元截面积：

F 包孔：F 直:F 横:F 内=1:(1. 8~2) :(1. 8~2) :2

F 包孔=

⨯5

=19. 6cm

F 直＝F 横=1.8×19.6=35.3ｃｍ2≈36ｃｍ2

F 内=2×19.6=39.2ｃｍ2取39ｃｍ2

答：该铸钢的内浇道、横浇道、直浇道截面积分别为39.6ｃｍ2、36ｃｍ2、36ｃｍ2。

15、某铸件的毛重量为700kg ，浇冒口总重量为320kg ，该铸件的工艺出品率为多少？

解：工艺出品率={铸件毛重量/（铸件毛重量+浇冒口总重量）}×100% ={700/（700+320）}×100%

=68.63%

答：该铸件的工艺出品率为68.63%。

铸造技师理论考试试题

一、判断题（对画√，错画×）

1、金属的流动性是熔融金属固有的特性。（√）

2、金属的流动性仅与金属的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关。（√）

3、铸铁中提高流动性的元素为Mn 、Cr ；降低流动性的元素有P 、Si 、Cu 、Ni 等。（×）

4、稀土镁有脱硫、去气和排除杂质净化铁液的作用，因此在任何情况下球墨铸铁比灰铸铁的流动性要好（×）

5、铸钢的浇注温度高，因此铸钢的流动性比灰铸铁要好。（×）

6、固态收缩阶段是铸件产生应力和变形的根本原因。（√）

7、当合金从t 液冷却到t 固所产生的体收缩称为凝固体收缩，其收缩

只与状态改变有关。（×）

8、当合金从t 固冷却到t 室所产生的收缩，称为固态收缩，其收缩表

现为铸件的各个方向上线尺寸的缩小，所以固态收缩一般采用线收缩率表示。（√）

9、合金的固态收缩率（εV 固）与线收缩率（εL ）之间有着一定的关

系，即3εV 固≈εL 。（×）

10、在浇注温度和铸型工艺因素等条件正常的情况下，铸型的形状越复杂，壁厚越薄，则对液态金属的流动阻力越大，流动系数μ值越小。（√）

11、铸型对液态金属流动的影响，主要是：铸型的型腔特点、铸型的

导热能力、铸型中的气体及铸型温度等。（√）

12、铸件的模数M 越大，充型能力就越差。（×）

13、按内浇道在铸件上的位臵可分为中柱式、顶注式、底注式、分层注入式和阶梯式等。（×）

14、铸件的凝固方式一般分为三种类型，即逐层凝固方式、体积凝固方式和中间凝固方式。（√）

15、凝固区域宽度可以根据凝固动态曲线上的“液相边界”与“固相边界”之间的横向距离直接进行判断。（×）

16、在实际生产中，铸件的收缩受到外界阻力的影响，对同一合金而言，受阻收缩率大于自由收缩率。（×）

17、铸造应力按期产生的原因分为三种：热应力、相变应力和收缩应力。（√）

18、由于收缩应力是在弹性状态下产生的，当形成应力的原因消除后，应力也随之消失，所以收缩应力是一种临时应力。（√）

19、冷铁除起配合冒口的作用外，还可以加速铸件某些部位的冷却速度，以达到细化组织、提高铸件表面硬度和耐磨性的目的。（√）

20、铸造工艺图示铸造生产所特有的图样，是铸造工艺设计最根本的指导性文件，是设计和编制其它技术文件的基本依据。（√）

二、选择题（将正确答案的序号填入括号内）

1、金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确铸件的能力称为（ A ）。

A 、充型能力 B、流动性 C、成型性 D、充满性

2、半封闭式浇注系统是（ C ）

A、A 直＞A 横＞A 内 B、A 直＜A 横＜A 内

C、A 横＞A 直＞A 内 D、A 横＜A 直＜A 内

3、从工艺上采取各种措施，使铸件上远离冒口或浇道的部分到冒口或浇道之间建立一个递增的温度梯度，这个原则叫（ C ）。

A、逐层凝固原则 B、同时凝固原则

C、顺序凝固原则 D、中间凝固原则

4、从工艺上采取各种措施，使铸件上各部分之间没有温差或温差很小，这个原则叫（ B ）。

A、逐层凝固原则 B、同时凝固原则

C、顺序凝固原则 D、中间凝固原则

5、在铸件末端区放臵冷铁，能适当延长（ B或C ）长度。

A、冒口区 B、冒口有效补缩距离

C、末端区 D、冒口区和末端区

6、共晶成分合金，由于在等温下结晶，铸件倾向于（ B ）而形成收缩。

A、体积凝固方式 B、逐层凝固方式

C、中间凝固方式 D、顺序凝固方式

7、铸件中产生缩孔的基本原因，是合金的液态收缩和凝固收缩值（ A ）固态收缩值。

A、大于 B、等于 C、小于 D等于或小于

8、对于球墨铸铁，碳当量的质量分数为（ D ），充分孕育，增加铸

型刚度，创造同时凝条件，即可实现无冒口铸造，又可获得完好致密的铸件。

A、＜3.7% B、＜3.8% C、＜3.9% D、≥3.9%

9、当总应力值超过合金的（ A ）时，铸件经产生裂纹。

A、强度极限 B、疲劳极限 C、屈服极限 D、弯曲极限

10、冒口的设臵应符合（ C ）的原则（除球墨铸铁自补缩冒口外），以防止产生缩孔和缩松。

A、逐层凝固 B、同时凝固 C、顺序凝固 D、糊状凝固

11、由于（ B ）要和铸件溶解在一起，因此要求它的材质和铸件材质相同和相适应。

A、外冷铁 B、内冷铁 C、暗冷铁 D、明冷铁

12、在水玻璃砂中，水玻璃的模数过低或过高都不能满足生产要求，一般须将模数调整到（ B ）。

A、M=1～2 B、M=2～3 C、M=3～4 D、M=4～5

13、当地坑造型时，为使较高大的铸型便于烘干和排气顺畅，要在模样四周（ C ）mm 处，做出φ20～φ25mm 的出气孔。

A、30～50 B、50～100 C、100～150 D、150～200

14、在压实在型过程中，影响砂型紧实度高低的主要因素是（ B ）。

A、压头形状 B、压实比压 C、砂箱高低 D、原砂形状

15、在砂芯生产批量大、几何形状复杂、尺寸精度要求高的情况下，应采用（ C ）为宜。

A、普通芯盒射芯制芯 B、自硬砂制芯

C 、热芯盒或冷芯盒树脂砂芯 D、手工制芯

16、小批量单件生产的灰铸铁铸件，在干、湿型的条件下，铸件的尺寸公差等级为CT （ D ）级。

A、1～3 B、4～8 C、9～12 D、13～15

17、在熔炼铸造铝合金时，常用的精炼剂有（ A ）。

A、C 2Cl 6 B、ωNaF 67%+ωNaCl 33%

C 、ωNaF 33%+ωNaCl 67% D 、ωNaF 25%+ωNaCl662%+ωKCl 13%

18、防止侵入性气孔的主要方法是（ C ）。

A、降低浇注温度 B、降低有效压力头

C、降低砂型界面气压 D、减慢浇注速度

19、下列选项中，不属于铸件质量标准的是（ A ）。

A、ISO9001：2008质量管理体系标准 B、铸件材质标准

C、铸件精度标准 D、铸件表面及内部缺陷修复标准

20、我国车间空气中常见的生产性粉尘，含有10%以上游离二氧化硅粉尘，最高容许浓度为（ B ）mg/m3。

A、1 B、2 C、3 D、4

三、问答题：

1、为防止熔模铸件化学粘砂，应采取哪些措施防止？

液中的氧化物。（4）在可能条件下适当降低金属液浇注温度。（5）改善型壳散热条件防止局部过热。

2、试简述扩散脱氧法熔炼钢水时所使用的脱氧剂，以及该法的优缺点？

3、中间合金是熔炼铝合金的重要炉料组成，试述对中间合金的基本要求及使用目的？

5、实型铸造时，造型对铸件尺寸的影响因素有哪些？

6、我国环境保护法的基本原则是什么？

7、设计浇注系统应考虑那些要求？

答：设计浇注系统除了应考虑能导入液态金属这一基本要求外，还应满足以下要求：

②阻挡夹杂物进入型腔，以免在铸件上形成夹杂类缺陷。

③调节铸型及铸件上各部分温差，控制铸件的凝固顺序，不阻碍铸件收缩，防止铸件变形和裂纹等缺陷。

8、为什么铝合金浇注系统常采用底注开放式和垂直缝隙式浇注系统？

9、铸件为什么会变形？怎样防止？

答：铸件的变形是铸造内应力所造成的缺陷。它是由于在铸件冷却过程中，当铸件内的产生的总应力值超过铸造合金的屈服极限时，受到

铸造应力的作用铸件将产生塑性变形，导致铸件的几何形状与图样不符。防止铸件产生变形的措施有：

11、铸造合金分为哪三个收缩阶段？

答：铸造合金的收缩分为：

液态收缩阶段，在此阶段的金属处于液态，体积的收缩仅表现型腔内金属液面的降低；

凝固收缩阶段，在此阶段金属由液态凝固为固态，合金从液相

线温度冷却到固相线温度，所产生的收缩成为凝固体收缩；

固态收缩阶段，合金从固相线温度冷却到室温，在此阶段产生的收缩表现为各个方向上线尺寸的缩小。

12、冒口的作用有哪些？

13、铸造工艺及工装设计一般有哪些步骤？

答：铸造工艺及工装设计的一般步骤如下：

1）对零件图进行审查和铸造工艺性分析；

2）选择铸造方法；

3）确定工艺方案；

4）绘制铸造工艺图；

5）绘制铸件图；

6）填写铸造工艺卡和绘制铸型装配图；

7）绘制各种铸造工艺装备图。

14、石膏型芯铸造时，为防止产生气孔和浇不到的缺陷的措施有哪些？

采取镇空复压浇注，它可使石膏型中的气体被抽走，有利于防止气孔和浇不到。

四、计算题

净压力头高度（cm ）：H 0=30cm 1、计算H p: 顶注：H p 顶=H0=30cm

中注：H p 中=H0-c/8=30cm-20cm/2=27.5cm

底注：H p 底=H0-c/2=30cm-20cm/2=20cm 计算浇注系统最小截面A 阻：顶注：ΣA 阻顶=G/0.31μt √H p 顶

=900/0.31×0.42×30×√30=42.08cm2 中注：ΣA 阻中=G/0.31μt √H p 中

=900/0.31×0.42×30×√27.5=43.94cm2

底注：ΣA 阻底=G/0.31μt √H p 底

=900/0.31×0.42×30×√20=51.53cm2

许

＝30ｍｍ/ｓ）

解：已知：ｍ＝400ＫｇＣ＝300ｍｍ

浇注时间ｔ：ｔ＝校验浇注时间：V

m =

40050

t =

=7. 3s

3007. 3

＝上升

=41. 1mm /s

计算浇注系统各组元截面积： F

包孔

：F 直:F 横:F 内=1:(1. 8~2) :(1. 8~2) :2

包孔

⨯5

=19. 6cm

F 直＝F 横=1.8×19.6=35.3ｃｍ2≈36ｃｍ2 F 内=2×19.6=39.2ｃｍ2取39ｃｍ2

答：该铸钢的内浇道、横浇道、直浇道截面积分别为39.6ｃｍ2、 36ｃｍ2、36ｃｍ2。

CE=C+0.3（Si+P）

=3.5+0.3(2.1+0.05)=4.145%

相对强度：

RZ=σb 测/（2.27HBW 测-227） =225/（2.27×190-227）=1.10 共晶度：

SC =C/[4.3-1/3(Si+P)]

=3.5/[4.3-1/3(2.1+0.05)]=0.977 成熟度：

RG=σb 测/（1000-800S C ）

=225/（1000-800×0.977）=1.03 相对硬度：

RH=HBW测/（100+0.44σb 测） =190/（100+0.44×225）=0.955 硬化度：

HG=HBW测/（530-344S C ）

=190/（530-344×0.977）=0.98 品质系数：

Q1=RG/HG=1.03/0.98=1.05

答：因为品质系数Q 1=1.05＞1，所以该铸铁的质量好。

5、为使1600℃的钢水的含氧量从0.1%下降到0.01%，试问一吨钢水需要加入多少公斤的硅铁（含硅50%、K Si =Si=28）？

解：脱硅反应的化学方程式为： Si +2 O== Si O2

平衡时，[Si%]+ [O%] = 1/（3.7×104）=2.7×10-5 除去氧的浓度为：0.1%－0.01%=0.09% 应加入硅的浓度：

[Si%] = [除去氧的浓度]×[硅原子量]/[氧分子量]

= 0.09%×

2832

=0. 08%

αSiO

αSi ⨯αo 2

=3. 7⨯10

、O =16、

与0.01%平衡的Si%: [O%]2×[Si%]=2.7×10-5

[Si%]= 0.27%

脱氧共需硅的浓度：

0.27% + 0.08% = 0.35% 脱氧共需硅铁质量：W=0. 35⨯1000

100

÷0. 5=7

（公斤）

答：一吨钢水需要加入7公斤的硅铁。

解：因为，已知： m=240kg, L=6m, t=30s 且m 〃t=q 〃L

所以，铁液的浇注速度：V 运=L/t=6/30=0.2（m/s） V质=m/t=240/30=8（kg/s）

铁管的平均质量：q=m/ L=240÷6=40（kg/m）答：铁液的浇注运动速度0.2米/每秒，铁液的流出速8 kg/s，铁管的平均质量40kg/m

硅应有含量=锰应有含量=铬应有含量=

钢水中某元素实际含量1-某元素在熔炼时烧损率=0. 388=1. 08

0. 351-0. 1

0. 7

取0.39

1-0. 351. 0

=1. 43 取1.4 1-0. 30. 8

=0. 88 取0.9 1-0. 1

取1.1

答：各元素在炉料合金中的含量：碳0.39 %、硅 1.1 %、

锰 1.4 、铬0.9%。

解：设溶解度为S, 气体在金属表面的分压力P ，比例系数K 则，S=K〃 K= S /

=0.00382/1=0.00382

氢气分压为0.1大气压时在镍的溶解度， S 0.1=K〃

=0.00382 ×

0. 1

= 0.0011813

氢气分压为0.01大气压时在镍的溶解度 S0.01=K〃

=0.00382×

0. 01

= 0.00042

答：氢气分压为0.1大气压在镍溶解度0.00118 %，氢气分压为0.01大气压在镍中溶解度0.000382 % . 9、某铸钢厂用离心铸造及生

液体产生的离心力称为有效重度γ（γ=γ

2γ

），按照工艺要求在

2γ

得： 40=

2γ

2000=44. 7（弧度/秒）

40⨯g r

40⨯100. 2

44.7弧度/秒时才能满足工艺要求。

解：因为，已知： m=240kg, L=6m, t=30s 且m 〃t=q 〃L

所以，铁液的浇注速度：V 运=L/t=6/30=0.2（m/s） V质=m/t=240/30=8（kg/s）

铁管的平均质量： q=m/ L=240÷6=40（kg/m）

答：铁液的浇注运动速度0.2米/每秒，铁液的流出速8 kg/s，铁管的平均质量40kg/m

11、已知：电工纯铁DT4元素含量：C:0.005 Fe:余量 1Cr17Ni2元素含量：C:0.14% Cr:17.45% Ni:1.58% Mn:0.7% Si:0.8% Fe:余量

微碳铬铁元素含量：C:0.06% Cr:60.2% Fe:余量镍：Ni:100%

金属锰：Mn:99.5% Fe:余量硅铁：C:0.1 Si: 73.2% Fe:余量

试配料ZG1Cr17Ni3铸造不锈钢 100kg。（标准规定ZG1Cr17Ni3个元素范围：C:0.05-0.12% Cr:15-18% Ni:2.8-3.8% Mn:0.3-0.8% Si:0.8-1.5% ）

解：根据各种元素的烧损率情况确定各元素计算比例： C:0.09%, Cr:17% Ni:3.2% Mn:0.6% Si:1.3%

一、由于上述配料中DT4、微碳铬铁、硅铁中含有少量的碳量，因此在计算中先忽略不计进行初算：计算1Cr17Ni2的最高加入量：

100kg×0.09/0.14=64.3kg 设定配料加入1Cr17Ni2为50kg 其它合金的加入量为：

微碳铬铁：（100×17%-50×17.45%）/0.602=13.746kg 镍：（100×3.2%-50×1.58%）=2.41kg

金属锰：（100×0.6%-50×0.7%）/0.995=0.251kg 硅铁：(100×1.3%-50×0.8%）/0.732=1.229kg DT4：100-50-13.746-2.41-0.251-1.229=32.364kg

测算碳量：100kg ×0.09%-50×0.14%13.746kg×0.06%-1.229kg×0.1%-32.364kg×0.005%=90-70-8.23-1.23-1.62=8.92g

微碳铬铁：（100×17%-57.5×17.45%）/0.602=11.571kg 镍：（100×3.2%-57.5×1.58%）=2.29kg

金属锰：（100×0.6%-57.5×0.7%）/0.995=0.199kg 硅铁：(100×1.3%-57.5×0.8%）/0.732=1.148kg DT4：100-57.5-11.571-2.29-0.199-1.148=27.29kg

1Cr17Ni2 57.5kg 微碳铬铁：11.571kg 镍： 2.29kg 金属锰： 0.199kg 硅铁： 1.148kg DT4： 27.29kg

解：∵ 含碳量： C%=

x ⨯C C x HyO

100%

∴（1）聚苯乙烯含碳量：

x ⨯C C x HyO

100%=

7⨯127⨯12+1⨯8

100%=

8492

100%=91%

（2）EPMMA 含碳量：

x ⨯C C x HyO

100%=

5⨯12

5⨯12+1⨯8+2⨯16

100%=

60100

100%=60%

时/公斤，变压φ器的功率因数：cos φ=0.9）解：根据电工原理有：

熔钢炉熔化时间为半小时的电功率 P=

H ⨯W t ⨯cos φ

= 1. 5⨯50

0. 5⨯0. 9

=166. 6（千瓦）

变压器的功率应为P ≥167千瓦熔钢炉熔化时间为20分钟的电功率 P=

H ⨯W t ⨯cos φ

1. 5⨯5013⨯0. 9

=250

（千瓦）

变压器的功率应为P ≥250千瓦

答：熔钢炉熔化时间为半小时变压器的功率应为P ≥167千瓦，熔钢

许

＝30ｍｍ/ｓ）

解：已知：ｍ＝400ＫｇＣ＝300ｍｍ（1）浇注时间ｔ：ｔ＝（2）校验浇注时间：V

m =40050

t =

=7. 3s

3007. 3

＝上升

=41. 1mm /s

（3）计算浇注系统各组元截面积：

F 包孔：F 直:F 横:F 内=1:(1. 8~2) :(1. 8~2) :2

F 包孔=

⨯5

=19. 6cm

F 直＝F 横=1.8×19.6=35.3ｃｍ2≈36ｃｍ2

F 内=2×19.6=39.2ｃｍ2取39ｃｍ2

答：该铸钢的内浇道、横浇道、直浇道截面积分别为39.6ｃｍ2、36ｃｍ2、36ｃｍ2。

15、某铸件的毛重量为700kg ，浇冒口总重量为320kg ，该铸件的工艺出品率为多少？

解：工艺出品率={铸件毛重量/（铸件毛重量+浇冒口总重量）}×100% ={700/（700+320）}×100%

=68.63%

答：该铸件的工艺出品率为68.63%。

铸造技师理论考试试题

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