轻合金加工技术习题

1、一翻译并简要解释下列专业词汇 压力铸造：Die Casting是将液态或者半固态技术在高压下以较高的速度填入铸模的型腔内，并使金属在压力下凝固形成铸件的一种特殊铸造方法。半凝固成形：Semi-solid forming半固态成形技术是一种利用非枝晶半固态金属独有的流变性来的加工成形的金属加工方法，是由美国麻省理工学院的 Flemings教授在20世纪70年代初提出的。是对有非枝晶结构的半固态金属浆料在半固态温度区间内进行加工，从而得到所需制品的一种制造技术。一般利用搅熔性来近终成形。固溶处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体

2、的热处理工艺。摩擦搅拌焊：friction stirring welding是一种没有熔化的固相连接，即通过压力使待焊工件的表面紧密接触、摩擦生热使金属被加热到很高的温度（低于熔点），然后在搅拌头的机械混合作用下搅拌、混合、扩散，最终形成牢固的接头。流变铸造：采用金属熔体做原料，冷却搅拌产生半固态合金浆料后，以管路或容器输送至压铸机直接成形。触变成形：是将制备的非枝晶组织的棒料定量切割后重新加热至液固两相区(固相体积分数为5080)，然后再采用压铸或模锻工艺半固态成形。半连续铸造：铸轧：从旋转着的两个轧辊上方向辊缝注入金属熔体生产铸坯，它是铸造、凝固和轧制过程同时在一台轧机上一次完成的无锭轧制

3、模型。铸造：是一种将液态金属浇入铸型型腔、冷却凝固后获得毛坯或零件的成型工艺。喷射成形：spray forming是将液态合金雾化直接喷射快速冷却凝固成形为固态坯料，具有减少工序，可获得晶粒细小、组织均匀、偏析明显降低，且密度可达到成分合金密度的95%以上的高性能合金坯料的特点。硅热还原法：硅铁合金(含75%Si）在高温和减压下还原白云石中的MgO，得到纯镁和二钙硅酸盐渣的反应是： 2(CaO·MgO(固）+ Si(Si Fe)(固） = 2Mg(气）+ 2 CaO·SiO2(固） 时效处理 ：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造、锻造后，在较高的温度旋转或室温保持其性能

4、，形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。微弧阳极氧化法：又称等离子氧化或阳极火花沉积，是将工作区域引入到高压放电区，利用微弧放电瞬间高温烧结作用直接在金属表面原位生长致密均匀的陶瓷膜，是近几年兴起的一种新型表面处理技术。能够大幅度提高了材料的表面硬度;使之具有良好的耐磨损性；良好的耐热性及抗腐蚀性；良好的绝缘性能等。超塑性：Super plasticity是指材料在一定的内部（组织）条件（如晶粒形状及尺寸、相变等）和外部（环境）条件下（如温度、应变速率等），呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能（例如大的延伸率）的现象。快速凝固：Rapid solidification 指的是在比常

5、规工艺过程中快得多的冷却速度下，金属或合金以极快的速度从液态转变为固态的过程。常规工艺下金属的冷却速度一般不会超过102 /S,快速凝固的金属冷却速度一般要达到104109 /S。快速凝固的合金，具有独特的微观组织结构。泡沫金属：孔隙度达到90%以上，具有一定强度和刚度的多孔金属。甩带：是使用感应线圈对石英管感应加热，将金属熔化，然后向石英管里通入高纯氩气，将金属液喷射到高速旋转的铜辊急冷，并沿铜辊的切线方向甩出得到细晶或非晶的一种工艺。温轧：在金属组织发生回复的温度以上，再结晶的温度以下的温度范围内进行的轧制过程。冰晶石：分子式Na3AlF6，主要用作铝电解的助熔剂， 在常温下呈白色固体，其

6、熔点约为1010Warm rolling，twin roll strip casting，DC casting，die casting,  Homogenization treatment, aging treatment，spray forming，rapid solidification, friction stirring welding，super plasticity, ribbon quenching, honeycomb sandwich plate, metal foams 二镁合金和铝合金种类及工艺技术1解释下列牌号的含义  AZ31B，AZ91

7、D,6061-T6，MB1，7075, 钛，ZK60，ZE10，TA1,TC4, Ti-6Al-4V TiNiAZ91D,一种常用的镁铝锌镁合金，主要含量Al含量9%左右，Zn含量1%左右，杂质元素含量D级，主要应用于生产变形镁合金产品和压铸镁合金部件，具有较高的力学性能。6061-T6 叫航空硬铝,轻，强度高.是6061航空铝合金的T6 硬化处理缩写，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性和，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性. 典型用途 航空固定装置，卡车，塔式建筑，船，管道及其他需要有强度、可焊性和抗腐蚀性能的建筑上的应用的领域。化学

8、成分范围:0.4-0.8Si, 0.70Femax, 0.15-0.40Cu, 0.15Mnmax,0.80-1.20Mg, 0.04-0.35Cr, 0.25Znmax, 0.15Timax, 其他每种成分最高含量0.05，其他成分最大总含量0.15,余量为Al。6061，一种常用的铝镁硅系铝合金，Mg含量0.6%左右，Zn含量1%左右，6000系列主要用于汽车用铝合金板材和零部件。MB1,主要合金MgMn。Mg余量，AL0.2，ZN0.03,MN1.32.5,SI0.1,FE0.005 7055，7000系列铝合金，主要

9、用在航空领域，经常用于飞机蒙皮，桁架等构件。主要成分为AlZnMgCu。钛,是钛同素异构体，熔点为1720，在低于882时呈密排六方晶格结构，称为钛ZK60, 一种常用的镁锌锆系镁合金，主要含量Zn含量6%左右，Zr含量小于1%（0.4%），主要应用于生产变形镁合金产品。ZE10，ZN1%，稀土小于1%TA1,工业纯钛TC4,Ti-6Al-4V TI余量，AL6%，V4%TiNi 是一种记忆钛镍合金合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。2常用铝合金牌号及其合金成分范围和应用领域铝合金的分类介绍:     

10、;1XXX系列 工业纯铝； 2XXX系列 Al-Cu、Al-Cu-Mn合金，； 3XXX系列 Al-Mn合金；4XXX系列 Al-Si合金； 5XXX系列 Al-Mg合金； 6XXX系列 Al-Mg-Si合金；7XXX系列 Al-Mg-Si-Cu合金； 8XXX系列 其它。  1-8系列铝合金用途介绍:1×××系列铝板材：代表 1050、1060、1100。在所有系列中1×××系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.0

11、0%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。2×××系列铝板材：代表2A16（LY16）、2A06（LY6）。2××

12、;×系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。我国目前生产2×××系列铝板的厂家较少。质量还无法与国外相比。目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。随着我国航空航天事业的发展，2×××系列的铝板生产技术将进一步提高。 3×××系列铝板材：代表3003、 3004、 3A21为主。又可以称为防锈铝板。我国3×××系列铝板生

13、产工艺较为优秀。3×××系列铝板是由锰元素为主要成分，含量在1.0-1.5%之间。是一款防锈功能较好的系列。常规应用在空调，冰箱，车底等潮湿环境中，价格高于1×××系列，是一款较为常用的合金系列。4×××系列铝板材：代表为4A01。 4×××系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料;低熔点,耐蚀性好 产品描述: 具有耐热、耐磨的特性。5×××系列铝板

14、材：代表5052、5005、5083、5A05系列。5×××系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.故常用在航空方面，比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧，属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5×××系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。6×××系列铝板材：代表6061 。主要含有镁和硅两种元素，故集中了4×××

15、系列和5×××系列的优点，6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。可以用于低压武器和飞机接头上。7×××系列铝板材：代表7075 。主要含有锌元素。也属于航空系列，是铝镁锌铜合金,可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.7075铝板是经消除应力的,加工后不会变形、翘曲.所有超大超厚的7075铝板全部经超声波探测,可以保证无砂眼、杂质.7075铝板的热导性高,可以缩短成型时间,提高工作效率。主要特点是硬度大7075是高硬度、高强度的铝合金,常用于

16、制造飞机 。 8×××系列铝板材：较为常用的为8011 铝板材，属于其他系列。是以做瓶盖为主要功用的铝板，也应用在散热器方面，大部分应用为铝箔。在营业中是不太常用系列。3常用镁合金牌号及其合金成分范围和应用领域铸造镁合金：AZ91D， AM60，AM50, AS41，AS21，AE42变形镁合金：AZ31B,AZ91D,ZK60,4何为压力铸造？镁合金采用压力铸造的优点是什么？压力铸造（Die Casting）是将液态或者半固态技术在高压下以较高的速度填入铸模的型腔内，并使金属在压力下凝固形成铸件的一种特殊铸造方法。压铸工艺生产镁合金

17、具有生产效率高、精度高、凝固组织优良和可生产薄壁及复杂形状铸件，压铸模使用寿命长，大批量生产单件成本低的优点，大量镁合金产品采用压铸工艺生产。o，尺寸误差很小，尺寸精度比铝合金压铸件高50%。镁合金构件能铸成完全精确的几何形状，降低了材料使用量，从而降低了成本。（2）镁合金的熔点和结晶潜热都低于铝合金，压铸过程中对模具冲击比铝合金小，且不易粘型，其模具寿命可比铝合金件长2-4倍。（3）镁合金铸件的加工性能优于铝合金铸件，切削速度比铝合金件克提高50%，加工能耗比铝合金地50%。镁合金压铸周期比铝合金件短，因而生产效率可比铝合金提高25%。  5何为半凝固态加工？采用半凝固态

18、加工的优点是什么？半凝固态加工技术、指对具有非枝晶结构的固相液相组织共存的半固态坯料进行各种加工的一种新型成形工艺1。其优点是: 制品显微组织细化,缺陷和偏析减少,机械性能提高; 半固态金属变形抗力显著降低,所需成形力小; 半固态金属在变形前可保持固体形状,便于坯料传输,可以大幅度提高生产率。6简述流变铸造和触变铸造加工技术的异同触变铸造是将制备的非枝晶组织的棒料定量切割后重新加热至液固两相区(固相体积分数为5080)，然后再采用压铸或模锻工艺半固态成形。流变铸造采用金属熔体做原料，冷却搅拌产生半固态合金浆料后，以管路或容器输送至压铸机直接成形。7何为铸轧，铸轧加工技术的优点是什么？铸轧：从旋

19、转着的两个轧辊上方向辊缝注入金属熔体生产铸坯的设想，它是铸造、凝固和轧制过程同时在一台轧机上一次完成的无锭轧制模型。优点 ：使用双辊铸轧法生产镁合金板坯，均匀化退火后进行轧制，省去了铸锭、铣面和热粗轧过程，可以缩短工序，减少资金和能源的消耗，从而使镁合金薄板的生产具有更高的成本效率。同时利用双辊铸轧工艺中的快速凝固技术可使带坯晶粒细化，强度与塑性提高，有利于后续轧制加工。 8何为皮江法炼镁，皮江法炼镁的要点是什么？皮江法:它是以煅烧白云石为原料，以硅铁作还原剂，在高温和真空条件下还原制得金属镁。要点:（1）白云石煅烧：将白云石在回转窑或竖窑中加热至11001200，烧成煅白（MgO.CaO）。

20、（2）配料制球：将煅白、硅铁粉和萤石粉计量配料、粉磨，然后压制成球。（3）还原：将料球在还原罐中加热至1200，在真空条件下，保持810h，氧化镁还原成镁蒸气，冷凝后成为粗镁。（4）精炼铸锭：将粗镁加热熔化，在约710高温下，用熔剂精炼后，铸成镁锭，亦称精镁。（5）酸洗：将镁锭用硫酸或硝酸清洗表面，除去表面夹杂，使表面美观。（1）白云石在回转窑或竖窑中煅烧（2）在还原罐中的还原反应9微弧氧化处理工艺的原理。10AZ31B合金中合金成份组成、分布及其作用。AZ31B镁合金平衡凝固的组织应该几乎是单相的，在-Mg基体内有极少量的Mg17Al12。AZ31B镁合金中的含锌量也很少，约1左右，几乎都固

21、溶在-Mg中，Zn元素的加入主要是为了起沉淀硬化的作用，同时也为了改善铸造性能。 铝：铝在固态镁合金中具有较大的固溶度，其极限固溶度为12.7%，而且随着温度的降低显著减少，在室温时固溶度为2.0%左右。铝可改善压铸件的可铸造性，提高铸件强度，但有形成显微缩松的倾向。铝是固溶强化元素，在低温下（120）时沉淀强化，对腐蚀性能影响小。Mg17Al12在晶体上析出会降低其抗蠕变性能。锌：锌在镁合金中的固溶度为6.2%,其固溶度随温度降低而显著减少。锌可提高铸件的抗蠕变性能。当含量大于2.5%时对合金的防腐性能有负面影响，原则上控制在2%以下。锌可增加熔体流动性，弱晶粒细化剂，有形成显微缩

22、松倾向，有沉淀硬化作用。 锰：在镁中加入锰对合金机械性能影响不大，但降低塑性。在镁合金中加入1%2.5%锰的主要目的是提高合金的抗腐蚀倾向，从而提高耐腐蚀性能和改善合金焊接性能。以沉淀Fe-Mn化合物控制铁含量细化沉淀产物，增大蠕变抗力，提高耐蚀性。硅：降低铸造性能，在与铝、锌、银等元素形成稳定的硅化物，弱的晶粒的细化剂，可改善压铸件热稳定性能和抗蠕变形能，对腐蚀性有害。 11.镁合金铸轧新技术三简答1比较钢，铝，镁三种工程材料的密度，晶格结构，材料强度和应用特点，并指出镁合金的优点。镁：密度1.78g/cm3 晶格结构：密排六方 材料强度：比强度高于铝合金和钢 ，比刚度与铝合金和钢相当,耐磨

23、性能优于低碳钢和压铸铝合金 。应用特点：主要用于制造铝合金，镁作为合金元素可以提高铝的机械强度，改善机械加工性能以及耐碱腐蚀性能。 镁合金比强度大，用镁代替部分铝，可减轻结构的重量。镁由于高燃烧热制作照明弹等。镁可用作生产球墨铸铁的球化剂。镁的特性：比强度和比刚度高，导热导电性好，良好的阻尼减震性能，良好的电磁屏蔽性能，易于加工成型，容易回收 铝：密度：2.72晶格结构：FCC材料强度：铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。应用特点：铝的合金质量较轻而强度较高，因而在制造飞机、汽车、火箭中被广泛应用。由于铝有良好的导电性和导热性，

24、可用作超高电压的电缆材料。钢：密度：7.8晶格结构：FCC和BCC材料强度：应用特点：2镁合金的特点及其在工程中应用的优势一、镁合金的特点1) 密度小,只是钢铁的1/ 4 ,铝合金的2/ 3 ,是最轻的结构合金,能有效降低部件的重量,节约能耗；2) 比强度和比钢度高，均优于钢和铝合金。比强度略低于比强度最大的纤维增强材料,远高于工程塑料； 3) 阻尼性很好,吸收能力强, 有利于减震和降噪。可用于震动剧烈的场合,用在汽车上可增强汽车的安全性和舒适性；4) 导热性好,膨胀系数较大,弹性模量低,稍逊于一般的铝合金,是一般工程材料的300 倍,且温度依赖性低,可用于制造要求散热性能好的电子产品；5)

25、镁合金是非磁性屏蔽材料,电磁屏蔽性能好,抗电磁波干扰能力强,可用于手机等通讯产品；6) 镁合金加工成型性好, 极高的压铸生产率，尺寸收缩小，并且具有优良脱模性能，可采用最小的出模斜度。易切削加工性好，外观质感好,可制作笔记本电脑、照相机等外壳；7) 镁合金线收缩率很小,尺寸稳定,不易因环境改变而改变(相对于工程塑料)。8）可回收性能好，符合环保要求。二、工程中应用的优势 重量轻，是铝的2/3，钢铁的1/4。电磁屏蔽性能较好，既是优异的导体，又具有高于无电解电镀的塑料的优异的电磁屏蔽性。吸震性好，有利于减震和降噪。可回收性能好，符合环保要求。极好的切削加工性能。尺寸稳定性高，在摄氏95

26、度以下，即使长时间持有，也基本上看不到变形，其尺寸稳定性优异。导热率高仅次于铝合金。无毒，无磁性。耐印痕性，镁合金与其它物体冲撞时，产生的印痕比铝和钢小。极高的压铸生产率，尺寸收缩小，并且具有优良脱模性能，可采用最小的出模斜度。良好的低温性能，在摄氏-190度时仍具有良好的力学性能，可制作在低温下工作的零件。3镁合金材料在3C产品上应用的优越性轻量化 刚性较高 振动吸收性良好 电磁波绝缘性佳 散热性良好 质感极佳 可回收使用。  4汽车零件采用镁合金材料有何优越性镁合金压铸件和冲压件在汽车中的应用有如下优点：（1）大大减轻重量，从而减少能源消耗，也减少了废气排放；（2）镁合金具有良好

27、的减震性，有利于降低噪声。（3）镁合金具有较好抗变形能力，提高了零件的抗冲击性。（4）产品集成化，用一片压铸件可取代多个不同工艺制造的组装件，带来设计的灵活性。（5）可回收使用。5铝合金和镁合金的生产熔炼方法金属镁的生产方法有皮江法和电解法两种1，皮江法（硅热法）：白云石为原料MgCO3CaCO3+Si(Fe)Mg+CaSiO3+废渣2，电解法：菱镁矿、蛇纹石、卤水、光卤石、海水、水镁石为原料MgCl2 Mg+Cl26镁合金的加工方法有哪些？从原镁到产品：（1）镁合金的液态成形：铸造，压力铸造，半连续铸造，连续铸造；（2）镁合金的固态加工：轧制、挤压、冲压、热锻及超塑性成形等；（3）固液态间的

28、加工：焊接，半凝固铸造，铸轧7简述铸轧工艺过程及其应用在镁合金板材生产中的优越性。（何为铸轧，其加工技术的优点）双辊铸轧工艺是以液态金属为原料，以旋转方向相反的两个铸辊为结晶器，将液态金属直接浇入由铸辊和侧封板围成的熔池中，用来生产金属薄带的新技术。将凝固与成形融为一体，把铸造与轧制合而为一，简化了生产工序, 缩短了生产周期, 设备投资也相应减少。此外, 利用双辊铸轧技术的快速凝固特点,可获得细化的晶粒组织，还可以生产出传统工艺难以轧制的材料以及具有特殊性能的新材料。镁合金铸轧的优点是减少生产工序，缩短生产流程；大大降低基建设备投资和生产成本；大幅度节约能源，减少各种消耗； 提高产品成材率，提

29、高生产率； 改善产品的组织结构，生产特殊性能的产品；是镁合金板带的最高效和经济的生产方法。利用双辊铸轧工艺快速凝固、动态直接成形的特点，直接制出镁合金薄带坯。可以解决坯料成形问题，极大地简化了生产工艺流程，提高了镁合金薄带坯的加工成形性能。使用双辊铸轧法生产镁合金板坯，均匀化退火后进行轧制，省去了铸锭、铣面和热粗轧过程，可以缩短工序，减少资金和能源的消耗，从而使镁合金薄板的生产具有更高的成本效率。同时利用双辊铸轧工艺中的快速凝固技术可使带坯晶粒细化，强度与塑性提高，有利于后续轧制加工。8铸轧技术的优点及其在铝合金板生产中的应用现状。现状：目前，铝合金铸轧带已形成工业化规模。全世界铸轧铝带坯已占

30、带坯总量的20 %以上， 我国达到30 %。全世界连续铸轧机超过420 台, 总生产能力达360万t/ a 。我国有110 台以上， 生产能力大于90 万t/a 9泡沫金属的制备方法10镁合金轧制有哪些方式方法，各有何特点？铸轧，热轧，冷轧，连铸连轧11比较采用白云石和菱镁矿生产金属镁的熔炼方法。金属镁冶炼方法可分为两大类：电解法和热还原法。前者采用氯化镁作原料,常用菱镁矿煅烧后氯化得到氯化镁。后者多采用白云石作原料，所用的还原剂是75%硅铁，或铝屑。我国主要采用硅热还原法炼镁，用硅铁（Si-Fe) 做还原剂，在高温（1200-1250oC)、高真空的条件下进行还原反应，制取金属镁。 四问答1从连铸、热轧和冷轧方面比较1mm厚钢板，铝板和镁合金板生产工艺、设备的异同。一、钢板的生产的工艺流程一般采用大板坯连铸250mm厚板坯热装热送加热（1250左右）热轧到厚度3-6mm（四道粗轧，七道精轧）冷轧（四辊轧机，一般是5机架连轧）成品（1mm以下）连铸采用大板坯连铸机（钢水包、中间包、结晶器、二冷），加热炉采用步进式加热炉，粗轧采用二辊轧机加四辊轧机，精轧7架四辊轧机。 二、镁板的生产工艺流程镁合金板材生产传统上采用半连续铸造