第八章有色金属及其合金习题解答

第八章有色金属及其合金习题解答8-1变形铝合金和铸造铝合金是怎样区分的？热处理能强化铝合金和热处理不能强化铝合金是根据什么确定的?答：1、两者依相图进行区分，会发生共晶转变的是铸造铝合金，加温后可得到单固溶体的是变形铝合金。2、铝合金其固溶体的溶解度不随温度而变化，故不能用热处理方法强化，称为不能用热处理强化合金；铝合金其固溶体的溶解度随温度而变化，可用热处理方法强化，称为能用热处理强化合金。8-2试述各种变形铝合金的特性和用途。答：列表进行阐述和比较：种类特性用途防锈铝合金热处理不能强化的铝合金。具有适中的强度、良好的塑性和抗蚀性。用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件，航空工业中得到广泛应用。硬铝合金热处理可强化的铝合金。强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。用于制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等。超硬铝合金热处理可强化的铝合金。强度高于硬铝。用于工作温度较低、受力较大的结构件,如飞机大梁、起落架等。锻铝合金可锻性好，力学性能高用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。8-3铸造铝合金中哪种系列应用最广泛?用变质处理提高铸造铝合金性能的原理是什么?答：应用最广的是铝硅系铸造铝合金，其代号为ZL101。变质处理的原理是：是在合金浇注前，向液态合金中加入占合金的质量分数为2％～3％的变质剂(2／3的氟化钠和1／3的氯化钠的混和物)以细化共晶组织，从而显著提高合金的强度和塑性(强度提高30％～40％，伸长率提高1％～2％)的一种方法。8-4铝合金的强化措施有哪些?铝合金的淬火与钢的淬火有什么不同?答：铝合金强化措施有形变强化、固溶-时效、变质处理。铝合金的淬火是将能热处理强化的变形铝合金加热到某一温度，保温获得均匀一致的α固溶体后，在水中急冷下来，使α固溶体来不及发生脱溶反应。这样的热处理工艺称为铝合金的固溶处理。经过固溶处理的铝合金，在常温下其α固溶体处于不稳定的过饱和状态，具有析出第二相，过渡到稳定的非过饱和状态的趋向。由于不稳定固溶体在析出第二相过程中会导致晶格畸变，从而使合金的强度和硬度得到显著提高，而塑性则明显下降。这种力学性能在固溶处理后随时间而发生显著变化的现象称为“时效强化”或“时效”。而钢淬火后则需进行回火。8-5什么是黄铜?为什么黄铜中的锌含量不大于45％?答：黄铜是指铜-锌合金。黄铜中的锌含量超过45%，将会产生脆性，使合金性能变坏，所以黄铜中的锌含量不大于45%。8-6什么是锡青铜？它有何性能特点?为什么工业用锡青铜的锡含量为3％～14％?答：以锡为主加元素的铜合金为锡青铜。锡青铜铸造流动性差，铸件密度低，但体积收缩率在有色金属中最小。当锡含量超过20%时，强度和塑性都很低，已无使用价值，故工业上使用的锡青铜里锡的含量大多在3%~14%之间。8-7轴承合金应具有哪些性能要求?为确保这些性能，轴承合金应具有什么样的理想组织?答：对轴承合金的性能要求：足够的强韧性、适当的硬度、良好的导热性和耐蚀性、较小的摩擦系数，良好的耐磨性和磨合性，以减少轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合、成本低。为保证轴承合金的性能，轴承合金的组织应是软的基体上分布着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点。8-8什么叫粉末冶金?试述其特点和应用。答：粉末冶金是指由几种金属粉末或金属与非金属粉末混和压制成型，并经过烧结成零件或材料的一种工艺。粉末冶金制件中存在一些微小孔隙，是多孔材料，可制作多种减磨材料，用于制作滑动轴承。含油轴承材料目前已广泛应用于汽车、拖拉机、纺织机械和电动机等的轴承上。8-9试述硬质合金的种类、特点和用途。答：硬质合金硬度高、热硬性好、耐磨性好。硬质合金刀具比高速钢切削速度高4～7倍，刀具寿命高5～80倍。用于制造模具、量具，寿命比合金工具钢高20～150倍。可切削50HRC左右的硬质材料。但硬质合金脆性大，不能进行切削加工。各类硬质合金的特点及用途如下表所示。种类特点用途钨钴类（YG）韧性好，硬度、耐磨性较差切削铸铁、青铜等脆性材料钨钴钛类(YT)韧性差，硬度、耐磨性较好切削高韧或塑性钢材通用硬质合金(YW)韧性好，硬度、耐磨性较好切削高锰钢、不锈钢、耐热钢等难加工材料钢结硬质合金可以锻造、热处理、焊接、切削加工形状复杂的刃具、模具及耐磨件8-10指出下列零件应采用所给材料中的哪—种材料?并选定其热处理方法。零件：车辆缓冲弹簧、机床床身、发动机连杆螺栓、机用大钻头、镗床主轴、自行车车架、车床丝杆螺母、电风扇机壳、粗车铸铁车刀、手工锯条、汽车用轴瓦、汽车变速箱齿轮。材料：20CrMnTi、HT200、38CrMoAl、45钢、ZCuSn10Pbl、40Cr、T12A、ZPbSb16Sn16Cu2、16Mn、W18Cr4V、60Si2Mn、P10、ZL102。答：如下表所示：零件材料热处理车辆缓冲弹簧60Si2Mn淬火+中温回火机床床身HT200去应力退火、表面淬火发动机连杆螺栓40Cr调质机用大钻头W18Cr4V高温淬火+多次回火镗床主轴38CrMoAl调质+渗氮自