第八章有色金屬及其合金習(xí)題解答

第八章有色金屬及其合金習(xí)題解答8-1變形鋁合金和鑄造鋁合金是怎樣區(qū)分的？熱處理能強(qiáng)化鋁合金和熱處理不能強(qiáng)化鋁合金是根據(jù)什么確定的?答：1、兩者依相圖進(jìn)行區(qū)分，會發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的是鑄造鋁合金，加溫后可得到單固溶體的是變形鋁合金。2、鋁合金其固溶體的溶解度不隨溫度而變化，故不能用熱處理方法強(qiáng)化，稱為不能用熱處理強(qiáng)化合金；鋁合金其固溶體的溶解度隨溫度而變化，可用熱處理方法強(qiáng)化，稱為能用熱處理強(qiáng)化合金。8-2試述各種變形鋁合金的特性和用途。答：列表進(jìn)行闡述和比較：種類特性用途防銹鋁合金熱處理不能強(qiáng)化的鋁合金。具有適中的強(qiáng)度、良好的塑性和抗蝕性。用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢?、沖壓加工的零件，航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。硬鋁合金熱處理可強(qiáng)化的鋁合金。強(qiáng)度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)?。超硬鋁合金熱處理可強(qiáng)化的鋁合金。強(qiáng)度高于硬鋁。用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件,如飛機(jī)大梁、起落架等。鍛鋁合金可鍛性好，力學(xué)性能高用于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等。8-3鑄造鋁合金中哪種系列應(yīng)用最廣泛?用變質(zhì)處理提高鑄造鋁合金性能的原理是什么?答：應(yīng)用最廣的是鋁硅系鑄造鋁合金，其代號為ZL101。變質(zhì)處理的原理是：是在合金澆注前，向液態(tài)合金中加入占合金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％～3％的變質(zhì)劑(2／3的氟化鈉和1／3的氯化鈉的混和物)以細(xì)化共晶組織，從而顯著提高合金的強(qiáng)度和塑性(強(qiáng)度提高30％～40％，伸長率提高1％～2％)的一種方法。8-4鋁合金的強(qiáng)化措施有哪些?鋁合金的淬火與鋼的淬火有什么不同?答：鋁合金強(qiáng)化措施有形變強(qiáng)化、固溶-時(shí)效、變質(zhì)處理。鋁合金的淬火是將能熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金加熱到某一溫度，保溫獲得均勻一致的α固溶體后，在水中急冷下來，使α固溶體來不及發(fā)生脫溶反應(yīng)。這樣的熱處理工藝稱為鋁合金的固溶處理。經(jīng)過固溶處理的鋁合金，在常溫下其α固溶體處于不穩(wěn)定的過飽和狀態(tài)，具有析出第二相，過渡到穩(wěn)定的非過飽和狀態(tài)的趨向。由于不穩(wěn)定固溶體在析出第二相過程中會導(dǎo)致晶格畸變，從而使合金的強(qiáng)度和硬度得到顯著提高，而塑性則明顯下降。這種力學(xué)性能在固溶處理后隨時(shí)間而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象稱為“時(shí)效強(qiáng)化”或“時(shí)效”。而鋼淬火后則需進(jìn)行回火。8-5什么是黃銅?為什么黃銅中的鋅含量不大于45％?答：黃銅是指銅-鋅合金。黃銅中的鋅含量超過45%，將會產(chǎn)生脆性，使合金性能變壞，所以黃銅中的鋅含量不大于45%。8-6什么是錫青銅？它有何性能特點(diǎn)?為什么工業(yè)用錫青銅的錫含量為3％～14％?答：以錫為主加元素的銅合金為錫青銅。錫青銅鑄造流動性差，鑄件密度低，但體積收縮率在有色金屬中最小。當(dāng)錫含量超過20%時(shí)，強(qiáng)度和塑性都很低，已無使用價(jià)值，故工業(yè)上使用的錫青銅里錫的含量大多在3%~14%之間。8-7軸承合金應(yīng)具有哪些性能要求?為確保這些性能，軸承合金應(yīng)具有什么樣的理想組織?答：對軸承合金的性能要求：足夠的強(qiáng)韌性、適當(dāng)?shù)挠捕?、良好的?dǎo)熱性和耐蝕性、較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性和磨合性，以減少軸頸磨損，保證軸與軸瓦良好的跑合、成本低。為保證軸承合金的性能，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上分布著硬的質(zhì)點(diǎn)或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點(diǎn)。8-8什么叫粉末冶金?試述其特點(diǎn)和應(yīng)用。答：粉末冶金是指由幾種金屬粉末或金屬與非金屬粉末混和壓制成型，并經(jīng)過燒結(jié)成零件或材料的一種工藝。粉末冶金制件中存在一些微小孔隙，是多孔材料，可制作多種減磨材料，用于制作滑動軸承。含油軸承材料目前已廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、紡織機(jī)械和電動機(jī)等的軸承上。8-9試述硬質(zhì)合金的種類、特點(diǎn)和用途。答：硬質(zhì)合金硬度高、熱硬性好、耐磨性好。硬質(zhì)合金刀具比高速鋼切削速度高4～7倍，刀具壽命高5～80倍。用于制造模具、量具，壽命比合金工具鋼高20～150倍。可切削50HRC左右的硬質(zhì)材料。但硬質(zhì)合金脆性大，不能進(jìn)行切削加工。各類硬質(zhì)合金的特點(diǎn)及用途如下表所示。種類特點(diǎn)用途鎢鈷類（YG）韌性好，硬度、耐磨性較差切削鑄鐵、青銅等脆性材料鎢鈷鈦類(YT)韌性差，硬度、耐磨性較好切削高韌或塑性鋼材通用硬質(zhì)合金(YW)韌性好，硬度、耐磨性較好切削高錳鋼、不銹鋼、耐熱鋼等難加工材料鋼結(jié)硬質(zhì)合金可以鍛造、熱處理、焊接、切削加工形狀復(fù)雜的刃具、模具及耐磨件8-10指出下列零件應(yīng)采用所給材料中的哪—種材料?并選定其熱處理方法。零件：車輛緩沖彈簧、機(jī)床床身、發(fā)動機(jī)連桿螺栓、機(jī)用大鉆頭、鏜床主軸、自行車車架、車床絲桿螺母、電風(fēng)扇機(jī)殼、粗車鑄鐵車刀、手工鋸條、汽車用軸瓦、汽車變速箱齒輪。材料：20CrMnTi、HT200、38CrMoAl、45鋼、ZCuSn10Pbl、40Cr、T12A、ZPbSb16Sn16Cu2、16Mn、W18Cr4V、60Si2Mn、P10、ZL102。答：如下表所示：零件材料熱處理車輛緩沖彈簧60Si2Mn淬火+中溫回火機(jī)床床身HT200去應(yīng)力退火、表面淬火發(fā)動機(jī)連桿螺栓40Cr調(diào)質(zhì)機(jī)用大鉆頭W18Cr4V高溫淬火+多次回火鏜床主軸38CrMoAl調(diào)質(zhì)+滲氮自