第九章 有色金属及其合金习题参考答案
金属材料学第章课后习题答案
金属材料学习题与思考题第七章铸铁1、铸铁与碳钢相比,在成分、组织和性能上有什么区别（1）白口铸铁：含碳量约%,硅在1%以下白口铸铁中地碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在,因断口呈亮白色.故称白口铸铁,由于有大量硬而脆地Fe3c,白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工.因此,在工业应用方面很少直接使用,只用于少数要求耐磨而不受冲击地制件,如拔丝模、球磨机铁球等.大多用作炼钢和可锻铸铁地坯料（2）灰口铸铁；含碳量大于％,铸铁中地碳大部或全部以自由状态片状石墨存在.断口呈灰色.它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,耐磨性好、加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件.（3）钢地成分要复杂地多,而且性能也是各不相同钢是含碳量在%%之间地铁碳合金.我们通常将其与铁合称为钢铁,为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过%.钢地主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等,而且钢还根据品质分类为①普通钢（P≤%,S≤%）②优质钢（P、S均≤%）③高级优质钢（P≤%,S≤%）按照化学成分又分①碳素钢：.低碳钢（C≤%）.中碳钢（C≤~%）.高碳钢（C≤%）.②合金钢：低合金钢（合金元素总含量≤5%）.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）.高合金钢（合金元素总含量＞10%）.2、C、Si、Mn、P、S元素对铸铁石墨化有什么影响为什么三低（C、Si、Mn低）一高（S高）地铸铁易出现白口（1）合金元素可以分为促进石墨化元素和阻碍石墨化元素,顺序为：Al、C、Si、Ti、Ni、P、Co、Zr、Nb、W、Mn、S、Cr、V、Fe、Mg、Ce、B等.其中,Nb为中性元素,向左促进程度加强,向右阻碍程度加强.C和Si是铸铁中主要地强烈促进石墨化元素,为综合考虑它们地影响,引入碳当量CE = C% + 1/3Si%,一般CE≈4%,接近共晶点.S是强烈阻碍石墨化元素,降低铸铁地铸造和力学性能,控制其含量.（2）铸铁地含碳量高,脆性大,焊接性很差,在焊接过程中易产生白口组织和裂纹.白口组织是由于在铸铁补焊时,碳、硅等促进石墨化元素大量烧损,且补焊区冷速快,在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生地.白口铸铁硬而脆,切削加工性能很差.采用含碳、硅量高地铸铁焊接材料或镍基合金、铜镍合金、高钒钢等非铸铁焊接材料,或补焊时进行预热缓冷使石墨充分析出,或采用钎焊,可避免出现白口组织,.3、铸铁壁厚对石墨化有什么影响冷速越快,不利于铸铁地石墨化,这主要取决于浇注温度、铸型材料地导热能力及铸件壁厚等因素.冷速过快,第二阶段石墨化难以充分进行.4、石墨形态是铸铁性能特点地主要矛盾因素,试分别比较说明石墨形态对灰铸铁和球墨铸铁力学性能及热处理工艺地影响.墨地数量、大小和分布对铸铁地性能有显着影响.如片状石墨 ,数量越多对基体地削弱作用和应力集中程度越大.石墨形状影响铸铁性能：片状、团絮状、球状.对于灰铸铁,热处理仅能改变基体组织,改变不了石墨形态,热处理不能明显改善灰铸铁地力学性能.球墨铸铁是石墨呈球体地灰铸铁,简称球铁.由于球墨铸铁中地石墨呈球状,对基体地割裂作用大为减少,球铁比灰铸铁及可锻铸铁具有高得多地强度、塑性和韧性.5、球墨铸铁地性能特点及用途是什么球墨铸铁.将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出地石墨呈球状,简称球铁.比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性.用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等..珠光体型球墨铸铁——柴油机地曲轴、连杆、齿轮；机床主轴、蜗轮、蜗杆；轧钢机地轧辊；水压机地工作缸、缸套、活塞等. 铁素体型球墨铸铁——受压阀门、机器底座、汽车后桥壳等.6、和刚相比,球墨铸铁地热处理原理有什么异同球墨铸铁地热处理主要有退火、正火、淬火加回火、等温淬火等.7、HT200、HT350、KTH300-06、QT400、QT600各是什么铸铁数字代表什么意义各具有什么样地基体和石墨形态说明他们地力学性能特点及用途.（1）灰铸铁常用型号为HT100/HT150/HT200/HT250/HT300/HT350球墨铸铁常用型号为QT400-18/QT400-15/QT450-10/QT500-7/QT600-3/QT700-2/QT800-2/QT900-2黑心可锻铸铁常用牌号为KTH300-06/KTH350-10/KTZ450-06/KTZ550-04/KTZ650-02/KTZ700-02,其中KTH300-06适用于气密性零件,KTH380-08适用于水暖件,KTH350-10适用于阀门、汽车底盘.（2）牌号中代号后面只有一组数字时,表示抗拉强度值；有两组数字时,第一组表示抗拉强度值,第二组表示延伸率值.两组数字中间用“一”隔开.抗拉强度随壁厚而变化,壁厚越大抗拉强度越小.3）①灰口铸铁：灰铸铁是指石墨呈片状分布地灰口铸铁.灰铸铁价格便宜,应用广泛,其产量约占铸铁总产量地80%以上.1.牌号：常用地牌号为HT100、HT150、HT200、……、HT3502.组织灰铸铁地组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成地,其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种.灰铸铁地显微组织如下图所示.为提高灰铸铁地性能,常对灰铸铁进行孕育处理,以细化片状石墨,常用地孕育剂有硅铁和硅钙合金.经孕育处理地灰铸铁称为孕育铸铁.3.热处理热处理只能改变铸铁地基体组织,但不能改变石墨地形态和分布.由于石墨片对基体地连续性地破坏严重,产生应力集中大,因而热处理对灰铸铁地强化效果不大,其基体强度利用率只有30%-50%.灰铸铁常用地热处理有：消除内应力退火、消除白口组织退火和表面淬火.4.用途灰铸铁主要用于制造承受压力和振动地零部件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体等.②球墨铸铁：球墨铸铁是指石墨呈球形地灰口铸铁,是由液态铁水经石墨化后得到地.与灰铸铁相比,它地碳当量较高,一般为过共晶成分,这有利于石墨球化.1.牌号：QT400-17、QT420-10、QT500-05、QT600-02、 QT700-02、QT800-02、QT1200-012.组织球墨铸铁是由基体+球状石墨组成,铸态下地基体组织有铁素体、铁素体加珠光体和珠光体3种.球状石墨是液态铁水经球化处理得到地.加入到铁水中能使石墨结晶成球形地物质称为球化剂,常用地球化剂为镁、稀土和稀土镁.镁是阻碍石墨化地元素,为了避免白口,并使石墨细小且分布均匀,在球化处理地同时还必须进行孕育处理,常用地孕育剂为硅铁和硅钙合金.3.性能由于球状石墨圆整程度高,对基体地割裂作用和产生地应力集中更小,基体强度利用率可达70%-90%.接近于碳钢,塑性和韧性比灰铸铁和可锻铸铁都高.4.热处理由于球状石墨危害程度小,因而可以对球墨铸铁进行各种热处理强化.球墨铸铁地热处理主要有退火、正火、淬火加回火、等温淬火等.5.用途球墨铸铁在汽车、机车、机床、矿山机械、动力机械、工程机械、冶金机械、机械工具、管道等方面得到广泛应用,可代替部分碳钢制造受力复杂,强度、韧性和耐磨性要求高地零件.③可锻铸铁：可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火后获得地,其石墨呈团絮状.可锻铸铁中要求碳、硅含量不能太高,以保证浇注后获得白口组织,但又不能太低,否则将延长石墨化退火周期.1.牌号：KTH KTB KTZ分别表示黑心、白心、珠光体可锻铸铁代号2.组织可锻铸铁地组织与第二阶段石墨化退火地程度有关.当第一阶段石墨化充分进行后（组织为奥氏体+团絮状石墨）,在共析温度附近长时间保温,使第二阶段石墨化也充分进行,则得到铁素体+团絮状石墨组织,由于表层脱碳而使心部地石墨多于表层,断口心部呈灰黑色,表层呈灰白色,故称为黑心可锻铸铁.若通过共析转变区时,冷却较快,第二阶段石墨化未能进行,使奥氏体转变为珠光体,得到珠光体+团絮状石墨地组织,称为珠光体可锻铸铁.3.性能由于可锻铸铁中地团絮状石墨对基体地割裂程度及引起地应力集中比灰铸铁要小,因而其强度、塑性和韧性均比灰铸铁高,接近于铸钢,但不能锻造,其强度利用率达到基体地40%-70%.4.用途可锻铸铁常用于制造形状复杂且承受振动载荷地薄壁小型件,如汽车、拖拉机地前后轮壳、管接头、低压阀门等.这些零件如用铸钢制造则铸造性能差,用灰铸铁则韧性等性能达不到要求.8、如何理解铸铁在一般地热处理过程中,石墨参与相变,但是热处理并不能改变石墨地形态和分布.铸铁地热处理目地在于两方面：一是改变基体组织,改善铸铁性能,二是消除铸件应力.值得注意地是：铸件地热处理不能改变铸件原来地石墨形态及分布,即原来是片状或球状地石墨热处理后仍为片状或球状,同时它地尺寸不会变化,分布状况不会变化.铸铁件热处理只能改变基体组织,不能改变石墨地形态及分布,机械性能地变化是基体组织地变化所致.普通灰口铸铁(包括孕育铸铁)石墨片对机械性能(强度、延性)影响很大,灰口铸铁经热处理改善机械性能不显着.还需要注意地是铸铁地导热性较钢差,石墨地存在导致缺口敏感性较钢高,因此铸铁热处理中冷却速度(尤其淬火)要严格控制.9、某厂生产球墨铸铁曲拐.经浇注后,表面常出现“白口”,为什么为消除白口,并希望得到珠光体基体组织,应采用什么样地热处理工艺铸件冷却时,表层及薄截面处,往往产生白口.白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落.因此必须采用退火（或正火）地方法消除白口组织.退火工艺为：加热到550－950℃保温2～5 h,随后炉冷到500—550℃再出炉空冷.在高温保温期间 ,游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A,在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解,发生石墨化过程.由于渗碳体地分解,导致硬度下降,从而提高了切削加工性.10、解释机床底座常用灰铸铁制造地原因.工艺问题,这些零件形状复杂,除铸造用其他方法难以得到毛坯,而灰口铸铁具有十分优秀地铸造性能.而钢地铸造性很差. 其一,价格便宜,这些产品地重量很重. 其二,减震,灰铸铁中含碳量比较高,石墨在铸铁中地吸振能力或阻止振动传播地作用,使灰铸铁有优良地减振性,钢材没有这个特性. 其三,减磨.灰铸铁中石墨有储油地作用,在有润滑地条件下,加上石墨本身是良好地润滑剂和冷却剂,所以灰铸铁有很好地减磨作用,从而灰铸铁比结构钢耐.其四,对缺口敏感性很低,灰铸铁本身地显微结构石墨是呈现细片状结构,千疮百孔地,再加几个缺口不要紧.钢要是有缺口,十分容易在缺口处疲劳破坏.11、影响铸态组织地主要因素是什么铸铁地组织取决于石墨化进行地程度,为了获得所需要地组织,关键在于控制石墨化进行地程度.实践表明,铸铁地化学成分和结晶时地冷却速度是主要因素.第八章铝合金1、试述铝合金地合金化原则.为什么以硅、铜、镁、锰、锌等元素为主加元素,而以钛、硼、稀土等作为辅加元素.铝具有一系列比其他有色金属、钢铁和塑性等更优良地性能,如密度小,仅为,约为钢或铜地1/3；优良地导电性、导热性；良好地耐蚀性；优良地塑性和加工性能等.但纯铝地力学性能不高,不适合作为承受较大载何地结构零件.为了提高铝地力学性能,在纯铝中加入某些合金元素,制成铝合金.铝合金仍保持纯铝地密度小和耐蚀性好地特点,且力学性能比纯铝高得多.经热处理后地铝合金地力学性能可以和钢铁材料相媲美. 铝合金中常加入地元素为硅、铜、镁、锰、锌元素等.这些合金元素在固态铝中地溶解度一般都是有限地.2、铝合金热处理强化和钢淬火强化地主要区别是什么铝合金地热处理强化不发生同素异构转变.铝合金地淬火处理称为固溶处理,由于硬脆地第二相消失,所以塑性有所提高.过饱和地ａ固溶体虽有强化作用,但是单相地固溶强化作用是有限地,所以铝合金固溶处理强度、硬度提高并不明显,而塑性却有明显提高.铝合金经固溶处理后,获得过饱和固溶体.在随后地室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起温度、硬度以及物理和化学性能地显着变化,这一过程称为时效.铝合金地热处理强化实际上包括了固溶处理与时效处理两部分.3、以Al-Cu合金为例,简要说明铝合金时效地基本过程.①形成溶质原子偏聚区－G·P（Ⅰ）区.在新淬火状态地过饱和固溶体中,铜原子在铝晶格中地分布是任意地、无序地.时效初期,即时效温度低或时效时间短时,铜原子在铝基体上地某些晶面上聚集,形成溶质原子偏聚区,称G·P（Ⅰ）区.G·P（Ⅰ）区与基体α保持共格关系,这些聚合体构成了提高抗变形地共格应变区,故使合金地强度、硬度升高.②G·P区有序化－形成G·P（Ⅱ）区.随着时效温度升高或时效时间延长,铜原子继续偏聚并发生有序化,即形成G·P （Ⅱ）区.它与基体α仍保持共格关系,但尺寸较G·P（Ⅰ）区大.它可视为中间过渡相,常用θ”表示.它比G·P（Ⅰ）区周围地畸变更大,对位错运动地阻碍进一步增大,因此时效强化作用更大,θ”相析出阶段为合金达到最大强化地阶段.③形成过渡相θ′.?随着时效过程地进一步发展,铜原子在G·P（Ⅱ）区继续偏聚,当铜原子与铝原子比为1：2时,形成过渡相θ′.由于θ′地点阵常数发生较大地变化,故当其形成时与基体共格关系开始破坏,即由完全共格变为局部共格,因此θ′相周围基体地共格畸变减弱,对位错运动地阻碍作用亦减小,表现在合金性能上硬度开始下降.由此可见,共格畸变地存在是造成合金时效强化地重要因素.④形成稳定地θ相.过渡相从铝基固溶体中完全脱溶,形成与基体有明显界面地独立地稳定相Al2Cu,称为θ相此时θ相与基体地共格关系完全破坏,并有自己独立地晶格,其畸变也随之消失,并随时效温度地提高或时间地延长,θ相地质点聚集长大,合金地强度、硬度进一步下降,合金就软化并称为“过时效”.θ相聚集长大而变得粗大.4、铝合金地成分设计要满足哪些条件才能有时效强化一种合金能否通过时效强化,首先取决于组成合金地元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化地程度.如硅、锰在铝中地固溶度比较小,且随温度变化不大,而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大地固溶度,但它们与铝形成地化合物地结构与基体差异不大,强化效果甚微.因此,二元铝－硅、铝－锰、铝－镁、铝－锌通常都不采用时效强化处理.而有些二元合金,如铝－铜合金,及三元合金或多元合金,如铝－镁－硅、铝－铜－镁－硅合金等,它们在热处理过程中有溶解度和固态相变,则可通过热处理进行强化.为获得良好地时效强化效果,在不发生过热、过烧及晶粒长大地条件下,淬火加热温度高些,保温时间长些,有利于获得最大过饱和度地均匀固溶体.另外在淬火冷却过程不析出第二相,否则在随后时效处理时,已析出相将起晶核作用,造成局部不均匀析出而降低时效强化效果.5、硬铝合金有哪些优缺点说明2A12（LY12）地热处理特点.硬铝属于Al-Cu-Mg系合金,具有强烈地时效强化作用,经时效处理后具有很高地硬度、强度,故Al-Cu-Mg系合金总称为硬铝合金.这类合金具有优良地加工性能和耐热性,但塑性、韧性低,耐蚀性差,常用来制作飞机大梁、空气螺旋桨等.硬铝合金地热处理特性是强化相地充分固溶温度与（α+β+S）三元共晶地熔点507℃.因此,硬铝淬火加热地过烧敏感性很大,为了获得最大固溶度地过饱和固溶体,2A12合金最理想地淬火温度为500℃±3℃,但实际生产条件很难做到,所以2A12合金常用地淬火温度为495～500℃.6、试述铸造铝合金地类型、特点和用途.铸造铝合金一般分为以下 4 个系列 :Al-Si 合金该系合金又称为硅铝明 , 一般 Si 地质量分数为 4%-22%.Al-Si 合金具有优良地铸造性能 , 如流动性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小 , 经过变质和热处理之后 , 具有良好地力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和中等地机加工性能 , 是铸造铝合金中品种最多 , 用途最广地一类合金.Al-Cu 合金该系合金中 Cu 地质量分数为 3%-11% , 加人其他元素使室温和高温力学性能大幅度提高 , 如ZL205A (T6) 合金地标准性能σb 为 490MPa, 是目前世界上强度最高地铸造铝合金之一 , ZL206 、 ZL207 和 ZL208 合金具有很高地耐热性能. ZL207 中添加了混合稀土 , 提高了合金地高温强度和热稳定性 , 可用于 350-400 ℃ 下工作地零件 , 缺点是室温力学性能较差 , 特别是伸长率很低. Al-Cu 合金具有良好地切削加工和焊接性能 , 但铸造性能和耐腐蚀性能较差.这类合金在航空产品上应用较广 , 主要用作承受大载荷地结构件和耐热零件.Al-Mg 合金该系合金中 Mg 地质量分数为 4%-11% , 密度小 , 具有较高地力学性能 , 优异地耐腐蚀性能 , 良好地切削加工性能 , 加工表面光亮美观.该类合金熔炼和铸造工艺较复杂 , 除用作耐蚀合金外 , 也用作装饰用合金.Al-Zn 合金 Zn 在 Al 中地溶解度大 , 当 Al 中加人 Zn 地质量分数大于 10% 时 , 能显着提高合金地强度 , 该类合金自然时效倾向大 , 不需要热处理就能得到较高地强度.这类合金地缺点是耐腐蚀性能差 , 密度大 , 铸造时容易产生热裂 , 主要用做压铸仪表壳体类零件.7、试解释：铝合金地晶粒粗大,不能靠重新加热处理来细化.由于铝合金不象钢基体在加热或冷却时可以发生同素异构转变,因此不能像钢一样可以通过加热和冷却发生重结晶而细化晶粒.8、Al-Zn-Cu-Mg系合金地最高强度是怎样通过化学成分和热处理获得地热处理可强化型铝合金：AL—Zn--Mg--Cu系合金--7XXX系,如7075合金,以Mg和Si为主要合金元素并以Zn为主要合金元素地铝合金.7XXX系合金中含铜地AL—Zn--Mg--Cu,还有一些其他微量元素,它有较强地韧性和强度,为代表地7075合金,用于飞机及航空制造业.这类合金有抗应力腐蚀性和抗剥落腐蚀地能力会随之下降.如果对成份和热处理以及显微组织进行全面设计,可以得到综合性能良好地高强度合金,该系合金中主要强化相为Mn Zn z(n)与Al2 Mg3 Zn3(T)相.用于制作轮椅地材料7003-C合金主要强化相为?相和Mg2Si..有很好地抗应力腐蚀性能和焊接性能,又有比6XXX系列高地强度和塑性,便于热成形和冷加工,在冷加工和焊接后不需再进行热处理.研究2种不同热处理方式对喷射成形超高强度Al-Zn-Mg-Cu系铝合金地显微组织和力学性能地影响.观察沉积态、挤压态、固溶及时效处理后样品地显微组织,对经时效处理地样品进行了力学性能测试.结果表明：沉积态合金晶粒均匀细小；挤压态合金存在大量地第二相颗粒,为富铜相；固溶处理后,合金出现了再结晶现象.在T6条件下,采用常规470℃单级固溶和时效处理,其抗拉强度仅为710MPa,延伸率为6．5％；采用双级固溶和时效处理,其抗拉强度超过800MPa,延伸率达到9．3％.（T6：固溶热处理后进行人工时效地状态）9、不同铝合金可通过哪些途径达到强化地目地代号名称说明与应用F 自由加工状态适用于在成形过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求地产品,对该状态产品地力学性能不作规定O 退火状态适用于经完全退火获得最低强度地加工产品H 加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度地产品,产品在加工硬化后要经过（也可不经过）使强度有所降低地附加热处理.H代号后面必须跟有两位或三位何拉伯数字W 固溶热处理状态一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效地合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段T 热处理状态适用于热处理后,经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态（不同于F、O、H状态）地产品, T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字.TO 固溶热处理后,经自然时效再经过冷加工地状态.适用于经冷加工提高强度地产品T1 由高温成形冷却,然后自然时效至基本稳定地状态.适用于由高温成形过程冷却后,不再进行冷加工（可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限）地产品T2 由高温成形冷却,经冷加工后自然时效至基本稳定地状态.适用于由高温成形过程冷却后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度地产品T3 固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效至基本稳定地状态.适用于在固溶热处理后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度地产品T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定地状态.适用于固溶热处理后,不再进行冷加工（可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限）地产品T5 由高温成形过程冷却,然后进行人工时效地状态.（不经过冷加工可进行矫直、矫平但不影响力学性能极限）,予以人工时效地产品T6 固溶热处理后进行人工时效地状态T7 固溶热处理后进行过时效地状态.适用于固溶热处理后,为获取某些重要特性,在人工时效时强度在时效曲线上越过了最高峰点地产品T8 固溶热处理后经冷加工,然后进行人工时效地状态.适用于经冷加工或矫直、矫平以提高强度地产品T9 固溶热处理后人工时效,然后进行冷加工地状态.适用于经冷加工提高强度产品T10 由高温成形过程冷却后,进行冷加工,然后人工时效地状态10、为什么大多数铝硅铸造合金都要进行变质处理铝硅铸造合金当硅含量为多少时一般不进行变质处理,原因是什么铝硅铸造合金中加入镁、铜等元素作用是什么一般情况下,铝硅合金地共晶体由粗针状硅晶体和α固溶体构成,强度和塑性都较差；经变质处理后地组织是细小均匀地共晶体加初生α固溶体,合金地强度和塑性显着提高,因此,铝硅合金要进行变质处理.铸造硅铝合金一般需要采用变质处理,以改变共晶硅地形态.常用地变质剂为钠盐.钠盐变质剂易与熔融合金中地气体起反应,使变质处理后地铝合金铸件产生气孔等铸造缺陷,为了消除这种铸造缺陷,浇注前必须进行精炼脱气,导致铸造工艺复杂化.故一般对于Si小于7%--8%地合金不进行变质处理.若适当减少硅含量而加入铜和镁可进一步改善合金地耐热性,获得铝硅铜镁系铸造合金,其强化相除了Mg2Si、CuAl2外,还有Al2CuMg、AlxCu4Mg5Si4等相,常用地铝硅铜镁系铸造合金有ZL103、ZL105、ZL111等合金.它们经过时效处理后,可制作受力较大地零件,如ZL105可制作在250℃以下工作地耐热零件,ZL111可铸造形状复杂地内燃机汽缸等.11、铸造铝合金地热处理与变形铝合金地热处理相比有什么特点为什么铝合金分两大类：铸造铝合金,在铸态下使用；变形铝合金,能承受压力加工,力学性能高于铸态.可加工成各种形态、规格地铝合金材.主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等.铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金.变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金.不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等.可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等. 铝合金可以采用热处理获得良好地机械性能,物理性能和抗腐蚀性能. 铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金和铝锌合金.第九章铜合金1、锌含量对黄铜性能有什么影响（1）普通黄铜地室温组织普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量变化范围较大,因此其室温组织也有很大不同.根据Cu －Zn二元状态图（图6）,黄铜地室温组织有三种：含锌量在35%以下地黄铜,室温下地显微组织由单相地α固溶体组成,称为α黄铜；含锌量在36%～46%范围内地黄铜,室温下地显微组织由（α+β）两相组成,称为（α+β）黄铜（两相黄铜）；含锌量超过46%～50%地黄铜,室温下地显微组织仅由β相组成,称为β黄铜.（2）压力加工性能α单相黄铜（从H96至H65）具有良好地塑性,能承受冷热加工,但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,一般在200～700℃之间.因此,热加工时温度应高于700℃.单相α黄铜中温脆性区产生地原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆；另外,合金中存在微量地铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂.实践表明,加入微量地铈可以有效地消除中温脆性.两相黄铜（从H63至H59）,合金组织中除了具有塑性良好地α相外,还出现了由电子化合物CuZn为基地β固溶体.β相在高温下具有很高地塑性,而低温下地β′相（有序固溶体）性质硬脆.故（α+β）黄铜应在热态下进行锻造.含锌量大于46%～50%地β黄铜因性能硬脆,不能进行压力加工.（3）力学性能黄铜中由于含锌量不同,机械性能也不一样.对于α黄铜,随着含锌量地增多,σb和δ均不断增高.对于（α+β）黄铜,当含锌量增加到约为45%之前,室温强度不断提高.若再进一步增加含锌量,则由于合金组织中出现了脆性更大地r相（以Cu5Zn8化合物为基地固溶体）,强度急剧降低.（α+β）黄铜地室温塑性则始终随含锌量地增加而降低.所以含锌量超过45%地铜锌合金无实用价值.普通黄铜地用途极为广泛,如水箱带、供排水管、奖章、波纹管、蛇形管、冷凝管、弹壳及各种形状复杂地冲制品、小五金件等.随着锌含量地增加从H63到H59,它们均能很好地承受热态加工,多用于机械及电器地各种零件、冲压件及乐器等处.2、单相α黄铜中温脆性产生地原因是什么如何消除单相黄铜（从H96至H65）具有良好地塑性,能承受冷热加工,但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,一般在200～700℃之间.因此,热加工时温度应高于700℃.单相α黄铜中温脆性区产生地原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆；另外,合金中存在微量地铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂.实践表明,加入微量地铈可以有效地消除中温脆性.3、什么是黄铜地“自裂”产生地原因是什么通常采用什么方法消除。
第九章 有色金属及其合金习题参考答案
第九章有色金属及其合金习题参考答案一、解释下列名词答：1、时效强化(处理)：将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的过程。
自然时效：在室温下产生的强化效应。
人工时效：在低温加热条件下产生的强化效应。
2、硅铝明：Al-Si系铸造铝合金。
3、紫铜：在大气中表面形成氧化亚铜呈紫色的纯铜。
黄铜：以Zn为主加元素的铜合金。
青铜：除Zn和Ni以外的其他元素为主加元素的铜合金。
4、巴氏合金：铅基和锡基轴承合金。
二、填空题1、根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将其分为_铸造铝合金和形变铝合金两大类。
2、纯铝及防锈铝合金采用加工硬化的方法可以达到提高强度之目的。
3、硬铝合金的热处理强化，是先进行固溶处理，得到过饱和固溶体组织，这时强度仍较低，接着经时效处理，强化硬度才明显提高。
4、Cu-Zn 合金一般称为黄铜，而Cu-Sn 合金一般称为锡青铜。
5、纯铜具有面心立方晶格，塑性好，强度低，耐腐蚀性能较好。
6、制造轴瓦及其内衬的合金叫做轴承合金。
7、以轴承合金制造的轴瓦，应具有如下组织：在软基体上分布着均匀的硬质点或在硬基体上分布着均匀的软质点。
8、将下列合金对号填空：LY12、 ZL104、 LF2、 H68、 LC4、 ZQSn10铸造铝合金ZL104 、超硬铝合金LC4 、硬铝合金LY12、青铜合金ZQSn10、黄铜H68、防锈铝合金LF2。
9、H68材料适合作子弹壳，锡黄铜材料适合作船舶配件，QSn4-3材料适合作抗磁零件，铍青铜材料适合作重要的弹性元件。
10、适合作飞机翼肋的材料是2A12(LY12)，适合作飞机大梁和起落架的材料是7A04(LC4)，适合作飞机蒙皮的材料是8089，适合作飞机上结构形状复杂的仪器零件的材料是铝锌合金，适合作火箭、导弹的液氢燃料箱部件的材料是8089，适合作超音速飞机涡轮机匣的材料是ZL105。
11、ZLl02是铝硅合金，其组成元素为铝、硅。
三、简答题1、不同铝合金可通过哪些途径达到强化目的？答：铸造铝硅合金可通过变质处理达到强化的目的。
人教版化学教材九年级(下册)课后习题含答案
第八章--金属和金属材料（人教版）课题1---金属材料题号解析1 密度小，具有抗腐蚀性。
2 铁：可用于做菜刀、镰刀、锤子等；利用了硬度大的性质。
铜：可用于制电线、火锅等；利用了其导电性好，导热性好，熔点高的性质。
金：可用于制作项链、戒指等饰品；利用了其具有较好的金属光泽的性质。
点拨：物质的性质决定物质的用途。
3需要有光泽好，抗腐蚀，硬度大的性质。
提示：合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好。
4 (1)外科手术刀：不锈钢，因为其抗腐蚀性好。
(2)防盗门：锰钢，硬度大。
(3)门锁：黄铜，因为强度高，可塑性好、易加工、耐腐蚀。
(4)自行车支架：锰钢，因为其韧性好，硬度大。
5该金属可能的用途有：制作机器零件、火箭、飞机、轮船、电线、电榄、化工和通讯设备等。
6 解：1 000 kg铁红中铁的质量=1 000 kg××100％=1 000 kgX xl00％=700 kg答：1 000 kg铁红中最多含铁的质量为700 kg。
点拨：利用化学式中某元素的质量分数来求物质中某元素的质量。
课题2---金属的化学性质题号解析1 常温下铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此铝具有良好的抗腐蚀性能。
如果刷洗铝制品时，用钢刷、沙等来摩擦，就会破坏铝制品表面的致密氧化膜，使铝被腐蚀的速度加快。
2 配制波尔多液的硫酸铜溶于水可制成硫酸铜溶液，铁与硫酸铜在溶液中反应，使铁制品被腐蚀，硫酸铜变质发生反应的化学方程式为Fe+CuS04=FeS04+Cu，所以不能用铁制容器配制波尔多液，也不能在配制时用铁棒搅拌。
3 ①C+O2CO2。
(化合反应)或C+2CuO2Cu+CO2 (置换反应)②CO2+C2CO (化合反应) ③3Fe+2O2Fe3O4 (化合反应)④Fe3O4+4CO3Fe+4CO2⑤Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(置换反应)或Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(置换反应)⑥Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(置换反应)Fe+CuCl2=FeCl2+Cu(置换反应)点拨：本题主要熟练掌握有关化学方程式的书写，并会判断反应类型。
有色金属及其合金的分类
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第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效)
1．退火
(1) 再结晶退火—加热到再结晶温度以上保温后空冷， 以消除加工硬化，改善合金的塑性。完全退火
(2) 低温退火--消除内应力，适当增加塑性，通常 在180～300℃保温后空冷。不完全退火
(3) 均匀化退火--消除铸锭或铸件的成分偏析及内应 力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金 §2 铜及其合金 §3 钛及其合金 §4 轴承合金 §5 其它非铁合金
2020年3月31日星期二
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第九章 非铁金属及其合金
绪论
除铁之外的其它金属称为非铁金属：
轻金属ρ＜4.5g/cm3如Al、Mg、K、Na、Ca等。
重金属ρ＞4.5g/cm3如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。
Al-Cu-Mg-Si系： 热塑性好，可用锻压方法来制造形状较复杂的
零件；一般在淬火加人工时效后使用；常用 LD2(6A02)、LD5(2A50)、LD6(2B50)、LD10(2A14) 等；主要制造要求中等强度、高塑性和耐热性的 锻件、模锻件，如各种叶轮、导风轮、接头、框 架等。
2020年3月31日星期二
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第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
一、工业纯铝（分类）
按纯度——高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝 高纯铝：有L05～L01五种，数字越大，纯度越高；
工业高纯铝：有LG1～LG5，数字越大，纯度越高；
工业纯铝：有L1～L7七种，数字越小，纯度越高。
用途：工业纯铝主要配制铝合金，高纯铝主要用于科学 试验和化学工业。纯铝还可用来制造导线、包覆材料、 耐蚀和生活器皿等。
《金属材料与热处理》教材习题答案：第七章 有色金属及硬质合金
《金属材料与热处理》教材习题答案第七章有色金属及硬质合金1.纯铜的性能有何特点？纯铜的牌号如何表示？答：铜的密度为8.96 ×103 kg/m3，熔点为1083℃，其导电性和导热性仅次于金和银，是最常用的导电、导热材料。
它的塑性非常好，易于冷、热压力加工，在大气及淡水中有良好的抗蚀性能，但纯铜在含有二氧化碳的潮湿空气中表面会产生绿色铜膜，称为铜绿。
纯铜强度低，虽然冷加工变形可提高其强度，但塑性显著降低，不能制作受力的结构件。
按化学成分不同可分为工业纯铜和无氧铜两类，我国工业纯铜有三个牌号：即一号铜（99.95%Cu）、二号铜（99.90%Cu），三号铜（99.7%Cu），其代号分另为T1、T2、T3；无氧铜，其含氧量极低，不大于0.003%，其代号有TU1、TU2，“U”是“无”字汉语拼音字首。
2.铜合金有哪几类？它们是根据什么来区分的？答：常用的铜合金有黄铜、青铜、白铜三大类。
黄铜是以锌为主加合金元素的铜合金，白铜是以镍为主加合金元素的铜合金，除了黄铜和白铜外，所有的铜基合金都称为青铜。
按主加元素种类的不同，青铜又可分为锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜等。
3.锌的含量对黄铜的性能有何影响？答：锌含量在32％以下时，随锌含量的增加，黄铜的强度和塑性不断提高，当锌含量达到30％一32％时，黄铜的塑性最好。
当锌含量超过39％以后，强度继续升高，但塑性迅速下降。
当锌含量大于45％以后，强度也开始急剧下降，所以工业上所用的黄铜Zn含量一般不超过47％。
4.青铜按生产方式分为哪两类？它们的牌号如何表示？答：按生产方式也可分为压力加工青铜和铸造青铜两类。
压力加工青铜的代号由“Q”＋主加元素的元素符号及含量＋其他加人元素的含量组成，如QSn4一3。
铸造青铜的牌号表示方法由“ZCu”+主加元素符号+主加元素含量+其他加入元素的元素符号及含量组成。
如ZCuSn5Pb5Zn5等。
5.含锡量对锡青铜的性能有何影响？答：锡含量较小时，随着锡含量的增加，青铜的强度和塑性增加，当锡含量超过5%~6%时，其塑性急剧下降，强度仍然高。
(完整word)有色金属及轴承合金习题(答案)
有色金属及轴承合金一、填空题1.黄铜是铜锌合金。
分为普通黄铜和特殊黄铜两大类。
二、判断题1.纯铝具有较高的强度，常用作工程结构材料。
( ×）2.形变铝合金都能用热处理强化。
（×)3.形变铝合金都不能用热处理强化。
( ×）4.黄铜中含锌量越高，其塑性也越高。
（×）5.黄铜中含锌量越高，其强度也越高（×）6.特殊黄铜是不含锌元素的黄铜。
( ×）7.含锡量大于10％的锡青铜,塑性较差，只适于铸造。
（√）8.含锌量为30%左右的普通黄铜，塑性最好。
( √）三、单项选择题1.纯铜是指。
A．青铜B．黄铜C．紫铜D．白铜2.普通黄铜是由组成的二元合金。
A．铜和锌B．铜和锡C．铜和铅D．铜和铝3.容易发生季裂的铜合金是 .A．紫铜B．黄铜C．青铜D．白铜4.铜和锌以外的铜合金(白铜除外）均称为 .A．青铜B．锡青铜C．无锡青铜D．铅青铜5.船舶动力装置中应用紫铜管，主要是应用紫铜的.A．导热性好，塑性好B．耐腐蚀性好C．不易硬化D．A+B 6.“脱锌”和“季裂”是材料的最常见的缺陷。
A．碳钢B．铸铁C．黄铜D．铝合金7.关于黄铜的叙述，不正确的是。
A．黄铜是铜锌合金 B．黄铜零件在大气、海水或有氨的介质中容易发生季裂C．黄铜易发生脱锌 D．单相黄铜强度高8.黄铜产生的季裂和脱锌的实质都是.A．腐蚀B．化学腐蚀C．电化学腐蚀D．穴蚀9.海军黄铜常用作船用海水热交换器和冷凝器的冷却管子，这种黄铜是。
A．铅黄铜B．锡黄铜C．铝黄铜D．锰黄铜10.ZCuZn40Mn2是铸造锰黄铜，常用于制造.A．管子B．阀件C．螺旋桨D。
尾轴衬套11.ZCuZn55Mn3Fe1可用于制造。
A．阀件B．尾轴衬套C．螺旋桨D．摇臂衬套12.用于蜗轮蜗杆转动装置、轴承等材料。
A。
紫铜 B. 黄铜C。
白铜D。
青铜13.在耐磨性、耐蚀性和耐热性以及强度方面优于锡青铜和黄铜的是。
A．纯铜B．白铜C．紫铜D．铝青铜14.由锡、锑、铜三种元素冶炼成的轴承合金称为。
金属学第九章答案
奥氏体晶粒大小及其影响因素
（二）影响奥氏体晶粒大小的因素 2.加热速度的影响
加热温度相同时，加热速度越快，过热度越大，
奥氏体的实际形成温度越高，形核率的增加大于长大
速度，使奥氏体晶粒越细小（见图9-9）。生产上常采
奥氏体晶粒大小及其影响因素
（二）影响奥氏体晶粒大小的因素
图9-9 加热速度对奥氏体晶粒大小的影响 a）40钢 b）T10钢
过冷奥氏体的等温冷却转变
一) 建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转 变曲线 ---- TTT曲线 ( C 曲线 )
T --- time T --- temperature T --- transformation
温度 (℃ ) 800
共析碳钢 TTT 曲线建立过程示意图
A1
700 600 500
400 300 200 100 0 -100 0
图9-1 热处理工艺曲线示意图
2.热处理的主要目的
（1）消除毛坯中的缺陷，改善工艺性 能。为切削加工或热处理做组织和性 能上的准备。——叫预先热处理 （2）提高金属材料的力学性能，充分 发挥材料的潜力，节约材料，延长零件 的使用寿命。——叫最终热处理
二、热处理与相图
原则上只有在加 热或冷却时发生溶解 度显著变化或者发生 类似纯铁的同素异构 转变，即有固态相变 发生的合金才能进行 热处理。纯金属、某 些单相合金等不能用 热处理强化，只能采 用加工硬化的方法。
共析钢奥氏体的形成过程
（二）奥氏体的长大 奥氏体晶核形成以后即开始长大。奥氏体晶粒
长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和铁素体中
的扩散和铁素体向奥氏体转变而进行的，其长大机
制示于图9-5。
共析钢奥氏体的形成过程
（二）奥氏体的长大
有色金属分析答案
第一节 有色金属分析答案1. 什么是有色金属，其分类情况怎样，如何表示有色金属的产品牌号。
答：纯金属及其合金经冶炼加工制成的材料称为金属材料。
金属材料通常分为黑色金属和有色金属两类。
铁、锰、铬及其合金称为黑色金属，通常就称为钢铁。
除钢、铁以外的金属统称为有色金属，包括纯金属及其各种合金。
其分类情况如下。
1．按其密度、在地壳中的储量和分布等情况分为:轻金属(密度小于4.5g/cm 3)；重金属；贵金属；半金属；难熔金属；稀有金属；稀有分散金属；稀土金属及稀有放射性金属等。
其内容如表1。
表1 按其密度、在地壳中的储量和分布等情况分类一览表 分 类元 素 轻金属铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、钛、铍、锂、铷、铯 重金属铜、镍、铅、锡、锌、锑、钴、镉、汞、铋 贵金属金、银、铂、铱、锇、钌、铑、钯 半金属硅、硒、碲、砷 难熔金属钨、铌、锆、钼 稀有分散金属镓、铟、铊、锗 稀土金属钪、钇、镧系 稀有放射性金属 镭、锕系我国通常把铜、铅、锌、铝、锡、锑、镍、钨、钼、汞等十种金属称为有色金属。
2．按有色金属的生产方式和用途，一般分为:冶炼产品、加工产品、铸造产品、轴承合金、硬质合金、中间合金、印刷合金、焊料、金属粉末等。
有色金属除分类别外，还按性能、使用要求，按主要组成元素、组织类型等分组。
二、有色金属牌号有色金属的产品牌号表示方法与钢铁产品的基本相同，用汉字牌号或代号两种表示方法。
几种常用的有色金属及其合金名称代号如表2。
表2 有色金属及其合金牌号表示法牌号类别 产品类别组别 代号 汉字牌号 代号 镁合金八号镁合金 MB MB8 工业纯铝 四号工业纯铝 L L4 防锈铝 二号防锈铝 LF LF2 硬铝十二号硬铝 LY LY12 锻铝二号锻铝 LD LD2 超硬铝四号超硬铝 LC LC4 特殊铝六十六号特殊铝 LT LT66铝及铝合金 硬钎焊铝一号硬钎焊铝 LQ LQ1 工业纯钛一号α型钛 TA TA1 五号α型钛合金 TA TA5 钛及钛合金 钛合金四号α+β型钛合金 TC TC4 纯铅三号铅 Pb Pb3 铅及铅合金 铅锑合金二铅锑合金 PbSb PbSb2 纯锌二号锌 Zn Zn2 锌及锌合金 锌合金1.5锌铜合金 ZnCu ZnCu1.5 纯锡二号锡 Sn Sn2 锡锑合金2.5锡锑合金 SnSb SnSb2.5 锡及锡合金 锡铅合金13.5-2.5锡铅合金 SnPb SnPb13.5-2.5 纯镍四号镍 N N4 镍及镍合金 镍铬合金10镍铬合金 NCr NCr10 纯铜二号铜 T T2 纯铜 无氧铜一号无氧铜 TU TU1 普通黄铜68黄铜 H H68 黄铜 锡黄铜90-1锡黄铜 HSn HSn90-1 普通白铜30白铜 B B30 白铜 锌白铜15-20锌白铜 BZn BZn15-20 青铜 锰青铜5锰青铜 QMn QMn5 轴承合金 锡基轴承合金8-3锡锑轴承合金 ChSnSb ChSnSb8-3 印刷合金 铅基印刷合金14-4铅锑印刷合金 IPbSb IPbSb14-4 镁粉一号镁粉 FM FM1 粉末喷铝粉 二号喷铝粉 FLP FLP22．试述铝合金中铝、硅、铁、锰、铬、镍、钛的方法原理。
8.答案-有色金属、高温合金、硬质合金-2010.6修订
有色金属、硬质合金参考答案1.答：按照成形方法，铝合金分为变形铝合金和和铸造铝合金两大类。
其中变形铝合金又可以根据性能特点分为防锈铝合金、硬铝合金、锻造铝合金、超硬铝合金。
2.答：（1）防锈铝有较好的耐腐蚀性，但不能时效强化，强度较低（σb≤280MPa），塑性和焊接性较好。
可制造飞机上要求耐腐蚀、但受力不大、轻质的非结构件：油箱、油管、防锈蒙皮、铆钉等，也可制造日用器皿。
（2）硬铝可以固溶+自然时效强化，强度较高（σb=300～460MPa），但耐腐蚀性不及防锈铝。
可制造受力较大的结构件：如机翼桁条、蒙皮等。
（3）锻铝具有良好的可锻性，可以时效强化，强度与硬铝相当耐腐蚀性较好。
制造高强度的轻质锻件，如飞机螺旋桨、压气机叶片、框架。
也用于生产建筑铝合金型材。
（4）超硬铝可以时效强化，在铝合金中属强度最高的一类（σb=600MPa）。
但耐腐性性差。
制造轻质高强结构件，如飞机的承力梁、螺旋桨、轻型飞机的起落架等。
3.答：采用固溶+时效的方法。
其中时效处理又分人工时效、自然时效。
4.答：对铝合金进行固溶处理的作用是为时效强化作准备，固溶处理不能直接使铝合金得以强化。
5.答：铝合金的退火方法有两种：（1）完全退火（再结晶退火）——加热温度约400℃。
用于冷变形加工的半成品，作用是消除加工硬化，以便继续冷变形加工。
（2）不完全退火（去应力退火）——加热温度约150～200℃。
用于冷变形加工的成品零件，作用是消除冷变形产生的内应力，同时又部分消除加工硬化，以便再次进行少量的变形加工。
6.答：“冰箱铆钉”是一种用可以自然时效的铝合金（如2A12等）制成的铆钉。
使用前先将其固溶处理（淬火），然后立即放入冰盒中保存。
在低温环境中铆钉不会发生时效强化，处于低强度、高塑性状态（适合于铆接）。
使用时，从冰箱中取出铆钉，在一定时间内进行铆接。
铆接后，铆钉在常温会发生自然时效而强化。
应当注意：铆接工作应当在孕育期内完成，否则因自然时效强化而不好铆接。
2024版高考化学同步精品备课系列(解析版)：合金(习题)(解析版)
第二节 金属材料第1课时 合金1．下列物质中都不属于合金的是（ ）①黄铁矿 ②生铁③碳素钢④不锈钢⑤硬铝 ⑥黄铜⑦水银⑧橡胶A ．①⑤⑥B ．②⑦⑧C. ②③④⑤⑥ D. ①⑦⑧【答案】D 【解析】合金概念有三个特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属。
①黄铁矿的主要成分是含铁的化合物，不是铁合金②生铁是含碳量大于2%的铁碳合金③碳素钢是碳含量低于2%,并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金④不锈钢是含有碳、铬、镍等成分的铁合金⑤硬铝是铝合金⑥黄铜是铜锌合金⑦水银是金属汞，为金属单质，不是合金⑧橡胶是有机合成材料，不是合金。
答案选D 。
2．（2020·全国·高一课时练习）查阅以下有关焊锡(锡和铅)和武德合金(铅、铋、锡、镉)组成的合金熔点数据，你能得出的结论是( )纯金属合金铅镉铋锡焊锡合金伍德合金熔点32732127123118770A ．焊锡的熔点比锡和铅的熔点低B ．焊锡的熔点比锡和镉的熔点低C ．焊锡的熔点比锡和铋熔点低D ．焊锡的熔点比铅、镉、铋和锡的熔点都低【答案】A 【解析】合金的熔点比组成它的金属熔点要低，故焊锡(锡和铅)的熔点比锡和铅的熔点低。
故答案选A 。
3．（2021·全国·高一专题练习）铁是人类较早使用的金属之一、据有关报道，目前已能冶炼出纯度高达99.9999％的铁。
纯铁的实际使用范围有限，人们大量使用的是铁的合金。
钢铁是铁碳合金的总称，其强度高、价格便宜、应用广泛。
以下关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是A ．它们的组成元素是相同的B．耐腐蚀的性能不同C．都属于钢，物理性质相同D．构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁，因此它们的化学性质完全相同【答案】B【解析】A．普碳钢主要成分是Fe、C，不锈钢则是由普碳钢与Cr、Ni、Mo等融合而成，因此二者组成元素是不同的，A错误；B．不锈钢抗腐蚀能力比普通钢强，B正确；C．不锈钢和普通钢尽管都属于钢，但由于组成成分不同，物理及机械性能都存在较大的差异，C错误；D．不锈钢中含有Ni、Cr、Mo等元素，使不锈钢的化学性质有别于普碳钢，D错误；故合理选项是B。
(完整版)金属及其化合物习题答案.docx
金属及其化合物习题精选【金属单质的性质】1、由两种金属粉末组成的混合物30g，与足量的稀硫酸反应后，得到1g 氢气，则该混合物的组成可能为（B）（A ）Na 和 Al（B）K和Mg（D）Zn和Cu（D）Mg和Fe2．由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2L ，则混合物中一定含有的金属是（C）A ．锌B．铁C．铝D．镁3．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5︰ 6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（B）A．甲、乙中都是铝过量B．甲中铝过量、乙中碱过量C．甲中酸过量、乙中铝过量D．甲中酸过量、乙中碱过量4、两种金属的混合物共15g，跟足量的盐酸反应时，恰好得到11.2L 氢气（标况）。
下列各组金属不可能构成上述条件的混合物的是（B）．．．A ．镁和银B．铜和锌C．铝和铁D．镁和铁5．甲、乙两只烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和NaOH 溶液，向两只烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体的体积比为V（甲）：V （乙） =1：2，则加入铝粉的质量为（A）A ． 5.4g B． 3.6g C． 2.7g D ． 1.8g6、把镁、锌、铝三种金属的混和物与足量的稀硫酸充分反应 , 得标准况状下的氢气2.8 升 ,则金属混和物中 ,三种金属的物质的量之和可能（ A）A ． 0、 10 摩B ． 0 、 125 摩C ． 0 、 15 摩D ． 0 、 20 摩【过氧化钠计算】1．可变容器盛有vL CO 2加入 Na 2 O 2后，气体体积缩小到wL（同温同压下）则被吸收的CO2为（B）（A ）（V-W ） L（B）2（V-W）L（C）2WL（D）（2V-W）L2.将10g CO2和CO混合气体，通过装有足量的Na 2 O 2的干燥管，反应后干燥管的总质量增加了 5.6g，则原混合物中CO 的质量分数为（ A ）A ．12%B． 44%C． 50% D ． 80%3．相同条件下将干燥的88g CO2通过装有 Na2O2的干燥管后，气体质量变为60g，则反应后的气体中 CO2的质量为（C）A ． 24gB ．34g C． 44g D． 54g4、将 100mL 二氧化碳与氮气混合气，通过足量过氧化钠并充分反应后，气体体积变75mL ，则二氧化碳气的体积分数为（ C ）A ．12.5% B． 25%C． 50% D． 75%5、将 5．6LCO 2气体缓慢通过一定量的Na2O2固体后，得到 3.36L 气体 (气体体积均在标准状况下测定 )，所得气体的质量为 ( C)A ． 3.8gB ． 4.8g C． 5.4g D ． 6.6g6．在标准状况下，将11.2LCO2和 N的混合气体通入过量的Na O中，气体体积变为 8.4L（标222准状况），则参加反应的 Na2O2质量为 (提示： N 2与 Na2O2不反应。
金属学与热处理课后习题答案9
金属学与热处理课后习题答案9第九章钢的热处理原理9-1金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变的阻力？答：固体相变主要特征：1、相变阻力大2、新相晶核与母相晶核存在一定的晶体学位向关系。
3、母相中的晶体学缺陷对相变其促进作用。
4、相变过程中易出现过渡相。
相变阻力构成：1、表面能的增加。
2、弹性应变能的增加，这是由于新旧两相的比体积不同，相变时必然发生体积的变化，或者是由于新旧两相相界面的不匹配而引起弹性畸变，都会导致弹性应变能的增加。
3、固态相变温度低，原子扩散更困难，例如固态合金中原子的扩散速度为10-7—10-8cm/d，而液态金属原子的扩散速度为10-7cm/s。
9-2何谓奥氏体晶粒度？说明奥氏体晶粒大小对钢的性能影响？答：奥氏体晶粒度：是奥氏体晶粒大小的度量。
当以单位面积内晶粒的个数或每个晶粒的平均面积与平均直径来描述晶粒大小时，可以建立晶粒大小的概念。
通常采用金相显微镜100倍放大倍数下，在645mm2范围内观察到的晶粒个数来确定奥氏体晶粒度的级别。
对钢的性能的影响：奥氏体晶粒小：钢热处理后的组织细小，强度高、塑性好，冲击韧性高。
奥氏体晶粒大：钢热处理后的组织粗大，显著降低钢的冲击韧性，提高钢的韧脆转变温度，增加淬火变形和开裂的倾向。
当晶粒大小不均匀时，还显著降低钢的结构强度，引起应力集中，容易产生脆性断裂。
9-3试述珠光体形成时钢中碳的扩散情况及片、粒状珠光体的形成过程？答：珠光体形成时碳的扩散：珠光体形成过程中在奥氏体内或晶界上由于渗碳体和铁素体形核，造成其与原奥氏体形成的相界面两侧形成碳的浓度差，从而造成碳在渗碳体和铁素体中进行扩散，简言之，在奥氏体中由于碳的扩散形成富碳区和贫碳区，从而促使渗碳体和铁素体不断地交替形核长大，直至消耗完全部奥氏体。
片状珠光体形成过程：片状珠光体是渗碳体呈片状的珠光体。
首先在奥氏体晶界形成渗碳体晶核，核刚形成时与奥氏体保持共格关系，为减小形核的应变能而呈片状。
金属工艺学各章习题及思考题
金属工艺学各章习题及思考题第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。
(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。
(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。
(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。
(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。
(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。
(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。
(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。
(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。
(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。
(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。
(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。
(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
(判断) 5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。
(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。
(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。
第九章习题参考答案
8、轴承合金
轴承合金---是指制造滑动轴承中的轴瓦及内 衬的合金。
9-2、不同铝合金可通过哪些途径达到强化的 目的？
答：能热处理的铝合金如Al-Cu系合金可通过 时效强化达到强化的目的。
如硬铝、超硬铝、锻造铝合金可通过热处理 强化。
热处理不能强化的铝合金，如Al-Mn、Al-Mg 可通过冷变形方法提高其强度。
第九章习题参考答案
9-1、名词解释
形变铝合金、铸造铝合金、时效强化、硅铝 明、变质处理、黄铜、青铜、轴承合金
1、形变铝合金
形变铝合金----成分小于Al-Me合金相图中的 Dˊ的合金在加热时能形成单相固溶体α，这 种合金塑性好，适于压力加工的合金
2、铸造铝合金
铸造铝合金---成分大于Al-Me合金相图中的 Dˊ点的合金，具有低熔点共晶组织（α＋θ） 流动性好，适于铸造，但塑性低，不适于压力 加工的合金
3).不能直接浇注，浇注前进行“变质处理”，
在合金液中加入2/3NaF＋1/3NaCL混合物的变 质剂，加入量为合金重量的2%～3%。
变质处理后，共晶点移向右下方，使合金处于 亚共晶相区，合金中的初晶硅消失，共晶硅由 粗针变成细小点状，并产生初晶α相。显著提 高合金的性能。
9-4、何谓黄铜的“季裂”，如何预防“季 裂”？
答：季裂---当含Zn量＞7%,特别是＞20%时， 黄铜经冷加工后，由于有残余应力存在，在 潮湿的大气或海水中，尤其在含有氨的环境 中，容易产生应力腐蚀开裂的现象。
预防“季裂”措施:
冷加工后黄铜进行低温退火250～300℃保温 1～3h空冷，消除内应力，可预防“季裂”。
9-5、单相黄铜、双相黄铜有何异同？ 答：Cu-Zn系合金称为黄铜。 单相黄铜、双相黄铜的相同点： 塑性好，可进行热加工。 单相黄铜、双相黄铜的不同点： 单相黄铜塑性好，可进行冷、热加工。 双相黄铜，其退火态组织为α＋β。由于室 温下β相很脆，故不适于冷变形，需加热至 有序化温度以上，使βˊ转变为无序β相后， 便具有良好的塑性，因此可进行加工变形。
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第九章有色金属及其合金
习题参考答案
一、解释下列名词
答：1、时效强化(处理)：将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的过程。
自然时效：在室温下产生的强化效应。
人工时效：在低温加热条件下产生的强化效应。
2、硅铝明：Al-Si系铸造铝合金。
3、紫铜：在大气中表面形成氧化亚铜呈紫色的纯铜。
黄铜：以Zn为主加元素的铜合金。
青铜：除Zn和Ni以外的其他元素为主加元素的铜合金。
4、巴氏合金：铅基和锡基轴承合金。
二、填空题
1、根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将其分为_铸造铝合金和形变铝合金两大类。
2、纯铝及防锈铝合金采用加工硬化的方法可以达到提高强度之目的。
3、硬铝合金的热处理强化，是先进行固溶处理，得到过饱和固溶体组织，这时强度仍较低，接着经时效处理，强化硬度才明显提高。
4、Cu-Zn 合金一般称为黄铜，而Cu-Sn 合金一般称为锡青铜。
5、纯铜具有面心立方晶格，塑性好，强度低，耐腐蚀性能较好。
6、制造轴瓦及其内衬的合金叫做轴承合金。
7、以轴承合金制造的轴瓦，应具有如下组织：在软基体上分布着均匀的硬质点或在硬基体上分布着均匀的软质点。
8、将下列合金对号填空：LY12、 ZL104、 LF2、 H68、 LC4、 ZQSn10
铸造铝合金ZL104 、超硬铝合金LC4 、硬铝合金LY12、青铜合金ZQSn10、黄铜H68、防锈铝合金LF2。
9、H68材料适合作子弹壳，锡黄铜材料适合作船舶配件，QSn4-3材料适合作抗磁零件，铍青铜材料适合作重要的弹性元件。
10、适合作飞机翼肋的材料是2A12(LY12)，适合作飞机大梁和起落架的材料是
7A04(LC4)，适合作飞机蒙皮的材料是8089，适合作飞机上结构形状复杂的仪器零件的材料
是铝锌合金，适合作火箭、导弹的液氢燃料箱部件的材料是8089，适合作超音速飞机涡轮机匣的材料是ZL105。
11、ZLl02是铝硅合金，其组成元素为铝、硅。
三、简答题
1、不同铝合金可通过哪些途径达到强化目的？
答：铸造铝硅合金可通过变质处理达到强化的目的。
能热处理强化的变形铝合金可利用时效强化（固溶处理后时效处理）达到强化目的。
2、何谓硅铝明？它属于哪一类铝合金？为什么硅铝明具有良好的铸造性能？在变质处理前后其组织及性能有何变化？这类铝合金主要用在何处？
答：铝硅铸造合金又称为硅铝明，由于含硅量为17%附近的硅铝明为共晶成分合金，具有优良的铸造性能。
在铸造缓冷后,其组织主要是共晶体(α十Si)，其中硅晶体是硬化相,并呈粗大针状，会严重降低合金的力学性能，为了改善铝硅合金性能，可在浇注前往液体合金中加入含钠的变质剂，纳能促进硅形核，并阻碍其晶体长犬，使硅晶体成为极细粒状均匀分布在铝基体上。
钠还能使相图中共晶点向右下方移动，使变质后形成亚共晶组织。
变质后铝合金的力学性能显著提高。
铸造铝硅合金一般用来制造质轻、耐蚀、形状复杂及有一定力学性能的铸件，如发动机缸体、手提电动或风动工具(手电钻)以及仪表外壳。
同时加入镁、铜的铝硅系合金(如ZL108),在变质处理后还可进行固溶处理+时效，使其具有较好耐热性和耐磨性，是制造内燃机活塞的材料。
3、主加元素锌含量对黄铜的力学性能有何影响？
答：当Cu中加入30～32%Zn时，塑性最好；当加入39～40%Zn时，强度较好而塑性下降；当Zn>45%时，强度、塑性均急剧下降。
4、滑动轴承合金应具备哪些性能？
答：足够的疲劳强度和抗压强度；低的摩擦系数；足够的塑性、韧性；良好的导热性及耐蚀性。
5、钛金属的优点是什么？钛合金有哪几类？
答：密度小、强度高、耐蚀性好；高温与低温性能均好。
钛合金分为α钛合金、β钛合金和9α+β)钛合金等。
四、选择题
1、以工业纯铝制造的导线经过冷拔产生塑性变形后其强度( A ) 。
A、提高
B、降低
C、不变
2、铝的晶格类型是( B ) 。
A、体心立方
B、面心立方
C、密排六方
3、硬铝合金的抗腐蚀性能较差, 但通过( B )方法可以提高其抗蚀能力。
A、提高含铜量
B、包高纯铝
C、时效
4、超硬铝合金只有经过( A )处理才能获得高的强度及硬度。
A、淬火 + 时效
B、退火
C、冷变形
5、硅铝明合金浇注前在液态合金中加入微量钠盐的操作称为（A）处理。
A、变质
B、调质
C、合金化
6、我国古代遗留下来的文物如铜镜、铜钟等物件是人类最早应用的合金（B）制造的。
A、黄铜
B、锡青铜
C、铝青铜
8、轴承合金中在软基体上分布着的硬质点一般为（B），其体积约占15∼30%。
A、固溶体
B、化合物
C、杂质
五、判断题
（T）1、工业纯铝因表面形成一层极致密的氧化铝薄膜，有效地隔绝铝和氧的接触，故具有良好的抗大气腐蚀性能。
（T）2、工业纯铝常含有Fe、Si 等杂质，杂质含量愈多，其导电、热及抗大气腐蚀性能愈低。
（T）3、纯铜在熔点以下加热或冷却均无同素异构转变，故不能通过热处理方法加以强化。
（T）4、黄铜含锌量大于7% 时，若经冷塑性变形，由于存在残余内应力，接触大气、水、氨等介质便易产生应力腐蚀。
（T）5、巴氏合金的组织为软基体上分布着硬质点。