第八章有色金屬及其合金習題解答8-1變形鋁合金和鑄造鋁合金是怎樣區分的？熱處理能強化鋁合金和熱處理不能強化鋁合金是根據什么確定的?答：1、兩者依相圖進行區分，會發生共晶轉變的是鑄造鋁合金，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化，稱為不能用熱處理強化合金；鋁合金其固溶體的溶解度隨溫度而變化，可用熱處理方法強化，稱為能用熱處理強化合金。8-2試述各種變形鋁合金的特性和用途。答：列表進行闡述和比較：種類特性用途防銹鋁合金熱處理不能強化的鋁合金。具有適中的強度、良好的塑性和抗蝕性。用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘等需要彎曲、沖壓加工的零件，航空工業中得到廣泛應用。硬鋁合金熱處理可強化的鋁合金。強度、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、鉚釘等。超硬鋁合金熱處理可強化的鋁合金。強度高于硬鋁。用于工作溫度較低、受力較大的結構件,如飛機大梁、起落架等。鍛鋁合金可鍛性好，力學性能高用于形狀復雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發動機壓氣機葉輪、導風輪等。8-3鑄造鋁合金中哪種系列應用最廣泛?用變質處理提高鑄造鋁合金性能的原理是什么?答：應用最廣的是鋁硅系鑄造鋁合金，其代號為ZL101。變質處理的原理是：是在合金澆注前，向液態合金中加入占合金的質量分數為2％～3％的變質劑(2／3的氟化鈉和1／3的氯化鈉的混和物)以細化共晶組織，從而顯著提高合金的強度和塑性(強度提高30％～40％，伸長率提高1％～2％)的一種方法。8-4鋁合金的強化措施有哪些?鋁合金的淬火與鋼的淬火有什么不同?答：鋁合金強化措施有形變強化、固溶-時效、變質處理。鋁合金的淬火是將能熱處理強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固溶體來不及發生脫溶反應。這樣的熱處理工藝稱為鋁合金的固溶處理。經過固溶處理的鋁合金，在常溫下其α固溶體處于不穩定的過飽和狀態，具有析出第二相，過渡到穩定的非過飽和狀態的趨向。由于不穩定固溶體在析出第二相過程中會導致晶格畸變，從而使合金的強度和硬度得到顯著提高，而塑性則明顯下降。這種力學性能在固溶處理后隨時間而發生顯著變化的現象稱為“時效強化”或“時效”。而鋼淬火后則需進行回火。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?為什么工業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。當錫含量超過20%時，強度和塑性都很低，已無使用價值，故工業上使用的錫青銅里錫的含量大多在3%~14%之間。8-7軸承合金應具有哪些性能要求?為確保這些性能，軸承合金應具有什么樣的理想組織?答：對軸承合金的性能要求：足夠的強韌性、適當的硬度、良好的導熱性和耐蝕性、較小的摩擦系數，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，軸承合金的組織應是軟的基體上分布著硬的質點或硬的基體上分布著軟的質點。8-8什么叫粉末冶金?試述其特點和應用。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，并經過燒結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用于汽車、拖拉機、紡織機械和電動機等的軸承上。8-9試述硬質合金的種類、特點和用途。答：硬質合金硬度高、熱硬性好、耐磨性好。硬質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左右的硬質材料。但硬質合金脆性大，不能進行切削加工。各類硬質合金的特點及用途如下表所示。種類特點用途鎢鈷類（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硬質合金可以鍛造、熱處理、焊接、切削加工形狀復雜的刃具、模具及耐磨件8-10指出下列零件應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、機床床身、發動機連桿螺栓、機用大鉆頭、鏜床主軸、自行車車架、車床絲桿螺母、電風扇機殼、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+中溫回火機床床身HT200去應力退火、表面淬火發動機連桿螺栓40Cr調質機用大鉆頭W18Cr4V高溫淬火+多次回火鏜床主軸38CrMoAl調質+滲氮自