第八章有色金属及其合金
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考点一、金属材料(一)、纯金属材料:纯金属(90多种)纯金属:有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。
黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。
有色金属:重金属:如铜、锌、铅等轻金属:如钠、镁、铝等(二)、合金(几千种):由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
1.金属材料包括纯金属和合金两类。
金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。
2.合金可能是金属与金属组成,也可能是金属与非金属组成。
金属材料中使用比较广泛的是合金。
合金的优点:(1)熔点高、密度小;(2)可塑性好、易于加工、机械性能好;(3)抗腐蚀性能好;下面是黄铜和铜片,焊锡和锡,铝合金和铝线的有关性质比较:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等。
钛合金的优点:①熔点高、密度小;②可塑性好、易于加工、机械性能好;③抗腐蚀性能好钛镍合金具有“记忆”能力,可记住某个特定温度下的形状,只要复回这个温度,就会恢复到这个温度下的形状,又被称为“记忆金属”。
此外,钛还可制取超导材料,美国生产的超导材料中的90%是用钛铌合金制造的。
3.注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。
(2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用途。
(3)日常使用的金属材料,大多数为合金。
(4)金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化,其内部组成结构也发生了改变,从而引起性质的变化。
(5)合金的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金时)。
(6)青铜是人类历史上使用最早的合金;生铁和钢是人类利用最广泛的合金.(7)合金都属于混合物。
考点2金属的物理性质(1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。
(2)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)(3)有良好的导热性、导电性、延展性(4)密度和硬度较大,熔沸点较高。
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: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。