金屬材料學(第二版)課后答案-主編戴啟勛

第一章鋼的合金化原理1．名詞解釋1）合金元素:特別添加到鋼中為了保證獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)從而得到一定的物理、化學或機械性能的化學元素。(常用M來表示)2）微合金元素:有些合金元素如V，Nb，Ti,Zr和B等，當其含量只在0.1%左右（如B0.001%，V0.2%）時，會顯著地影響鋼的組織與性能，將這種化學元素稱為微合金元素。3）奧氏體形成元素:在γ-Fe中有較大的溶解度,且能穩(wěn)定γ相；如Mn,Ni,Co,C,N,Cu；4）鐵素體形成元素:在α-Fe中有較大的溶解度，且能穩(wěn)定α相。如：V，Nb,Ti等。5）原位析出:元素向滲碳體富集，當其濃度超過在合金滲碳體中的溶解度時,合金滲碳體就在原位轉(zhuǎn)變成特殊碳化物如Cr鋼中的Cr：ε-FexC→Fe3C→（Fe,Cr）3C→（Cr,Fe）7C3→（Cr,Fe）23C66）離位析出:在回火過程中直接從α相中析出特殊碳化物，同時伴隨著滲碳體的溶解，可使HRC和強度提高（二次硬化效應）。如V，Nb,Ti等都屬于此類型。2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是鐵素體形成元素？哪些是奧氏體形成元素？哪些能在a-Fe中形成無限固溶體？哪些能在g-Fe中形成無限固溶體？答：鐵素體形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奧氏體形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在a-Fe中形成無限固溶體：V、Cr；能在g-Fe中形成無限固溶體：Mn、Co、Ni3．簡述合金元素對擴大或縮小γ相區(qū)的影響，并說明利用此原理在生產(chǎn)中有何意義？答：（1）擴大γ相區(qū)：使A3降低，A4升高一般為奧氏體形成元素分為兩類：a.開啟γ相區(qū)：Mn,Ni,Co與γ-Fe無限互溶.b.擴大γ相區(qū)：有C，N，Cu等。如Fe-C相圖，形成的擴大的γ相區(qū)，構(gòu)成了鋼的熱處理的基礎(chǔ)。（2）縮小γ相區(qū)：使A3升高，A4降低。一般為鐵素體形成元素分為兩類:a.封閉γ相區(qū)：使相圖中γ區(qū)縮小到一個很小的面積形成γ圈,其結(jié)果使δ相區(qū)與α相區(qū)連成一片。如V,Cr,Si,A1,Ti,Mo,W,P,Sn,As,Sb。b.縮小γ相區(qū)：Zr,Nb,Ta,B,S,Ce等（3）生產(chǎn)中的意義：可以利用M擴大和縮小γ相區(qū)作用，獲得單相組織，具有特殊性能，在耐蝕鋼和耐熱鋼中應用廣泛。4．簡述合金元素對鐵碳相圖（如共析碳量、相變溫度等）的影響。答：答：1）改變了奧氏體區(qū)的位置2）改變了共晶溫度：（l）擴大γ相區(qū)的元素使A1，A3下降；(2)縮小γ相區(qū)的元素使A1，A3升高。當Mo>8.2%,W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%，γ相區(qū)消失。3.）改變了共析含碳量：所有合金元素均使S點左移。（提問：對組織與性能有何影響呢？）5．合金鋼中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本類型及其相對穩(wěn)定性。答：答：基本類型：MC型；M2C型；M23C6型；M7C3型；M3C型；M6C型；（強K形成元素形成的K比較穩(wěn)定，其順序為：Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe）各種K相對穩(wěn)定性如下：MC→M2C→M6C→M23C6→M7C3→M3C（高-------------------------低）6．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）對過冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變影響的作用機制。答：Ti,Nb,Zr,V：主要是通過推遲P轉(zhuǎn)變時K形核與長大來提高過冷γ的穩(wěn)定性；W，Mo,Cr：1）推遲K形核與長大；2）增加固溶體原子間的結(jié)合力，降低Fe的自擴散激活能。作用大小為：Cr>W>MoMn：（Fe,Mn）3C,減慢P轉(zhuǎn)變時合金滲碳體的形核與長大；擴大γ相區(qū)，強烈推遲γ→α轉(zhuǎn)變，提高α的形核功；Ni：開放γ相區(qū)，并穩(wěn)定γ相，提高α的形核功（滲碳體可溶解Ni,Co）Co：擴大γ相區(qū)，但能使A3溫度提高（特例），使γ→α轉(zhuǎn)變在更高的溫度進行，降低了過冷γ的穩(wěn)定性。使C曲線向左移。Al,Si：不形成各自K，也不溶解在滲碳體中，必須擴散出去為K形核創(chuàng)造條件；Si可提高Fe原子的結(jié)合力。B，P，Re：強烈的內(nèi)吸附元素，富集于晶界，降低了γ的界面能，阻礙α相和K形核。7．合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變有何影響？答：合金元素的作用表現(xiàn)在：1）對馬氏體點Ms-Mf溫度的影響；2）改變馬氏體形態(tài)及精細結(jié)構(gòu)（亞結(jié)構(gòu)）。除Al,Co外，都降低Ms溫度，其降低程度：強C→Mn→Cr→Ni→V→Mo,W,Si弱提高γ’含量：可利用此特點使Ms溫度降低于0℃以下，得到全部γ組織。如加入Ni,Mn,C,N等合金元素有增加形成孿晶馬氏體的傾向，且亞結(jié)構(gòu)與合金成分和馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度有關(guān).8．如何利用合金元素來消除或預防第一次、第二次回火脆性？答：1）低溫回火脆性（第I類，不具有可逆性）其形成原因：沿條狀馬氏體的間界析出K薄片；防止：加入Si,脆化溫度提高300℃；加入Mo,減輕作用。2)高溫回火脆性（第II類，具有可逆性）其形成原因：與鋼雜質(zhì)元素向原奧氏體晶界偏聚有關(guān)。防止：加入W，Mo消除或延緩雜質(zhì)元素偏聚.9．如何理解二次硬化與二次淬火兩個概念的相關(guān)性與不同特點。調(diào)質(zhì)鋼0.30~0.50%C的C鋼或中、低合金鋼淬火與高溫回火回火S或回火T較高的強度，良好的塑性和韌性彈簧鋼中、高碳素鋼或低合金鋼淬火和中溫回火回火T高的彈性極限，高的疲勞強度，足夠的塑性和韌性主要鋼種:A.調(diào)質(zhì)鋼：按淬透性大小可分為幾級：1）40，45，45B2）40Cr，45Mn2,45MnB,35MnSi3）35CrMo,42MnVB,40MnMoB，40CrNi4）40CrMnMo,35SiMn2MoV，40CrNiMoB.彈簧鋼：1）Mn彈簧鋼：60Mn，65Mn2）MnSi彈簧鋼：55Si2Mn，60Si2MnA3）Cr彈簧鋼：50CrMn，50CrVA,50CrMnVA(使用T<300℃)4）耐熱彈簧：30W4Cr2VA(可達500℃)5）耐蝕彈簧：3Cr13,4Cr13,1Cr18Ni9Ti（溫度<400℃）3．液析碳化物和帶狀碳化物的形成、危害及消除方法。答：形成：均起因于鋼錠結(jié)晶時產(chǎn)生的樹枝狀偏析；液析碳化物屬于偏析引起的偽共晶碳化物（一次碳化物）；帶狀碳化物屬于二次碳化物偏析（固相凝固過程中）危害：降低軸承的使用壽命，增大零件的淬火開裂傾向，造成硬度和力學性能的不均勻性（各向異性）消除方法：1）控制成分（C，Cr%）；2）合理設計鋼錠，改進工藝；3）大的鍛（軋）造比來破碎碳化物；4）采用高溫擴散退火（1200℃左右）。4．說明易切削鋼提高切削性能的合金化原理。答：鋼中加入一定量的S、Te、Pb、Se或Ca等元素，形成MnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2等或Pb的夾雜物。在熱軋時，這些夾雜物沿扎向伸長，成條狀或紡錘狀，破壞鋼的連續(xù)性，減少切削時對刀具的磨損，而又不會顯著影響鋼材縱向力學性能。5.馬氏體時效鋼與低合金超強鋼相比，在合金化、熱處理、強化機制、主要性能等方面有何不同？合金化熱處理強化機制主要性能馬氏體時效鋼1）過大γ相區(qū)（Ni、Co）；2）時效強化（Ni，Ti,Al,Mo,Nb，Mo）；3）為提高塑韌性，必須嚴格控制雜事元素含量（C,S,N,P）1）高溫奧氏體化后淬火成馬氏體（Ms:100~150℃）；2）進行時效，產(chǎn)生強烈沉淀強化效應，顯著提高強度。固溶強化冷作相變強化時效強化高強度，同時具有良好的塑韌性和缺口強度；熱處理工藝簡單；淬火后硬度低，冷變形性能和切削性能好；焊接性較好低合金超強鋼1）保證鋼的淬透性（Cr,Mn,Ni）；2）增加鋼的抗回火穩(wěn)定性（V,Mo）；3）推遲低溫回火脆性（Si）；4）細化晶粒（V,Mo）。淬火+低溫回火或等溫淬火晶粒細化、沉淀硬化及亞結(jié)構(gòu)的變化強度高；成本低廉；生產(chǎn)工藝較簡單；韌塑性較差；較大的脫C傾向；焊接性不太好。3．高錳鋼在平衡態(tài)、鑄態(tài)、熱處理態(tài)、使用態(tài)四種狀態(tài)下各是什么組織？為何具有抗磨特性？答：平衡態(tài)組織：α+(Fe,Mn)3C；鑄態(tài)組織：γ+碳化物；熱處理態(tài)組織：單相γp；使用狀態(tài)下組織:表面硬化層+內(nèi)部γ具有抗磨特性的原因：1)高沖擊和強擠壓下，其表面層迅速產(chǎn)生加工硬化，在滑移面上形成硬化層，即冷作硬化，使其具有抗磨性。2)加入2-4%的Cr或適量的Mo和V，能形成細小碳化物，提高屈服強度、沖擊韌性和抗磨性。4．GCr15鋼是什么類型的鋼？這種鋼中碳和鉻的含量約為多少？碳和鉻的主要作用分別是什么？其預先熱處理和最終熱處理分別是什么？答：高碳鉻軸承鋼。C含量1%，Cr含量1.5%。C的作用：固溶強化提高硬度;形成碳化物。Cr的作用：提高淬透性、耐磨性、耐蝕性預先熱處理：（擴散退火，正火）+球化退火最終熱處理：淬火+低溫回火+（穩(wěn)定化處理）8．氮化鋼的合金化有何特點？合金元素有何作用？答：合金化特點：鋼中加入氮化物形成元素后，氮化層的組織有很大變化，在α相中形成含有鉻、鉬、鎢、釩、鋁等合金元素的合金氮化物，其尺寸在5mm左右，并與基體共格，起著彌散強化作用。鋼中最有效的氮化元素是鋁、鈮、釩，所形成的合金氮化物最穩(wěn)定，其次是鉻、鉬、鎢的合金氮化物。合金元素作用：加入Al（HV1000以上）,V,Cr,Mo,W（HV900以下）可以提高表面硬度；加入Cr，Mn，Mo提高淬透性；加入Mo，V等可以使鋼在高溫下保持高強度；加入少量Mo，可以防止高溫回火脆性。第四章工具鋼1．從總體看，工具鋼與結(jié)構(gòu)鋼相比，在主要成分、組織類型、熱處理工藝、主要性能與實際應用方面各自有何特點？答：結(jié)構(gòu)鋼工具鋼成分C：中低C合金元素:中偏低中高C合金元素:中偏低高C組織P（S,T）,B,MM,S,T熱處理退、正、淬、回火淬火回火綜合性能強韌（熱）硬，強應用工程或制造結(jié)構(gòu)各種工具2．采用普通素工具鋼的優(yōu)點是什么？局限性是什么？答：優(yōu)點：成本低，冷熱性能較好，熱處理簡單，應用范圍較寬。不足處：1）淬透性低,鹽水中淬火,變形開裂傾向大。2）組織穩(wěn)定性差,熱硬性低,工作溫度小于200℃。3．什么是紅硬性?為什么它是高速鋼的一種重要性能？哪些元素在高速鋼中提高紅硬性?答：紅硬性：在高的溫度下保持硬度的能力。提高熱硬性的元素有：W、Mo、V、Co、N(常與Al配合加入)。4．18-4-1高速鋼的鑄態(tài)顯微組織特征是什么？為什么高速鋼在熱處理之前一定要大量地熱加工？答：鑄態(tài)組織：魚骨狀Le+黑色與白色組織鑄態(tài)高速鋼組織中粗大的共晶碳化物必須經(jīng)過鍛軋將其破碎，是其盡可能成為均勻分布的顆粒狀碳化物。7．高速鋼18-4-1的最終熱處理的加熱溫度為什么高達1280℃？在加熱過程中為什么要在600~650℃和800~850℃進行二次預熱保溫？答：加熱溫度高：為使奧氏體中合金度含量較高，應盡可能提高淬火溫度至晶界熔化溫度偏下（晶粒仍然很細，8-9級）。目標：淬火后獲得高合金的M組織，具有很高抗回火穩(wěn)定性；在高溫回火時析出彌散的合金碳化物產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高的硬度和熱硬性。一次或兩次預熱：由于高合金的高速鋼導熱性差，為防止工件加熱時變形，開裂和縮短加熱的保溫時間以減少脫碳。8．高速鋼18-4-1淬火后三次回火的目的是什么?這種回火在組織上引起什么樣的變化？答：目的：一方面，增強二次硬化效果；另一方面，（主要）是為了利用二次淬火來降低殘余奧氏體含量，也間接地提高了性能?；鼗鸷蟮娘@微組織為回火馬氏體加碳化物。9．高碳、高鉻工具鋼耐磨性極好的原因何在？抗氧化的原因為什么？第五章不銹耐蝕鋼1．名詞解釋：1）晶間腐蝕：晶界上析出連續(xù)網(wǎng)狀富鉻的Cr23C6引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)成為微陽極而發(fā)生的腐蝕。2）應力腐蝕：奧氏體或M不銹鋼受張應力時，在某些介質(zhì)中經(jīng)過一段不長時間就會發(fā)生破壞，且隨應力增大，發(fā)生破裂的時間也越短；當取消張應力時，腐蝕較小或不發(fā)生腐蝕。這種腐蝕現(xiàn)象稱為“應力腐蝕（破裂）”。4）n/8規(guī)律：加入Cr可提高基體的電極電位，但不是均勻的增加，而是突變式的。當Cr的含量達到1/8，2/8，3/8，……原子比時，F(xiàn)e的電極電位就跳躍式顯著提高，腐蝕也顯著下降。這個定律叫做n/8規(guī)律。2．從電化學腐蝕原理看，采用哪些途徑可提高鋼的耐蝕性？答：1）使鋼表面形成穩(wěn)定的表面保護膜；2）得到單相均勻的固溶體組織；3）提高固溶體（陽極）的電極電位。3．合金元素及環(huán)境介質(zhì)對耐蝕鋼的耐蝕性的影響。答：合金元素：Cr決定和提高耐蝕性的主要元素；Ni可提高耐蝕性；C與Cr形成碳化物，降低耐蝕性；Mn，N提高高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性；Mo提高不銹鋼的鈍化能力；Cu少量加入可有效地提高不銹鋼在硫酸及有機酸中的耐蝕性；Si提高在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中耐蝕性。環(huán)境介質(zhì)：（1）氧化性介質(zhì)如硝酸，NO3是氧化性的，不銹鋼表面氧化膜容易形成，鈍化時間短。（2）在稀硫酸等非氧化性酸中，由于介質(zhì)中溶有的氧量較低，而SO4又不是氧化劑，H+濃度又高，一般的鉻不銹鋼和Cr18Ni9型不銹鋼難以達鈍化狀態(tài)，因而是不耐蝕的。（3）強有機酸中，由于介質(zhì)中氧含量低，又有H+存在，一般鉻和鉻鎳不銹鋼難鈍化，易被腐蝕。（4）在含有Cl*的介質(zhì)中，Cl*容易破壞不銹鋼表面氧化膜，穿透過并與鋼表面起作用，產(chǎn)生點腐蝕。4．奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的原因，影響因素與防止方法。答：原因：奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出網(wǎng)狀富鉻的Cr23C6引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)的寬度約10-5cm，Cr<12%。在許多介質(zhì)中沒有鈍化能力,貧鉻區(qū)成為微陽極而發(fā)生腐蝕。影響因素：a.C：C<0.03%時無晶間腐蝕;化學成分：加入Ti,Nb固C，使奧氏體內(nèi)固溶的C<0.03%以下。b.加熱溫度：550-800℃（650℃最敏感），T>800℃時K重溶；T<500℃，擴散困難。c.加熱時間：時間很長或很短，都難以存在晶間腐蝕。防止辦法：超低C；改變K類型；固溶處理；獲得γ+δ（10-50%）雙相組織。5．不銹鋼發(fā)生應力腐蝕破裂的產(chǎn)生原因，影響因素與防止方法。答：原因：不銹鋼在某些介質(zhì)中受張應力時經(jīng)過一段不長時間就會發(fā)生破壞。影響因素：介質(zhì)特點，附加應力和鋼的化學成分。1）介質(zhì)：含有Cl-和OH-腐蝕介質(zhì)中特別敏感;2）應力：應力越大，越嚴重;3）介質(zhì)溫度：溫度越高，越嚴重;4）不銹鋼組織與成分:對應力腐蝕的影響.防止措施：1）提高純度（降低N,H以及雜質(zhì)元素含量）；2）加入2-4%Si或2%Cu或提高Ni%（>35%）；3）采用高純度15-25%F不銹鋼；4）采用奧氏體和鐵素體（50-70%）雙相鋼。第六章耐熱鋼及耐熱合金1．名詞解釋：1）蠕變極限：在某溫度下，在規(guī)定時間達到規(guī)定變形時所能承受的最大應力。2）持久強度：在規(guī)定溫度和規(guī)定時間斷裂所能承受的應力（στ）。4）持久壽命：它表示在規(guī)定溫度和規(guī)定應力作用下拉斷的時間。2．耐熱鋼及耐熱合金的基本性能要求有哪兩條？答：足夠高的高溫強度、高溫疲勞強度足夠高的高溫化學穩(wěn)定性（特別是抗氧化性能）3．如何利用合金化（或怎么合金化）提高鋼的高溫強度？答：V，Ti碳化物沉淀強化；Mo、W、Cr固溶強化；B強化晶界。4．如何利用合金化（或怎么合金化）提高鋼的高溫抗氧化性能？5．耐熱鋼有哪些種類？答：（1）F-P耐熱鋼，常用鋼種：12Cr1MoV，15CrMo,12Cr2MoWVSiTiB（2）馬氏體耐熱鋼，鋼種：2Cr12MoV,2Cr12WMoV（3）工業(yè)爐用耐熱鋼，F(xiàn)e-Al-Mn爐用耐熱鋼，Cr-Mn-C-N爐用耐熱鋼，高Cr-Ni奧氏體爐用耐熱鋼（4）奧氏體耐熱鋼，分為三類:簡單奧氏體耐熱鋼（Cr18Ni9型奧氏體不銹鋼）;固溶強化型奧氏體耐熱鋼;沉淀強化型奧氏體耐熱鋼。第七章鑄鐵1．名詞解釋：1）碳當量：一般以各元素對共晶點實際含碳量的影響,將這些元素的量折算成C%的增減,這樣算得的碳量稱為碳當量（C.E）（C.E=C+0.3（Si+P）+0.4S-0.03Mn由于S,P%低,Mn的作用又較小C.E=C+0.3Si）2）共晶度：鑄鐵含C量與共晶點實際含C量之比,表示鑄鐵含C量接近共晶點C%的程度。（共晶點實際C量=4.3-0.3Si）2．鑄鐵與鋼相比，在主要成分、使用組織、主要性能上有何不同？答：鑄鐵與鋼總體比較：（鑄鐵）A.成分：C、Si含量高，S、P含量高；2.5-4.0C,1.0-3.0Si,0.5-1.4Mn,0.01-0.5P,0.02-0.2SB.組織：鋼的基體+（不同形狀）石墨；C.熱處理：不同形式的熱處理D.性能：取決于基體組織及G數(shù)量、形狀、大小及分布.G：HB3-5，屈強20MPa,延伸率近為0;G對基體有割裂（削弱）作用，對鋼強度（抗拉強度）、塑性、韌性均有害，其性能特別塑、韌性;比鋼要低，但：具有優(yōu)良的減震性、減摩性以及切削加工性能、優(yōu)良的鑄造性能、低的缺口敏感性；E.生產(chǎn)：鑄鐵熔化設備簡單，工藝操作簡便，生產(chǎn)成本低廉3．對灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分（主要是C與Si）、組織、牌號、主要性能與應用做相互對比。答：灰口鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵成分C2.5-3.6；Si1-2.5C2.2,Si1.2-2.0,Mn0.4-1.2,P<0.1,S<0.2;C3.6-3.8%,Si2.0-2.5,Mn0.6-0.8,P<0.1組織F，F(xiàn)+P，P+片狀G（A型，…,F型）P，F(xiàn)+團絮狀GF，P+球狀G牌號HT100，150，200，250，HT300，350KT300-6，330-8，350-10，370-12（F-KT）KTZ450-5，500-4，600-3，700-2（P-KTQT400-18，400-15，450-10，500-7，600-3，700-2，800-2，900-2性能強度較低，塑韌性低，硬度HB130-270，耐磨性好，減振性好，缺口敏感性小等較高強度，良好塑性，有一定的塑變能力（展性鑄鐵，馬鐵），但并不能鍛造。但生產(chǎn)周期長，工藝復雜，成本較高?；w強度利用率高，可達70-90%；強度，塑性，韌性，疲勞強度明顯提高用途可用作耐壓減震件，如機床底座、支柱等制造一些形狀復雜而在工作中以經(jīng)受震動的薄壁（<25mm）小件可制造各種受力復雜、負荷較大和耐磨的重要鑄件，如曲軸、連桿、齒輪等，在一定條件下可取代鑄鋼、鍛鋼、合金鋼。4．鍛鑄鐵的成分與灰口鑄鐵相比，有何特點？其生產(chǎn)分幾步？答：成分：可鍛鑄鐵：C2.2,Si1.2-2.0,Mn0.4-1.2,P<0.1,S<0.2灰口鑄鐵：C2.5-3.6Si1-2.二者比較可知，前者含有少量其他合金元素可鍛鑄鐵生產(chǎn)分兩步：1）生產(chǎn)白口鑄鐵；2）高溫G化退火（900-980度,15h）第八章鋁合金1．以Al-4%Cu合金為例，闡述鋁合金的時效過程及主要性能（強度）變化。答：分為四階段：1）形成溶質(zhì)原子（Cu）的富集區(qū)—GP[I]與母相α（Al為基的固溶體）保持共格關(guān)系，引起α的嚴重畸變，使位錯運動受阻礙，從而提高強度；2）GP[I]區(qū)有序化—GP[II]區(qū)（θ’’）化學成分接近CuAl2，具有正方晶格，引起更嚴重的畸變，使位錯運動更大阻礙，顯著提高強度；3）溶質(zhì)原子的繼續(xù)富集，以及θ’形成θ’已達到CuAl2，且部分地與母相晶格脫離關(guān)系，晶格畸變將減輕，對位錯阻礙能力減小，合金趨于軟化，強度開始降低。4）穩(wěn)定相θ的形成與長大與母相完全脫離晶格關(guān)系，強度進一步降低。（這種現(xiàn)象稱為過時效）2．變形鋁合金分為幾類？說明主要變形鋁合金之間的合金系、牌號及主要性能特點。答：(1)非熱處理強化變形鋁合金主要有防銹鋁合金：合金系：Al-Mn系牌號：LF21Al-Mg-（Mn）牌號：LF2,3,5,6,7,10,11,12等性能：耐蝕性好；塑性好（易加工成形）；焊接性好；可利用冷加工硬化來提高強度（2）熱處理強化變形鋁合金,（過飽和）固溶處理和時效處理；主要有硬鋁、鍛鋁、超硬鋁合金：A硬鋁：基本是Al-Cu-Mg合金；牌號性能低合金硬鋁（鉚釘硬鋁）LY1，LY3，LY10合金Mg,Cu%較低，有較高塑性，但強度較低，時效速度慢。標準硬鋁LY11可淬火（過飽和固溶）時效，強度提高高合金硬鋁LY12具有良好的耐熱性，強度高，但塑性及承受冷熱加工能力差。耐熱硬鋁較多的Mn,Mg，強化相S，θ外，還有Al19Mg2Mn，可制做250-300℃工作的飛機零件。B超硬鋁合金，Al-Zn-Mg-Cu系合金牌號：LC3，LC4，LC5，LC6，LC9性能：強度高（淬火+120℃時效），但抗蝕性差（包鋁），組織穩(wěn)定性不好，工作溫度小于120℃C鍛鋁合金合金系：Al-Mg-Si,Al-Mg-Si-Cu（普通鍛鋁合金）；Al-Cu-Mg-Ni-Fe（耐熱鍛鋁合金）牌號：LD2，LD5，LD6，LD10；LD7，LD8，LD9性能：良好的熱塑性，較高的機械性能。3．鑄造鋁合金主要分為幾類？說明主要鑄造鋁合金的合金系、牌號及主要性能特點。答：普通鍛鋁合金：Al-Mg-Si,Al-Mg-Si-Cu耐熱鍛鋁合金：Al-Cu-Mg-Ni-Fe合金系牌號主要性能特點Al-Si系ZL1xx最好的鑄造性能、中等強度和抗蝕性，應用最廣泛。Al-Cu系ZL20x最高的高溫和室溫性能，適于制造大負荷或耐熱鑄件，但鑄造性能和抗蝕性較差。Al-Mg系ZL30x有最好的抗蝕性和較高的強度，但鑄造、耐熱性能差，適于抗蝕、耐沖擊和表面裝飾性高的鑄件。Al-Zn系ZL40x鑄態(tài)下的高強度鋁合金，在強度、抗蝕性和鑄造性能，均中等第九章鎂合金1．鎂的晶格類型如何？鎂及鎂合金有何主要性能特點？答：密排六方點陣（冷變形較困難）鎂：強度和彈性模量較低；在大氣中有足夠的耐蝕性，但在淡水、海水中耐蝕性差，熔煉困難。鎂合金：強度硬度高，塑韌性好，一般可焊性較差。2．鎂合金按生產(chǎn)方法分幾類？其牌號如何表示？答：分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類變形鎂合金主要合金系為：Mg-Zn-Zr系，Mg-Al-Zn系、Mg-Re-Zr系、Mg-Mn系和Mg-Li系牌號有MB1，MB2，MB3等鑄造鎂合金中主要合金系：Mg-Zn-Zr系；Mg-Al-Zn系；Mg-Re-Zr系；Mg-Th-Zr系Mg-Al-Ag系等牌號有ZM1，ZM2，ZM5等第十章銅合金1．名詞解釋：1）黃銅；銅鋅合金稱為黃銅，再加入其他合金元素后，形成多元黃銅。2）鋅當量系數(shù)：黃銅中加入M后并不形成新相，只是影響α，β相的相對含量，其效果象增加了鋅一樣?？梢杂眉尤?%的其它合金元素對組織的影響上相當于百分之幾的Zn的換算系數(shù)來預估加入的合金元素對多元黃銅組織的影響，這種換算關(guān)系稱為鋅當量系數(shù)。3）青銅：是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和Co等元素組成的合金的統(tǒng)稱。4）白銅：是以鎳為主要合金元素的銅合金。2．銅合金主要分為幾類？不同銅合金的牌號如何？其主要性能是什么？答：A紫銅a韌銅：0.02%-0.10%O；T1，T2，T3，T4；T1、T2：導電及高純度銅合金用；T3、T4：一般用銅材及銅合金.b無氧銅：<0.003%；TU1，TU2:主要用于電子真空儀器儀表中導體c脫氧銅：<0.01%；TUP，TUMn；TUP主要用于焊接用銅材，制作熱交換器、排水管、冷凝管等；TUMn用于電子管用銅材B黃銅，a低鋅黃銅H96、H90、H85α黃銅，用于冷凝器和散熱器。b三七黃銅H70、H68α黃銅，用于深沖或深拉制造復雜形狀的零件。c四六黃銅H62、H59α+β黃銅，用于制造銷釘、螺帽、導管及散熱器零件。C青銅二元青銅：Cu-Sn，Cu-Al，Cu-Be，…；二元錫青銅β相：Cu5Sn電子化合物為基的固溶體；γ相：CuSn為基的固溶體；δ相：Cu31Sn8電子化合物性能：1）錫青銅鑄造的優(yōu)點是鑄件收縮率小，適于鑄造形狀復雜、壁厚變化大的零件;2）錫青銅在大氣、海水和堿性溶液中有良好耐蝕性，用于海上船舶、礦山機械零件；3）力學性能，工業(yè)錫青銅中錫含量不超過14%，其中Sn<7-8%:變形錫青銅，有高塑性和適宜的強度；Sn>10%:鑄造合金，用于鑄件。a二元鋁青銅有QAl5、QAl7和QAl10，鋁青銅有良好的力學性能、耐蝕性和耐磨性，是青銅中應用最廣的一種。b多元青銅：Cu-Sn-M，Cu-Al-M，Cu-Be-M，…+P：能顯著提高合金的彈性極限和疲勞極限，并能承受壓力加工，廣泛用于制造各種彈性元件。如QSn6.5-0.1：可制造導