《金属材料与热处理》教材习题答案
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。 隔爆型防爆灯dc-ac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。 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。
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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。当含锡量大于10%时，塑性己显著降低。当含锡量大于20％后，强度显著降低，合金变得硬而脆，已无使用价值。故工业用的锡青铜，其含锡量一般在3%~14％。
6.铜及合金有哪些主要的用途？试举例说明。
答：纯铜主要用于导电材料；黄铜与青铜具有良好的机械性能，易加工成型，对大气、海水有相当好的抗蚀能力，是应用较广的有金属材料，主要用生产生活中有一定耐蚀和耐磨性要求的零件、工艺品等；白铜具有高的抗蚀性和优良的冷热加工成形性，是精密仪器仪表，化工机械、医疗器械及工艺品制造中的重要材料。
7.铝及合金是如何分类的？
答：铝合金根据成分特点和生产方式不同可分为：变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金根据性能的不同又分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝四种；铸造铝合金按加入的主要合金
元素的不同，又分为Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系合金。
8.纯铝有何性能特点？其牌号如何表示？
答：纯铝的密度小，熔点低，导电性、导热性好，磁化率低；纯铝有极好的抗大气腐蚀性能；纯铝具有加工性能好，比强度高的特点，塑性（A=30～50%，Z=80%），易于压力成型加工，并有良好的低温性能。
纯铝按纯度分为高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝三类。高纯铝：99.996%～99.93%，用于科研， 代号L04～L01。工业高纯铝：99.9%～99.85%，用于作铝合金的原料、特殊化学器械等，代号L0、L00。工业纯铝：99.0%～98.0%， 用作管、线、板材和棒材，代号L1～L6。
9.变形铝合的代号是如何规定的？
答：按国家标准(GB3190-82)规定，防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝代号分别用“LF”“LY”“LC”“LD”等字母及一组顺序号表示，如LF5、LY1、LC4、LD5等。
10.什么样的铝合金可通热处理强化？
答：变形铝合金当溶质B含量在F一D点之间时，其α固溶体中溶质的含量将随温度而变化，这类合金可以通过热处理强化其性能；对于铸造铝合金，其合金元素的含量要比变形铝合金高些，其中绝大多数可以通过热处理进行强化。
11.铸造铝合分为哪几种？牌号如表示？
答：铸造铝合金按加入的主要合金元素的不同，又分为Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系合金，其代号用“ZL”两个字母和三个数字表示，其中第一位数字表示合金的类别（1为Al-Si系，2为Al-Cu系，3为Al-Mg系，4为Al-Zn系），后两位为合金的序号。如ZL102，ZL203,ZL302，ZL401等。
窄边框显示器12.举例说明铝及合金的主要用途。
答：从我们是常生活中的水壶、门窗到飞机、火箭上成千上成的零件都能见到铝及合金的身影，目前，铝及合金被广泛应用于电器工程、航空航天、汽车制造及生活日用等各个领域。
13.钛及合金有哪些特殊的性能特点？有哪些主要用途？
答：钛是一种新金属材料。钛及合金因具有密度小、强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点，由于钛合金在海水和蒸汽中的抗蚀能力比铝合金、不锈钢和镍合金还好，因而很快被广泛用于航空、航天、医疗、石油、化工、造船以及国防工业等各个领域中。
14.钛合金是如何分类的？牌号如何表示？其中哪种钛合金用途最为广泛？
答：目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，常用的钛合金可以分为α型、α+β型、β型合金三类。α型钛合金中主要加入Al和Sn等元素，牌号用TA5~TA7表示，β型合金中主要加入铜、铬、铝、钒和铁等促使β相稳定的元素，它们在正火或淬火时容易将高温β相保留到室温组织，得到较稳定的β相组织。α+β—钛合金含有铬、钼、钒等β相稳定元素外，还含有锡、铝等α相稳定元素，室温下为α+β两相组织。牌号用TC+序号表示。
α+β—钛合金的强度、耐热性和塑性都比较好，并可以热处理强化，应用范围较广。应用最广的是TC4（钛铝钒合金），它具有较高的强度和良好的塑性在400℃时．组织稳定，强度较高，抗海水腐蚀能力强。
15.什么是硬质合金？它可分为有哪几类？通常怎样选用？
答：硬质合金是指将一种或多种难熔金属硬碳化物和粘结剂金属，通过粉末冶金工艺生产的一类合金材料。按成分与性能特点不同，常用的硬质合金有钨钴类硬质合金、钨钴钛类硬质合金和钨钛钽（铌）类硬质合金三大类，根据ISO相关标准规定分别用英文字母K、P、M表示。因此K类硬质合金刀具适合加工脆性材料（如铸铁、青铜），而P类硬质合金刀具适合加工塑性材料（如钢等）。M类硬质合常用来加工不锈钢、耐热钢、高锰钢等难加工的材料。
