第19练 非铁金属 江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第19练，内容涵盖3-5 非铁金属。 江苏省（职教高考）机械类 一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第19练 模块3 工程材料 第5节 非铁金属 一、单项选择题 1．航空航天器的机身蒙皮要求材料密度小且比强度高。硬铝合金密度约为钢的三分之一，通过合适的热处理可获得较高强度，广泛用于航空结构。硬铝合金属于（ ） A．铸造铝合金 B．变形铝合金，可通过时效强化 C．纯铝 D．铝硅合金 【答案】B 【解析】硬铝（如2A12）属变形铝合金，通过固溶加时效处理可显著提高强度，比强度高，是航空工业主要结构材料。铸造铝合金以Al-Si系为主，流动性好。 2．在电器工业中，导线和导电零件广泛使用紫铜（纯铜）。紫铜的导电性和导热性仅次于银，其另一突出优点是（ ） A．硬度高、耐磨性好 B．强度高、可用于承载结构 C．铸造性能优良 D．塑性好、可冷热压力加工成线材和板材 【答案】D 【解析】紫铜导电导热性极好（仅次于银），塑性好（伸长率可达50%），可通过冷拉制成导线、冷轧制成板材。紫铜强度低、硬度低，不能热处理强化，只能通过冷变形强化。 3．滑动轴承的轴瓦材料要求具有良好的减摩性和嵌入性，能容纳微小硬质颗粒避免划伤轴颈。最适合制造滑动轴承轴瓦的材料是（ ） A．巴氏合金 B．硬铝合金 C．灰铸铁 D．淬火钢 【答案】A 【解析】巴氏合金软基体可嵌入硬质颗粒保护轴颈，硬质相颗粒支撑载荷。灰铸铁太硬会划伤轴颈，硬铝合金和淬火钢同样太硬不适合做轴瓦。 4．在化工设备中，一种金属表面能形成致密氧化膜在许多腐蚀性介质中具有极优异的耐腐蚀性，且密度小（约4.5g/cm³）、比强度高。该金属是（ ） A．不锈钢 B．铝合金 C．钛及钛合金 D．铜合金 【答案】C 【解析】钛表面形成致密TiO₂氧化膜，在海水、湿氯气等介质中耐腐蚀性优异。钛合金密度4.5，比强度高（尤其在300至500度仍保持高强度），广泛用于航空航天和化工设备。 5．硬铝合金经固溶处理后快速冷却获得过饱和固溶体，随后在室温下放置几天强度逐渐升高。这种在室温下随时间延长而强化的现象称为（ ） A．回火强化 B．自然时效强化 C．加工硬化 D．细晶强化 【答案】B 【解析】铝合金的自然时效：固溶处理后快速冷却得到过饱和固溶体，室温放置过程中析出细小弥散的强化相使强度升高。加热可加速此过程称人工时效。这是铝合金的主要强化方式。 6．黄铜是铜和锌的合金。H62表示平均含铜量为62%的黄铜，具有较好的冷热加工性和耐腐蚀性。在机械制造中，黄铜常用于制造（ ） A．水管接头、阀门和装饰件 B．高速切削刀具 C．重载齿轮和传动轴 D．高温炉用结构件 【答案】A 【解析】H62黄铜塑性好可冷冲压、耐腐蚀且外观美观，广泛用于水管接头、阀门、散热器。选项B是硬质合金用途，选项C是中碳钢或合金钢用途，选项D是耐热钢用途。 二、填空题 7．铝合金分为____铝合金和____铝合金。硬铝属于____铝合金，可通过____处理提高强度。 【答案】变形；铸造；变形；固溶时效 【解析】变形铝合金塑性好可轧制挤压；铸造铝合金流动性好适合铸造成型。固溶加时效是变形铝合金的主要强化手段。 8．铜合金主要有____、____和白铜。H62牌号中H代表____，62表示平均含____量为62%。 【答案】黄铜；青铜；黄铜；铜 【解析】铜合金三大类：黄铜（Cu-Zn）最常用、青铜（Cu-Sn等）耐磨耐腐蚀、白铜（Cu-Ni）耐腐蚀。H62中H为黄铜代号、62为铜含量百分比。 三、问答题 9．铝合金和铜合金是工程中应用最广泛的两种非铁金属。请分别列举两种常用的铝合金和两种常用的铜合金，说明各自的主要合金元素、性能特点和典型工程应用，并分析铝合金在航空领域和铜合金在电器领域广泛应用的主要原因。 【答案】铝合金：（1）硬铝（如2A12）——主要合金元素为Cu、Mg、Mn，通过固溶加时效强化，强度高、比强度大，用于飞机蒙皮、骨架。航空领域广泛应用原因：密度小（约2.7）大幅减轻结构重量，时效后可获得接近中碳钢的强度，比强度远超钢材。（2）铸造铝合金（如ZL102 Al-Si系）——主要合金元素为Si，流动性好、铸造性优良，用于发动机缸体、仪器壳体。铜合金：（1）H62黄铜——主要合金元素为Zn（约38%），冷热加工性好、耐腐蚀，用于水管接头、阀门。电器领域广泛应用原因：纯铜导电导热性仅次于银，黄铜耐腐蚀且外观美观，锡磷青铜弹性好可做弹性元件（如开关触片）。（2）锡青铜（如ZCuSn10P1）——含锡约10%、含磷约1%，耐磨性和耐腐蚀性好，用于滑动轴承、蜗轮。 【解析】非铁金属选材关键：利用特殊性能弥补钢铁不足——铝合金轻（航空）、铜合金导电导热（电器）、钛合金耐腐蚀（化工）、巴氏合金减摩（轴承）。选材应综合考量密度、导电性、耐蚀性等性能。 10．巴氏合金是制造滑动轴承轴瓦的经典材料。请回答：（1）巴氏合金的典型组织特征是什么？为什么这种组织对滑动轴承是有利的？（2）为什么用巴氏合金做轴瓦时轴承硬度远低于钢轴颈却不会被迅速磨损？请从摩擦学原理分析。 【答案】（1）巴氏合金典型组织：在软韧基体上均匀分布着硬质相颗粒。锡基巴氏合金软基体为锑在锡中的固溶体（硬度约HB20至30），硬质相为SnSb化合物和Cu6Sn5化合物。优点：软基体可嵌入微小硬质颗粒保护轴颈（嵌入性）；硬质相凸出在基体上支撑轴颈和承受载荷，基体磨损后留出凹槽储存润滑油（减摩性）。（2）不被迅速磨损的原因：正常工作时充分润滑，轴颈和轴瓦被油膜隔开不直接接触。巴氏合金的硬质相支撑油膜压力防止被挤出。即使边界润滑状态，巴氏合金与钢轴颈组成优良摩擦副——软表面不损伤硬轴颈（宁可磨损轴瓦不磨损轴），且磨合性好。摩擦副应一硬一软——硬轴颈保证精度、软轴瓦保护轴颈。 【解析】巴氏合金不是追求高硬度而是追求保护轴颈。软基嵌入硬质颗粒、硬质相支撑油膜，这种非均质组织是滑动轴承最优化设计，体现材料与使用条件匹配的工程智慧。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第19练，内容涵盖3-5 非铁金属。 江苏省（职教高考）机械类 一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第19练 模块3 工程材料 第5节 非铁金属 一、单项选择题 1．航空航天器的机身蒙皮要求材料密度小且比强度高。硬铝合金密度约为钢的三分之一，通过合适的热处理可获得较高强度，广泛用于航空结构。硬铝合金属于（ ） A．铸造铝合金 B．变形铝合金，可通过时效强化 C．纯铝 D．铝硅合金 2．在电器工业中，导线和导电零件广泛使用紫铜（纯铜）。紫铜的导电性和导热性仅次于银，其另一突出优点是（ ） A．硬度高、耐磨性好 B．强度高、可用于承载结构 C．铸造性能优良 D．塑性好、可冷热压力加工成线材和板材 3．滑动轴承的轴瓦材料要求具有良好的减摩性和嵌入性，能容纳微小硬质颗粒避免划伤轴颈。最适合制造滑动轴承轴瓦的材料是（ ） A．巴氏合金 B．硬铝合金 C．灰铸铁 D．淬火钢 4．在化工设备中，一种金属表面能形成致密氧化膜在许多腐蚀性介质中具有极优异的耐腐蚀性，且密度小（约4.5g/cm³）、比强度高。该金属是（ ） A．不锈钢 B．铝合金 C．钛及钛合金 D．铜合金 5．硬铝合金经固溶处理后快速冷却获得过饱和固溶体，随后在室温下放置几天强度逐渐升高。这种在室温下随时间延长而强化的现象称为（ ） A．回火强化 B．自然时效强化 C．加工硬化 D．细晶强化 6．黄铜是铜和锌的合金。H62表示平均含铜量为62%的黄铜，具有较好的冷热加工性和耐腐蚀性。在机械制造中，黄铜常用于制造（ ） A．水管接头、阀门和装饰件 B．高速切削刀具 C．重载齿轮和传动轴 D．高温炉用结构件 二、填空题 7．铝合金分为____铝合金和____铝合金。硬铝属于____铝合金，可通过____处理提高强度。 8．铜合金主要有____、____和白铜。H62牌号中H代表____，62表示平均含____量为62%。 三、问答题 9．铝合金和铜合金是工程中应用最广泛的两种非铁金属。请分别列举两种常用的铝合金和两种常用的铜合金，说明各自的主要合金元素、性能特点和典型工程应用，并分析铝合金在航空领域和铜合金在电器领域广泛应用的主要原因。 10．巴氏合金是制造滑动轴承轴瓦的经典材料。请回答：（1）巴氏合金的典型组织特征是什么？为什么这种组织对滑动轴承是有利的？（2）为什么用巴氏合金做轴瓦时轴承硬度远低于钢轴颈却不会被迅速磨损？请从摩擦学原理分析。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $