专题六 常用非铁金属及合金（讲义） 四川省对口招生《金属加工与实训》（高教版）考纲讲练测

编写说明：本套资料严格依据四川省（对口招生）智能制造类专业考试标准及《金属加工与实训》编写，围绕考点解读、思维导图、知识梳理、背诵、常考题、高考模拟、课堂练习和课堂小结组织内容。题目范围不超出考纲，讲解突出中职学生的识记、辨析、计算和综合应用能力。 四川省智能制造类 《金属加工与实训》考纲讲练测 专题六 常用非铁金属及合金 讲义 [环节1 考点解读] 一、考纲再现 了解常用非铁金属及合金的分类，能正确识读典型牌号，了解其主要性能与用途，并能按工作条件选择材料。 二、微目标拆解 能说出非铁金属的含义，辨析铝、铜、镁、钛及其合金的主要性能特点。 能区分变形铝合金与铸造铝合金，识读1×××、H70、B19、QSn4-3等典型牌号。 能根据轻量化、导电导热、耐蚀、减振、耐高温等要求选择适用材料。 能区分TA、TB、TC三类加工钛合金并判断典型用途。 能识读滑动轴承合金牌号，按载荷、速度和成本条件比较锡基、铅基、铜基与铝基合金。 能根据被加工材料选择P、M、K、N、S、H类切削工具用硬质合金。 三、考情提示 分类辨析：非铁金属是除钢铁材料以外的其他金属及其合金，常考纯金属与相应合金的区别。 牌号识读：题目常用牌号首字母和数字考查基体、主加元素及平均质量分数。 性能对应：铝、镁突出轻量化，铜突出导电导热，钛突出比强度与耐蚀性，不能混淆。 用途选择：应从工作温度、载荷、速度、耐蚀、导电和成本等条件判断，不能只凭材料名称。 图物匹配：飞机、箱体、活塞、汽车部件、火箭发动机外壳和滑动轴承是高频应用情境。 硬质合金：P、M、K、N、S、H表示使用领域，组号反映同类材料中耐磨性与韧性的分组。 [环节2 思维导图] [环节3 知识梳理] 知识点1 非铁金属与铝及铝合金 【知识再现】非铁金属是除钢铁材料以外的其他金属材料的总称。铝及铝合金质量轻、耐蚀、易加工，是应用最广泛的非铁金属材料之一。 【讲解】纯铝密度约2.7g/cm³，导电性和导热性仅次于银和铜，塑性好但强度低，适合电线、电缆、换热器件及强度要求不高的构件。铝合金按工艺特点分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金可通过冲压、弯曲、轧制、挤压等方法成形，包括防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝；铸造铝合金铸造性能好，但塑性与韧性通常较低。变形铝及铝合金四位牌号的第一位表示组别，1×××表示纯铝系列。 图6-1 铝合金在航空轻量化结构中的应用 图6-2 铸造铝合金箱体 图6-3 铸造铝合金活塞 【易错提醒】纯铝耐大气腐蚀不等于耐所有介质腐蚀；变形铝合金与铸造铝合金按成形工艺划分，不能按颜色或密度判断。 1. 观察图示箱体，其形状复杂且要求质量轻、导热和耐蚀，宜选用（ ）。 铝合金箱体 A. 铸造铝合金 B. 工业纯铁 C. 灰铸铁 D. 高碳工具钢 【答案】A 【解析】复杂箱体适合铸造成形，铝合金还能兼顾轻质、导热和耐蚀。 2. 变形铝及铝合金四位牌号中，表示纯铝系列的首位数字是____。 【答案】1 【解析】1×××系列表示平均铝质量分数不低于99.00%的纯铝。 知识点2 铜及铜合金 【知识再现】纯铜导电、导热性能优良，强度较低而塑性好。铜合金按化学成分分为黄铜、白铜和青铜。 【讲解】纯铜牌号用T加顺序号表示，数字越大，纯度越低。黄铜以锌为主加元素，普通黄铜H70表示平均铜质量分数为70%；白铜以镍为主加元素，B19表示平均镍质量分数为19%；青铜是除黄铜、白铜以外的铜合金，QSn4-3表示平均锡质量分数为4%、平均锌质量分数为3%的锡青铜。铸造铜合金牌号以ZCu开头。 图6-4 黄铜在散热器中的应用 【易错提醒】H70中的70表示铜含量而不是锌含量；B19中的19表示镍含量；青铜并不只指锡青铜。 3. 普通黄铜H70中，平均铜的质量分数为（ ）。 A. 30% B. 59% C. 70% D. 90% 【答案】C 【解析】普通黄铜牌号H后的数字表示平均铜的质量分数。 4. 观察散热器图，其材料需有良好的导热性、耐蚀性和加工性能，可选用____。 散热器 【答案】黄铜 【解析】教材以H90、H80等黄铜制作散热器，利用其导热、耐蚀和压力加工性能。 知识点3 镁及镁合金 【知识再现】纯镁是银白色轻金属，化学性质活泼；镁合金密度小、比强度高、减振和散热性能好。 【讲解】纯镁密度约1.74g/cm³，是最轻的常用非铁金属之一，耐蚀性较差，高温时容易氧化燃烧。镁合金密度约1.8g/cm³，比强度高，具有良好的减振、降噪、散热、电磁屏蔽和压铸成形性能，常用于航空航天、汽车方向盘和座椅框架、电子产品壳体等轻量化部件。镁合金分为变形镁合金和铸造镁合金。 图6-5 镁合金汽车方向盘 图6-6 镁合金汽车座椅框架 【易错提醒】镁合金轻且比强度高，不等于纯镁耐蚀性好；加工和使用时必须重视其易氧化、易燃的特点。 5. 观察汽车方向盘图，为减轻质量并兼顾减振和压铸成形性能，适宜选用（ ）。 汽车方向盘 A. 镁合金 B. 纯铅 C. 普通碳素钢 D. 白口铸铁 【答案】A 【解析】镁合金密度小、减振性好且压铸性能好，适合汽车轻量化部件。 6. 镁合金按成形方法可分为变形镁合金和____镁合金。 【答案】铸造 【解析】教材将镁合金分为变形镁合金和铸造镁合金两类。 知识点4 钛及钛合金 【知识再现】钛及钛合金密度较小、比强度高、耐高温、耐腐蚀，是航空航天、化工、造船和医疗等领域的重要结构材料。 【讲解】工业纯钛牌号以TA加顺序号表示。加工钛合金按使用组织状态分为α型、β型和α+β型，牌号分别以TA、TB、TC开头。TA7属于α型钛合金，TB2属于β型钛合金，TC4属于α+β型钛合金。TC4等α+β型钛合金应用广泛，可制造航空发动机部件、火箭发动机外壳和低温结构件。 图6-7 钛合金火箭发动机外壳 【易错提醒】TA既可出现在工业纯钛牌号中，也可表示α型加工钛合金；识读时要结合完整牌号与题目语境。 7. 牌号TC4表示（ ）。 A. 4号α型钛合金 B. 4号β型钛合金 C. 4号α+β型钛合金 D. 4号纯铜 【答案】C 【解析】T表示钛，C表示α+β型，4为顺序号。 8. 火箭发动机外壳要求比强度高、耐热、耐蚀，可优先考虑____合金。 【答案】钛 【解析】钛合金兼具较高比强度、耐高温和耐腐蚀性能，适合航空航天结构。 知识点5 滑动轴承合金 【知识再现】滑动轴承合金用于制造滑动轴承内衬或轴瓦，常见锡基、铅基、铜基和铝基四类。 【讲解】锡基巴氏合金摩擦系数小、塑性韧性和导热耐蚀性好，但成本高，常用于重要高速轴承；铅基合金价格低，适合中等载荷低速轴承；铜基合金承压能力强，可用于高速重载轴承；铝基合金原料丰富、导热好、疲劳强度高，适合高速重载车辆和柴油机轴承。牌号ZSnSb11Cu6表示以锡为基体，锑约11%、铜约6%的铸造轴承合金。 图6-8 带轴瓦内衬的滑动轴承 【易错提醒】滑动轴承合金通常作为轴瓦或内衬材料，不是用它制造整个轴承体；选材要同时考虑速度、载荷、成本和散热。 9. 滑动轴承中的减磨合金主要设置在（ ）。 A. 轴瓦或内衬表面 B. 底座外表面 C. 紧固螺栓内部 D. 轴承体棱角处 【答案】A 【解析】滑动轴承合金浇注或轧制在轴瓦内侧形成减摩内衬。 10. ZSnSb11Cu6中的基体金属是____。 【答案】锡 【解析】Z后紧接的Sn表示锡基，Sb11和Cu6表示主要添加元素含量。 知识点6 硬质合金 【知识再现】硬质合金由难熔金属碳化物和金属黏结剂经粉末冶金方法制成，具有高硬度、高热硬性和高耐磨性。 【讲解】硬质合金常以WC、TiC、TaC、NbC等难熔碳化物为主要组元，以钴等金属作黏结剂，经压制和高温烧结制成。它的硬度、热硬性和耐磨性高，抗压强度高，但抗弯强度低、冲击韧性差、脆性大。切削工具用硬质合金按使用领域分为P、M、K、N、S、H六类：P用于钢等长切屑材料，M用于通用合金和不锈钢等，K用于铸铁等短切屑材料，N用于铝、镁和非金属材料，S用于耐热和优质合金，H用于淬硬钢等硬材料。 【易错提醒】硬质合金硬度高不等于韧性好；选择类别必须看被加工材料，不能仅凭切削速度决定。 11. 加工铝合金零件时，按使用领域宜选用（ ）类切削工具用硬质合金。 A. P B. K C. N D. H 【答案】C 【解析】N类用于非铁金属和非金属材料的加工。 12. 硬质合金硬度高、耐磨性好，但脆性较____。 【答案】大 【解析】硬质合金抗弯强度和冲击韧性较低，使用时应避免冲击。 [环节4 背诵环节] 背诵条目（先遮盖答案背诵，再逐条核对） 1. 什么是非铁金属？ 【答案】除钢铁材料以外的其他金属材料及其合金。 2. 纯铝的主要性能特点是什么？ 【答案】密度小、导电导热性好、塑性和耐大气腐蚀性好，但强度低。 3. 铝合金按工艺特点分为哪两类？ 【答案】变形铝合金和铸造铝合金。 4. 黄铜、白铜和青铜怎样区分？ 【答案】黄铜以锌为主加元素，白铜以镍为主加元素，青铜是除黄铜和白铜以外的铜合金。 5. 普通黄铜H70中的70表示什么？ 【答案】平均铜的质量分数为70%。 6. 镁合金有哪些突出性能？ 【答案】密度小、比强度高、减振降噪、散热和压铸成形性能好。 7. 加工钛合金TA、TB、TC分别表示什么类型？ 【答案】分别表示α型、β型和α+β型钛合金。 8. 滑动轴承合金主要用在什么部位？ 【答案】用于制造滑动轴承内衬或轴瓦的减摩层。 9. 锡基巴氏合金适合什么场合？ 【答案】适合重要设备的高速滑动轴承。 10. 硬质合金的主要优点和主要弱点是什么？ 【答案】优点是硬度、热硬性和耐磨性高，主要弱点是抗弯强度和冲击韧性低、脆性大。 11. P类和K类硬质合金分别主要加工什么材料？ 【答案】P类主要加工钢等长切屑材料，K类主要加工铸铁等短切屑材料。 12. 加工铝、镁等非铁金属宜选哪类硬质合金？ 【答案】N类切削工具用硬质合金。 [环节5 常考题（中档题）] 1. 观察铝合金活塞图，该零件选材突出轻质、导热和铸造性能，应选（ ）。 铝合金活塞 A. 铸造铝合金 B. 纯镁 C. 高速钢 D. 白口铸铁 【答案】A 【解析】活塞形状复杂且需轻质导热，教材列为铸造铝合金典型用途。 2. 牌号B19表示平均镍质量分数为19%的（ ）。 A. 普通白铜 B. 普通黄铜 C. 锡青铜 D. 纯铜 【答案】A 【解析】普通白铜牌号用B加平均镍质量分数表示。 3. 镁合金耐蚀性好，且高温时不易氧化燃烧。 【答案】× 【解析】纯镁和镁合金需重视活泼、易氧化和高温燃烧风险。 4. 观察座椅框架图，采用镁合金的主要目的是降低零件____。 座椅框架 【答案】质量 【解析】镁合金密度小、比强度高，适合汽车结构轻量化。 5. 下列属于铜合金的有（ ）。 A. 黄铜 B. 白铜 C. 青铜 D. 硬铝 【答案】ABC 【解析】黄铜、白铜、青铜均以铜为基体，硬铝属于铝合金。 6. 加工淬硬钢宜优先选用（ ）类硬质合金。 A. N B. H C. P D. K 【答案】B 【解析】H类适用于淬硬钢、冷硬铸铁等硬切削材料。 [环节6 高考模拟题] 以下题目按四川省职教高考常见命题方式编制，用于训练“关键词定位—概念对应—情境应用”。 1. 某轻量化壳体要求密度小、减振好并能压铸成形，宜优先选用（ ）。 A. 镁合金 B. 纯铜 C. 灰铸铁 D. 高速钢 【答案】A 【解析】镁合金兼具低密度、减振和良好压铸性能。 2. 观察火箭发动机外壳图，若选用TC4，则TC表示（ ）。 火箭发动机外壳 A. 工业纯钛 B. α型钛合金 C. β型钛合金 D. α+β型钛合金 【答案】D 【解析】加工钛合金牌号中的C表示α+β型。 3. ZSnSb11Cu6表示以铜为基体的滑动轴承合金。 【答案】× 【解析】Z后面的Sn表示以锡为基体。 4. 普通黄铜HPb59-1中的Pb表示主加元素____。 【答案】铅 【解析】Pb为铅的元素符号，表示铅黄铜。 5. 高速重载发动机滑动轴承可考虑的材料有（ ）。 A. 铜基滑动轴承合金 B. 铝基滑动轴承合金 C. 普通玻璃 D. 纯铅 【答案】AB 【解析】铜基承压能力强，铝基导热和疲劳性能较好，均可服务高速重载工况。 6. 硬质合金刀具使用时应避免强烈冲击，主要因为其（ ）。 A. 密度太小 B. 脆性较大 C. 耐磨性太低 D. 热硬性不足 【答案】B 【解析】硬质合金抗弯强度与冲击韧性较低，脆性大。 [环节7 课堂练习] 课堂练习建议用时15—25分钟。先独立作答，再核对答案与解析。 1. 观察飞机图，为降低结构质量并保持较高比强度，可选用的材料有（ ）。 飞机 A. 铝合金 B. 镁合金 C. 钛合金 D. 纯铅 【答案】ABC 【解析】铝、镁、钛合金均可用于航空轻量化，纯铅密度大且强度低。 2. 纯铜牌号的顺序号越大，纯度越____。 【答案】低 【解析】T1、T2、T3等牌号中顺序号越大，纯度越低。 3. 青铜是专指铜锡二元合金。 【答案】× 【解析】除黄铜和白铜以外的铜合金均归入青铜，如铝青铜、硅青铜。 4. 观察滑动轴承图，若设备为重要高速轴承且重视摩擦、导热与耐蚀性能，可优先选用（ ）。 滑动轴承 A. 锡基巴氏合金 B. 纯铝 C. 普通黄铜 D. 低碳钢 【答案】A 【解析】锡基巴氏合金综合减摩、塑韧、导热和耐蚀性能好，适合重要高速轴承。 5. 切削工具用硬质合金中，P类主要用于加工（ ）。 A. 钢等长切屑材料 B. 铝镁合金 C. 淬硬钢 D. 木材 【答案】A 【解析】P类用于钢、铸钢等长切屑材料。 6. 兼有α相和β相的加工钛合金类别代号是____。 【答案】TC 【解析】TC表示α+β型钛合金。 [环节8 课堂小结] 复习建议：非铁金属选材要把基体、牌号、性能、用途和工作条件对应起来。 铝合金轻且易成形，铜及铜合金导电导热和耐蚀性能突出，镁合金适合轻量化与减振，钛合金适合高比强度和耐蚀耐热场合。 TA、TB、TC分别对应α型、β型、α+β型加工钛合金；H、B、Q分别用于典型黄铜、白铜和青铜牌号。 滑动轴承合金按速度、载荷、导热、耐磨和成本选用；硬质合金按被加工材料选择P、M、K、N、S、H类别。 复习建议：先背首字母和主加元素，再结合教材图判断零件的工作条件与材料用途。 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 $