专题五 常用非铁金属及合金（讲义） 四川省对口招生《金属加工基础》（机工版）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《金属加工基础》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 《金属加工基础》考纲讲练测 专题五 常用非铁金属及合金 讲义 [环节1 考点解读] 一、考纲再现 了解常用金属材料的分类，能正确识读常用金属材料的牌号，了解常用金属材料的性能及用途。 二、微目标拆解 能说出非铁金属的含义，并按材料类别辨认铝、铜、钛及滑动轴承合金。 能比较纯铝、变形铝合金和铸造铝合金，并识读1060、2A12、ZAlSi12等典型牌号。 能识读T、H、B、Q及ZCu开头的典型牌号，区分主要元素与辅加元素，并按性能选材。 能根据TA、TB、TC牌号识别加工钛及三类钛合金，并按性能选择典型用途。 能说明滑动轴承合金的性能要求和两类组织状态，按载荷与磨合要求作出基本选择。 三、考情提示 分类辨析：纯金属、变形合金和铸造合金的加工方法与用途常结合实物图考查。 牌号识读：区分纯铝含量、铝合金顺序代号及铜合金成分数字，不把不同牌号的数字含义混用。 性能选材：导电、导热、耐蚀、比强度、铸造性、磨合性等性能要与使用场景对应。 识图应用：结合铆钉、翼肋、气缸体和轴瓦的形状、载荷与成形要求选材，不能仅凭实物外观判断牌号。 易错边界：黄铜的主加元素是锌，白铜是镍；滑动轴承合金制造轴瓦或内衬，不是制造滚动体。 [环节2 思维导图] [环节3 知识梳理] 知识点1 非铁金属的范围与选用依据 【知识再现】非铁金属是除铁、铬、锰以外的金属及其合金。常用非铁金属材料包括铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金和滑动轴承合金等。 【讲解】非铁金属常利用其密度小、导电导热性好、耐蚀或特殊减摩等性能弥补钢铁材料的不足。选材时应先明确零件对质量、强度、导电导热、耐蚀、成形和摩擦性能的要求，再选择材料类别。 【易错提醒】非铁金属并不是不含铁元素的所有材料，也不能把有色金属仅理解为具有鲜艳颜色的金属。 1. 下列属于常用非铁金属材料的是（ ）。 A. 灰铸铁 B. 铝合金 C. 碳素结构钢 D. 合金工具钢 【答案】B 【解析】铝合金属于常用非铁金属材料，其他三项均属于钢铁材料。 2. 制造要求质量小且耐大气腐蚀的构件时，可优先考虑（ ）。 A. 铝及铝合金 B. 灰铸铁 C. 高碳钢 D. 白口铸铁 【答案】A 【解析】铝及铝合金密度小，并具有较好的耐大气腐蚀性能。 知识点2 纯铝的性能、牌号与用途 【知识再现】纯铝密度小，导电、导热性能好，塑性好但强度低；适合轻载、导电、导热和耐大气腐蚀的构件。 【讲解】纯铝表面的致密氧化膜能阻止进一步氧化，但不能据此认为它耐所有酸、碱和盐的腐蚀。纯铝不能用热处理强化，主要通过冷变形提高强度。牌号采用1×××系列，最后两位对应最低铝含量百分数的小数位：1060的最低铝含量为99.60%，1A97为99.97%。 【易错提醒】1060中的60不表示含铝60%；冷变形提高强度的同时会降低塑性。 3. 按教材所述牌号规则，工业纯铝1060的最低铝含量为（ ）。 A. 60% B. 10.60% C. 99.60% D. 100% 【答案】C 【解析】1060属于纯铝，后两位60表示最低铝含量百分数的小数位，即99.60%。 4. 纯铝冷变形强化后，强度提高而塑性一般____。 【答案】下降 【解析】加工硬化使材料的进一步塑性变形能力降低。 知识点3 铝合金的分类、牌号与选用 【知识再现】变形铝合金适合压力加工，铸造铝合金适合铸造成形。比强度是抗拉强度与密度之比：。 【讲解】防锈铝（如5A02）不能用热处理强化，适合耐蚀轻载铆钉；硬铝（如2A12）、超硬铝和锻铝可热处理强化。硬铝耐蚀性较差，航空件须重视防护。铸造铝合金适合复杂薄壁件，ZAlSi12表示硅的名义质量分数为12%的铸造铝合金。可热处理强化的铝合金通常采用固溶加时效处理；室温下进行的是自然时效。 图5-1 防锈铝铆钉 图5-2 铝合金飞机翼肋和翼梁 图5-3 铸造铝合金气缸体 【易错提醒】2A12的末两位仅区分牌号，不能读成含铝12%；ZAlSi12中的12才对应硅的名义质量分数。比强度高不等于绝对强度最高。 5. 观察图示铆钉，其材料需要良好的耐蚀性、塑性和焊接性，宜选用（ ）。 铝铆钉 A. 防锈铝 B. 白口铸铁 C. 超硬铝 D. 轴承合金 【答案】A 【解析】防锈铝耐蚀性好，并具有良好的塑性和焊接性，常用于铆钉等零件。 6. 观察图示气缸体，其形状较复杂且适合铸造成形，宜选用（ ）。 铸造铝合金气缸体 A. 工业纯铝 B. 铸造铝合金 C. 普通黄铜 D. 加工钛 【答案】B 【解析】铸造铝合金铸造性能好，适合制造气缸体等形状复杂的铸件。 知识点4 加工铜与黄铜的性能、牌号与用途 【知识再现】加工铜即纯铜，导电、导热和塑性好但强度不高。黄铜以铜为基体、以锌为主加元素。 【讲解】加工铜牌号T1、T2、T3的顺序号越大，纯度越低，主要用于电线、电缆和导热器件。普通黄铜牌号H后的数字表示铜的平均质量分数，如H70表示含铜70%，余量主要是锌。特殊黄铜是在普通黄铜中再加其他元素，如HPb59-1表示平均含铜59%、铅1%的铅黄铜；加入铅可改善切削加工性。 图5-4 普通黄铜奖章 【易错提醒】H70的70表示铜含量，不能读成锌含量；牌号T的顺序号不是含铜百分数。 7. 加工铜T1、T2、T3中，按教材牌号规则纯度最高的是（ ）。 A. T3 B. T1 C. T2 D. 三者相同 【答案】B 【解析】加工铜顺序号越大，纯度越低，因此T1纯度最高。 8. 普通黄铜H70中，数字70表示（ ）。 A. 锌的平均质量分数为70% B. 铜的平均质量分数为70% C. 镍的平均质量分数为70% D. 材料硬度为70HBW 【答案】B 【解析】普通黄铜牌号H后的数字表示平均铜的质量分数。 知识点5 白铜、青铜与铸造铜合金 【知识再现】白铜以镍为主加元素；青铜以锌、镍以外的元素为主添加元素，常见锡青铜、铝青铜、铍青铜等。 【讲解】普通白铜B30表示镍的质量分数为30%，可用于热交换器。锰白铜具有较高电阻率和较低电阻温度系数，可制造变阻器。加工青铜以Q开头，如QSn4-3表示平均含锡4%、锌3%的锡青铜。铸造铜合金以ZCu开头，如ZCuZn30表示含锌30%的铸造铜合金。 图5-5 白铜热交换器 图5-6 锰白铜电阻材料的应用：变阻器 【易错提醒】青铜不是完全不含锌或镍，分类要看主加元素；QSn4-3中虽含锌，仍属于锡青铜。 9. 观察图示热交换器，需要良好的耐蚀性、耐热性和加工性能，教材给出的典型材料是（ ）。 热交换器 A. 普通白铜 B. 普通黄铜 C. 工业纯铝 D. 锡基轴承合金 【答案】A 【解析】普通白铜具有良好的塑性、耐蚀性和耐热性，可制造热交换器。 10. 观察图示变阻器，选作电阻元件的锰白铜应具备的性能有（ ）。 变阻器 A. 较高电阻率 B. 电阻率越低越好 C. 较低电阻温度系数 D. 强铁磁性 【答案】AC 【解析】较高电阻率利于制成电阻元件，较低电阻温度系数有利于减小温度变化引起的阻值变化。 知识点6 钛及钛合金 【知识再现】钛及钛合金具有密度小、强度高、比强度高、耐高温和耐蚀等特点。加工钛牌号用TA加顺序号表示，钛合金分为α型、β型和（α+β）型。 【讲解】TA、TB、TC分别对应α型、β型和（α+β）型钛合金。加工钛和钛合金可用于航空发动机、飞机结构、化工设备、舰船耐蚀零部件和低温构件。（α+β）型钛合金适用范围较广。 【易错提醒】TA既用于加工钛牌号，也用于α型钛合金牌号；判断时要结合顺序号和题干中的材料类别。 11. 牌号TC4表示（ ）。 A. 4号加工铜 B. 4号β型钛合金 C. 4号（α+β）型钛合金 D. 含钛4%的黄铜 【答案】C 【解析】钛合金牌号中C表示（α+β）型，TC4为4号（α+β）型钛合金。 12. 海水环境中的耐蚀阀门和管道可优先考虑采用（ ）。 A. 加工钛 B. 白口铸铁 C. 高速工具钢 D. 普通碳素结构钢 【答案】A 【解析】加工钛耐蚀性优良，尤其具有突出的抗海水腐蚀能力。 知识点7 滑动轴承合金 【知识再现】滑动轴承合金用于制造滑动轴承的轴瓦及其内衬，应具有良好的耐磨性、磨合性、抗咬合性、减摩性、导热性和耐蚀性。 【讲解】软基体上分布硬质点（如锡基、铅基合金）时，磨合性和抗冲击性较好而承载能力较低；硬基体上分布软质点（如铜基、铝基合金）时，承载能力较高而磨合性较差。软质部分磨损形成储油凹坑，硬质部分支承轴颈。牌号ZSnSb11Cu6表示铸造锡基轴承合金，平均含锑11%、铜6%，余量主要为锡。 图5-7 滑动轴承结构 图5-8 软基体上分布硬质点的轴瓦组织 【易错提醒】轴瓦材料的硬质部分用于承载，软质部分用于磨合和储油；不能把两者作用颠倒。 13. 观察图示，滑动轴承合金主要用于制造其中的（ ）。 滑动轴承 A. 轴瓦及其内衬 B. 滚动体 C. 保持架 D. 传动齿轮 【答案】A 【解析】滑动轴承合金专门用于制造滑动轴承轴瓦及其内衬。 14. 观察组织示意图，软基体中凸出的硬质点主要作用是（ ）。 滑动轴承合金组织 A. 储存润滑油 B. 支承轴颈 C. 降低基体硬度 D. 吸收水分 【答案】B 【解析】硬质点凸出并支承轴颈，软质部分磨损后形成储油凹坑。 [环节4 背诵环节] 背诵条目（先遮盖答案背诵，再逐条核对） 1. 纯铝1060与铝合金2A12中，末两位数字含义有何不同？ 【答案】1060的60对应最低铝含量99.60%；2A12的12用于区分同组不同合金。 【解析】纯铝和铝合金的牌号末两位含义不同。 2. 纯铝的主要性能特点有哪些？ 【答案】密度小，导电和导热性能好，耐大气腐蚀，塑性好但强度低。 【解析】这些性能决定了纯铝适合导电、导热和轻载耐蚀构件。 3. 铝合金按成形特点分为哪两类？ 【答案】变形铝合金和铸造铝合金。 【解析】前者适合压力加工，后者适合铸造成形。 4. 防锈铝与硬铝的强化方法有何不同？ 【答案】防锈铝不能用热处理强化，主要靠冷变形强化；硬铝可以用热处理强化。 【解析】强化方法是区分两类变形铝合金的重点。 5. 加工铜的牌号怎样表示？ 【答案】用字母T加顺序号表示，如T1、T2、T3。 【解析】顺序号越大，纯度越低。 6. 黄铜、白铜和青铜的主加元素怎样区分？ 【答案】黄铜以锌为主加元素，白铜以镍为主加元素，青铜以除锌和镍以外的元素为主加元素。 【解析】按主加元素可快速辨认三类铜合金。 7. 普通黄铜H70中的70表示什么？ 【答案】表示铜的平均质量分数为70%。 【解析】普通黄铜牌号H后的数字表示铜含量。 8. 普通白铜B30中的30表示什么？ 【答案】表示镍的质量分数为30%。 【解析】普通白铜牌号B后的数字表示镍含量。 9. 滑动轴承合金中软质部分与硬质部分各有什么作用？ 【答案】软质部分磨损后形成储油凹坑；硬质部分支承轴颈。 【解析】两类组织都利用软、硬组成部分的协同作用减小摩擦和磨损。 10. TA、TB、TC分别表示哪类钛合金？ 【答案】分别表示α型、β型和（α+β）型钛合金。 【解析】A、B、C是钛合金类别代号。 [环节5 常考题（中档题）] 1. 观察铝铆钉图片，制造此类要求耐蚀、易成形的零件常选用（ ）。 铝铆钉 A. 防锈铝 B. 白铜 C. 铅基轴承合金 D. 白口铸铁 【答案】A 【解析】防锈铝耐蚀性、塑性和焊接性较好。 2. 观察飞机翼肋和翼梁图片，铝合金用于航空结构的主要优势是（ ）。 飞机翼肋和翼梁 A. 比强度高 B. 密度最大 C. 完全不腐蚀 D. 不能成形 【答案】A 【解析】铝合金密度小、强度较高，因此比强度高。 3. 普通白铜的主加合金元素是（ ）。 A. 锌 B. 镍 C. 锡 D. 铅 【答案】B 【解析】白铜以镍为主加元素。 4. 某轻质铸件标注ZAlSi12，该牌号中的Z和12分别表示什么？ 复杂铝合金铸件 【答案】Z表示铸造，12表示硅的名义质量分数为12%。 【解析】Al为基体元素铝，Si为主要合金元素硅；不能把12读成含铝12%。 5. 观察滑动轴承组织示意图，图中硬质点的作用是（ ）。 滑动轴承合金组织 A. 形成储油凹坑 B. 支承轴颈 C. 吸收冲击油液 D. 降低轴颈硬度 【答案】B 【解析】硬质点凸出支承轴颈，软基体磨损后形成储油区域。 6. 按教材牌号规则，下列识读正确的有（ ）。 A. H70的平均含铜量为70% B. B30的含镍量为30% C. QSn4-3因含锌而属于黄铜 D. TC4属于（α+β）型钛合金 【答案】ABD 【解析】H后的数字是含铜量，B后的数字是含镍量；QSn4-3仍属于锡青铜，TC4属于（α+β）型钛合金。 [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. 某轻质构件形状复杂、壁薄，要求批量铸造成形。结合图示气缸体，应优先选择哪类材料？ 铸造铝合金气缸体 【答案】铸造铝合金 【解析】铸造铝合金铸造性能好，适合形状复杂的薄壁铸件。 2. 牌号H62表示平均含锌量为62%。 【答案】× 【解析】H后的数字表示平均铜的质量分数，H62的平均含铜量为62%。 3. 观察图示热交换器，若材料牌号为B30，该牌号中的B和30分别表示什么？ 热交换器 【答案】B表示白铜，30表示镍的质量分数为30%。 【解析】普通白铜牌号用B加数字表示，数字表示镍含量。 4. 某海水管路要求耐蚀且质量较小，应优先从加工钛和普通碳钢中选择哪一种？说明理由。 【答案】加工钛，因为其密度较小且抗海水腐蚀能力突出。 【解析】题干同时提出轻质和海水耐蚀要求，加工钛更符合。 5. 滑动轴承合金中，软质部分逐渐磨损后形成的下凹区域主要用于____。 滑动轴承合金组织 【答案】储存润滑油 【解析】储油凹坑有利于形成连续油膜。 6. 黄铜、白铜、青铜分类的主要依据是（ ）。 A. 铜合金的主加元素 B. 零件形状 C. 材料颜色深浅 D. 生产批量 【答案】A 【解析】三类铜合金按主加元素区分。 [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. 纯铝不能通过热处理强化，主要通过____提高强度。 【答案】冷变形 【解析】冷变形会提高纯铝强度并降低塑性。 2. 观察图示奖章，其教材所示典型材料属于（ ）。 奖章 A. 普通黄铜 B. 普通白铜 C. 工业纯钛 D. 锡基轴承合金 【答案】A 【解析】普通黄铜色泽美观、耐蚀且易加工，可制作奖章。 3. 青铜是以锌为主加元素的铜合金。 【答案】× 【解析】以锌为主加元素的是黄铜；青铜以除锌和镍以外的元素为主加元素。 4. 牌号TC中的字母C表示____型钛合金。 【答案】（α+β） 【解析】TA、TB、TC依次对应α、β和（α+β）型。 5. 观察图示变阻器，教材指出其电阻材料可采用（ ）。 变阻器 A. 锰白铜 B. 防锈铝 C. 纯钛 D. 白口铸铁 【答案】A 【解析】锰白铜电阻率较高、电阻温度系数较低，适合制造变阻器。 6. 软基体轴承合金与硬基体轴承合金相比，前者通常具有更好的磨合性和抗冲击性。 滑动轴承合金组织 【答案】√ 【解析】锡基、铅基等软基体合金磨合性好，但承载能力相对较低。 [环节8 课堂小结] 复习建议：按“牌号—主要元素—性能—用途”四列整理材料卡片，再用教材实物图练习解释选材理由。 非铁金属常利用轻质、导电导热、耐蚀或减摩等特性满足特殊使用要求。 纯铝强度低、塑性和导电导热性能好；变形铝合金适合压力加工，铸造铝合金适合复杂铸件。 铜合金按主加元素分为黄铜、白铜和青铜，牌号前缀分别常见H、B和Q。 钛及钛合金比强度高、耐蚀，TA、TB、TC分别对应α、β和（α+β）型钛合金。 滑动轴承合金的软质部分利于磨合和储油，硬质部分用于支承轴颈。 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 $