绪论第1章材料的种类与性能

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1、工程材料与机械制造基础适用于交通运输类总学时数：40学时周学时数：3学时理论课时：36学时实验课时：4学时机动课时：2学时实验项目：2个教学安排1遵守作息时间2遵守课堂纪律3有事请假4按时、保质交作业5按时参加实验课要求绪论第01章材料的种类与性能第02章材料的组织结构第03章金属热处理及表面改性第04章钢材材料及其用途第05章非铁材料第06章铸造第07章压力加工第08章焊接第09章切削加工基础知识第10章零件表面的加工方法第11章机械零件的结构工艺性第12章现代制造技术及其发展趋势教学内容一、课程性质、目的及任务本课程是一门专业基础课。本课程是

2、研究工程材料的性质、应用及金属冷、热加工工艺的一门综合性课程。绪论本课程的主要任务：使学生获得机械工程常用材料和非金属材料的基础知识，能正确选择金属材料及热处理方法；学习机械零件常用加工的基础理论和方法。本课程重点介绍金属材料的成分、组织及性能之间的关系，重点介绍各种加工方法的实质、特点和应用。绪论二、课程教学基本要求掌握钢铁的成分、组织和性能之间的关系；掌握常用工程材料的牌号、性能及应用；了解常用钢材热处理的基本理论和工艺方法；初步具有选择工程材料和热处理方法的能力。掌握选择毛坯和零件毛坯的结构工艺性；了解常用加工工艺的基本理论；了解常用加工工

3、艺的工艺特点及应用范围；具有初步制定简单零件的机械加工工艺过程的能力。黄河镇河大铁牛(唐开元12年铸)青铜器石斧三、工具、机械设备的产生及发展文化传承与发展、战争物质生活、精神生活需要科学研究需要尼龙齿轮电缆滚动轴承人类在长期的生产和生活实践中创造和发展了机械，其目的是为了减轻或替代人的劳动，提高劳动生产率。捣米机东汉时用水排以鼓风炼铁东汉张衡第一台地震仪“神舟”五号飞行成功超7隐形战斗机捣米机车床波音787产生不同的加工工艺和方法。表面加工方法产生不同的加工工艺和方法。铸造热处理压力加工焊接第1章材料的种类与性能1-1材料的种类材料的种类按用途

4、分类按领域分类按成分分类金属材料复合材料非金属材料机械工程材料信息工程材料建筑工程材料生物工程材料结构材料工具材料功能材料工程材料1-2材料的性能静载荷下材料的力学性能变载荷下材料的力学性能材料性能材料的高温和低温性能材料的化学性能在液氮温度区获（-196°C以下）得超导电性的陶瓷材料南极地区气温低，年平均气温可低达-57.5℃。曾记录到全球地面的绝对最低气温达-88.3℃。1-2材料的性能静载荷下材料的力学性能变载荷下材料的力学性能强度塑性硬度冲击韧性断裂韧度疲劳强度磨损1、静载荷时材料的力学性能（1）强度载荷的形式强度：所谓强度是指零件在外载

5、荷作用下抵抗断裂破坏或过大塑性变形的能力。材料的强度用拉伸试验测定。(a)原始试样 （b)拉伸后试样圆形拉伸试样拉伸曲线①拉伸曲线、应力-应变曲线拉伸曲线没有考虑到试样的尺寸误差。应力σ：单位横截面积上的拉力，即应变ε：单位长度的伸长量，即②弹性极限σe和弹性模量Ee点所对应的弹性变形阶段的最大应力，称为弹性极限，以σe表示，单位MPa。eσe弹性变形：外载荷去掉后可以恢复的变形。Fe——对应于e点的外力，N；S0——试样的原始截面积，mm2。eσe②弹性极限σe和弹性模量E材料在弹性变形范围内的应力与应变的比值称为弹性模量。弹性模量表征材料产生

6、弹性变形的难易程度。弹性模量在工程上又称为刚度。②弹性极限σe和弹性模量E胡克定律当应力在比例极限以内时，应力与应变成正比，即σ=EεE为比例常数，称为拉压弹性模量。钢的弹性模量E=2.06×105MPa。ε=σ/E1GPa=1000MPa=1000000KPa=1000000000Pa1MPa=1N/mm21Pa=1N/m21MPa=1000000Pa③屈服极限σsFs——对应于s点的外力，N；S0——试样的原始截面积，mm2。s点对应的应力值就是材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值，称为屈服强度或屈服极限。sσs塑性变形:外载荷去掉后

7、不能恢复的变形。③屈服极限σs对于没有明显屈服点的材料，取产生0.2%塑性变形时的变形应力值为该材料的屈服极限，称为名义屈服极限，用σ0.2表示。④强度极限σbFb——对应于b点的外力，N；S0——试样的原始截面积，mm2。试样拉断前所能承受的最大应力值，即试样所能承受的最大载荷除以原始截面积。抗拉强度是材料抵抗断裂的能力。bσb⑤拉压的强度条件为了使零件有足够的强度，零件在载荷作用下的最大应力必须小于材料的极限应力σlim，即σ<σlim。塑性材料：σlim=σs脆性材料：σlim=σb⑥变形阶段1)弹性阶段2)屈服阶段3)强化阶段4)缩颈阶段

8、塑性材料，脆性材料。塑性材料可能得不到强度极限σb。随着应变的增加，名义应力加速上升，其原因是这时试样出现鼓形，且愈压愈扁，承载面积愈来