《机械工程材料》PPT课件(I)

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1、机械工程材料贺小涛绪论一、机械制造一般过程焊接原材料铸造毛坯热处理切削加工热处理切削加工零件锻造产品（检验）装配涂装定义：是能为人类制造有用器件的物质。Makeof(发生物理变化)Ｍakefrom(发生化学变化)二、材料的概念历史：把当时使用的材料，作为历史发展的里程碑。天然材料→石器时代→青铜时代→钢铁时代地位：材料、能源、信息，三大技术1、工艺性能：在冷热加工过程中所表现的性能，包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能等；三、材料的性能2、使用性能：在使用条件下所表现的性能，包括材料的物理、化学和力学性能。1.

2、金属材料：(1)黑色金属：钢、铸铁、铁合金；(2)有色金属：黑色金属以外的所有金属及合金，如Cu、Al等；(重金属、轻金属、贵金属、难熔金属)2、非金属材料：(1)陶瓷材料(无机)；(2)高分子材料(有机)：塑料、橡胶、纤维等；3、复合材料：两种或两种以上不同性质或不同组织结构的材料以微观或宏观的形式组合在一起而构成的；分类依据：化学成分；用途；电工材料、土木材料、机械工程材料实质；结构材料（力学性能）、功能材料（物理性能，光、电、声、磁、热）四、材料的分类1、了解常用材料的一般特性，学会正确地选用材料；2、了

3、解金属热处理工艺的一般知识，学会正确地制定和执行零件的热处理工艺和掌握一般的加工工艺路线安排；3、掌握材料成分——组织结构——性能三者之间关系的一般规律，了解金相分析的方法，初步学会合理地进行零件的失效分析。（1）成分不同，性能不同；铸铁(WC>2.11%)——钢(WC<2.11%)Fe、C合金（2）同一种材料经过不同热处理，组织性能不同；锤头45(WC=0.45%)，锻后退火HRC10，组织F+P；淬火+回火HRC55，组织M回火五、内容、要求工程材料及机械制造基础1、机械工程材料金属材料及热处理2、热加工工

4、艺基础材料成形工艺基础3、机械制造工艺基础机械加工工艺基础六、课程系列教材选用1、高为国、机械工程材料、中南大学出版社、2011.72、朱张校、工程材料（第三版）、清华大学出版社3、史美堂、金属材料及热处理、上海科技出版社第一章金属材料的力学性能第一节静态力学性能一、拉伸试验(刚度、强度、塑性)五点P点：PP为比例极限的负载。E点:Pe为弹性极限的负荷。S点：Ps为屈服点的负荷。b点：Pb为强度极限的负荷k点：Pk为断裂负荷。引入几个概念：A.弹性：金属材料在外力作用下产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的能

5、力。B.弹性变形：随外力消失而消失的变形。C.塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形而不致引起破坏的性能。D.塑性变形：在外力消失后留下来的不可恢复的变形。E.屈服：拉伸图上试样所承受的载荷不再增加，但仍继续产生塑性变形，图上出现水平线段，称为屈服。F.加工硬化：随塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象。G.应力：单位横截面积上的外力。用σ表示，反映强度。H.应变：试样的绝对伸长△l与原始长度l0的比值。用ε表示。I.刚度：抵抗材料弹性变形抗力的大小，以弹性模量E的大小表示。二、强度：材料在外力作用下抵抗变形和断

6、裂的能力。(1)比例极限σP=Pp/F0，应力与应变成比例关系的最大应力。(2)弹性极限σe=Pe/F0，由弹性变形过渡到弹—塑性的应力。(3)屈服极限：①屈服点σs=Ps/F0，，负荷不增加，甚至有所下降，试样还继续发生明显变形的最小应力。②屈服强度σ0.2=P0.2/F0，发生0.2%残余伸长的应力。(4)抗拉强度(强度极限):σb=Pb/F0，断裂前最大负荷的应力，表征材料最大均匀变形的抗力，表征材料在拉伸条件下所能担负的最大负荷的应力值。(5)断裂强度σk=Pk/F0，材料拉断时的真实应力。（6）许用应

7、力[σ]=σ/n。问题：σ选σe，σs，σb。一般（脆性材料）选σb；塑性材料选σs；量具选σe。三、塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。常以延伸率和断面收缩率来表征。1.断后伸长率δ：δ＝△lk/l02.断面收缩率ψ：ψ＝(F0–Fk)/Fk四、硬度：材料抵抗其它更硬物体压入其表面的能力。反映了材料抵抗局部塑性变形的能力。(压痕法)布氏硬度：压头：淬火钢球或硬质合金球D=2.5mm，5mm，10mm表示法：HBS，适于硬度＜450的较软金属；HBW，适于硬度＜650的材料(450~650)优点：

8、(直径较大测得平均值)准确缺点：①不方便，需计算、查表；②压痕大，对零件损坏，有可能成为裂纹源；③不能测硬金属。布氏硬度计算公式:HBS(HBW)=2.洛氏硬度：三种压头符号压头载荷/N（其中初载100N）测量范围应用范围HRA120°金刚石园锥体60060~85硬质合金，表面淬火层、渗碳层HRB1/16英寸淬火钢球100025~100有色金属，退火、正火钢HRC120°金刚石园锥体1