资源描述：
《机械工程常用材料及热处理 参赛课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、机械工程常用材料及钢的热处理参赛选手：*****3.机械工程常用材料及钢的热处理3-1概述3-2金属材料的力学性能3-3常用的工程材料3-4钢的热处理3-5表面精饰3-6精密仪器材料选用原则3.1概述机械工程材料金属材料非金属材料黑色金属钢有色金属铸铁合金钢无机非金属材料有机材料塑料橡胶陶瓷合成纤维铝合金铜合金其他有色合金(非铁金属)3-2金属材料的力学性能低碳钢应力-应变曲线在室温下以缓慢平稳加载的方式进行的拉伸试验，确定材料机械性质。低碳钢应力-应变曲线分四个阶段(1)弹性阶段(Oa段,直线)变形与所加外力成正比,外力撤销
2、后试件形状完全恢复.a点对应应力为不产生永久变形(塑性变形)的最大应力，称为比例极限σp.(2)屈服阶段(ab段,近似平线或波线)外力不再增加而试样仍继续变形(屈服现象)，若此时除去外力，试样将不恢复原来尺寸，在该阶段金属开始发生明显塑性变形。屈服阶段的最低应力为屈服极限σs.1应力极限(强度)(3)强化阶段(bc段,上升曲线)材料恢复了变形的能力,要使它变形必须增加拉力(材料的强化),此阶段是金属最重要的塑性变形阶段.材料发生均匀塑性变形时的最大应力(c点)为强度极限σb，是材料强度的主要指标.它是材料受拉时所能承受的最大载
3、荷应力。(4)局部变形阶段(cd段,下降曲线)外力过强度极限(c点)后,试样发生“缩颈”现象。此时塑性变形集中在缩颈处,缩颈点截面于是急剧变小,最后试样在d点即颈缩点发生断裂.若应力超过屈服极限,但尚未达到强度极限(如在f点),此时卸载，曲线将沿着与Oa平行的fg直线(虚线)下降。其中Og为永久塑性变形，gh为弹性变形。再次加载时，应力—应变曲线变为gfcd，相当于提高了屈服极限。这种在常温下经过塑性变形使材料强度提高、塑性降低的现象，称为冷作硬化。2刚度材料抵抗变形的能力.弹性模量E,剪切模量G是衡量材料刚度的性能指标(胡克
4、定律,).3塑性材料破坏时，遗留变形的大小断后伸长率:试件拉断后,标距内的伸长量与标距原长之比的百分率.>5％为塑性材料,<5％为脆性材料.断面收缩率ψ:试件被拉断后,断裂处面积的缩小量与原面积之比的百分率。或ψ越大，材料的塑性越高，反之则低。进行压力加工的零件，应选用塑性高的材料，以免加工时开裂。4硬度材料表面在一小体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破裂的能力。材料硬度越高，强度和耐磨性越高，但塑性越低。常用的硬度指标有三种：布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HRC,洛氏C标度硬度)和维氏硬度(HV).以一定载荷把一定大
5、小的钢球压入材料表面,保持一段时间,卸载后负荷与其压痕面积的比值即为布氏硬度(HBW).洛氏硬度试验原理和布氏硬度试验一样,也是压痕试验法,不同之处为它不是测量压痕大小而是测量压痕凹陷的深度.根据压头类型和压入载荷大小不同,可分为HRA,HRB,HRC.维氏硬度(HV)的试验原理也是根据压痕凹陷面积上单位应力作为硬度值计量。所不同的是维氏硬度试验的压头是采用锥面夹角为136°的金刚石四方角锥体.各种硬度值之间可以相互折算(GB/T1172-1999)，应用中可通过查表获得.5影响材料力学性能的主要因素(1)含碳量含碳量越高，强
6、度和硬度越高，但塑性显著降低。(2)合金元素在钢中加入某些合金元素,可提高和改善其综合力学性能,并获得某些特殊的物理和化学性能。加Mn(锰)能提高钢的强度；加Ni(镍)与Cr(铬)能使钢获得高强度、耐热和耐腐蚀性;加W(钨)则能提高钢的硬度和韧性,是制造耐热工具不可缺少的合金元素.(有益元素)有害杂质元素S（硫）、P（磷）(3)温度一般地，低温条件下强度有所增加，塑性和韧性下降,高温条件下相反。(4)热处理工艺不同的热处理工艺将会使钢的力学性能产生程度不同的变化。3-3常用的工程材料1钢铁材料（黑色金属）(1)碳钢(非合金钢)
7、合金:一种金属元素和其他金属或非金属元素相互熔合而成的具有金属特性的物质.碳钢:含碳2％(质量百分比)以下的铁碳合金、少量杂质按含碳量分类：低碳钢(wC≤0.25%,20钢),螺钉,连杆等中碳钢(0.25%0.6%),工具，模具等按质量等级分类：普通碳素钢(wS≤0.055%,wP≤0.045%)优质碳素钢(wS≤0.040%,wP≤0.040%)高级优质碳素钢(wS≤0.030%,wP≤0.035%)按用途分类：碳素结构钢(工程结构,机械零件)、碳素工具钢(各种工具)(2)
8、合金钢人为在冶炼中加入铬Cr、锰Mn、镍Ni、钛Ti、钼Mo、钨W等合金元素形成的钢，具有高的强度、韧性、硬度，以及某些特殊性能（如耐腐蚀性、高温强度等）。低合金钢(合金元素含量小于5%)中合金钢(合金元素含量在5%~10%)高合金钢(合金元素含量大于10%)碳钢价格低廉、容
