第一篇 工程材料基础知识new

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1、机械制造基础金属工艺学绪论一、本课程的性质和内容1、本课程的性质机械制造基础课2、本课程的内容机械制造：将原材料制成零件的毛坯，将毛坯加工成机械零件，再将零件装配成机器的整个过程。生产准备毛坯制造机械加工装配调试（购买原材料）（铸，锻，（车，铣，（组装，总装）焊，冲压等）刨，镗等）二、本课程的学习目的和学习方法1、目的（1）掌握常用的工程材料；（2）掌握铸造、锻造、焊接、切削加工和特种加工；（3）熟悉机械制造全过程，并了解现代机械制造技术。2、学习方法第一篇工程材料基础知识材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。金属材料陶瓷材料工程材料高分子材料复合材料第一章材料的主要性能

2、材料的主要性能:（1）力学性能强度、塑性、硬度1.使用性能（2）物理性能密度、熔点、导电性（3）化学性能耐酸碱性、抗氧化性。2.工艺性能——加工成形的性能第一节材料的力学性能一、外力作用下材料的变形力学性能——材料在外力作用下所表现出的特性。静载荷作用在机件上的外力——载荷动载荷FFF’FF'Fσ=F’/SF=F’s==（MPa）S S 外力——内力——应力（1）弹性变形：材料受外力作用时产生变形，当外力去除后恢复其原来形状，这种随外力消失而消失的变形，称为弹性变形。（2）塑性变形:材料在外力作用下产生永久的不可恢复的变形，称为塑性变形。二、材料的力学性能FbFb拉伸实样d

3、 F=s0S0sFFFsF ekel0Ld kDloDl =e缩颈l 0lk 拉伸曲线应力—应变曲线e—弹性极限点K—断裂点S—屈服点b—极限载荷点1．强度：材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。（1）屈服强度（σS）指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。σ=Fs/S（MPa）S0当σ>σ时，材料将产生明显的塑性变形。s屈服强度—是塑性材料选材和评定的依据。（2）抗拉强度（σb）F b F=sS 抗拉强度是材料在拉断前0b s承受最大载荷时的应力。e k σ=F/S（MPa）bb0DlDl=e抗拉强度— 是脆性材料选材的依据。l 02.塑性材料在外力作用下，产生永

4、久变形而不引起破坏的能力。常用δ和ψ作为衡量塑性的指标。F0P P l-lk0伸长率：d=´100% l0l0L断面收缩率:y=F0-Fk´100% FkF0 lδ和ψ值越大，塑性越好k 良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。3．硬度是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。(1)布氏硬度（HB）：F压入载荷（N）D HB=压痕的表面积（mm ）d布氏硬度适用HB<450(2)洛氏硬度（HRC）洛氏硬度一般用于HB>450HRC:HB=1：101200σ与HB的关系b低碳钢：σ≈3.6HBh b高碳钢：σ≈3.4HBb调质合金钢：σ≈3.25HBb4．冲击韧性材料在断裂前吸

5、收的变形能量的能力。A=G（H–H）（J）K12a=A/S（J/m2）kK表示材料抵抗冲击载荷作H1用下断裂的能力。H25．疲劳强度材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力。据统计，约80%的机件s失效为疲劳破坏。n0—循环基数s-17 n钢：n0 =100n8 有色金属：n=100 6、几种常用金属材料的力学性能牌力学性能应号用σ//δ%HBSHRCαk/bσsMPaMPaJ/2CmQ235-A40023526工程结构45钢6101622955（淬轴、杆火）ZG310-570570310153铸钢件ZAlSi2143450活塞HT250250气缸体QT700-

6、27004202270曲轴复习题1.说明σS、σb、σ－1、δ、αk、45-50HRC、300HBS的名称和含义2.解释应力与应变的概念3.查阅有关资料列表统计如下材料的力学性能指标值：Q215-A;35;T10;HT300;QT450-10;ZG340-640（ZG55）;ZCuSn10Pb1(10-1锡青铜);ZAlSi7Mg（ZL101）第二章金属及合金的结晶第一节金属的晶体结构晶体：原子作有序排列；有固定的熔点；各向异性。非晶体：原子作无序排列；没有固定的熔点；各向同性。金属的典型晶体结构体心立方晶格：a-Fe、Cr、b-Fe、Mo、W、V面心立方晶格：Cu、Ni、

7、Ag、Au密排六方晶格：Mg、Be、Zn、a-Ti、b-Cr第二节金属的结晶过程一、金属的结晶过程℃度1．金属结晶的过冷现象温过冷度ΔTTDT=T -T 00 n Tn2．金属的结晶过程形核结晶长大时间冷却曲线金属是由许多大小、形状、晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的多晶体。一般金属的晶粒越细小，其力学性能越好。3．细化晶粒的方法1）变质处理2）增大过冷度3）机械的振动和搅拌4）热处理5）压力加工再结晶二、金属的同素异晶转变在固态下，随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。Fe、Sn