数控车工中级操作

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1、数控车工中级操作工理论辅导工程材料一、金属的力学性能金属的性能分为两类：使用性能:是指为保证机械零件或工具正常工作，材料应具备的性能，他包括力学性能、物理性能和化学性能。使用性能决定了材料在应用的范围内安全可靠性与使用寿命。工艺性能：是指在制造机械零件或工具的过程中，金属材料适应各种冷、热加工的性能。它包括铸造性能，压力加工性能、焊接性能、切削加工性能以及热处理性能。金属的力学性能是指它抵抗外力作用的能力。外力称为载荷或负荷，金属受到的载荷有：静载荷、冲击载荷、疲劳载荷等。在这些载荷作用下发生的变形形式：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲等。常用的力学性能指标：强度、塑性、

2、硬度、冲击韧度、疲劳强度等。1、强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力强度指标：屈服强度、抗拉强度2、塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力塑性指标：延伸率、断面收缩率3、硬度：是衡量金属材料软硬程度的指标测定硬度的方法：压入硬度法（1）布氏硬度：在布氏硬度测试仪上，用一直径为D的淬火钢球或硬质合金球，在规定载荷P的作用下压入被测试金属的表面，停留一定时间卸除载荷，测量被测试金属表面上所形成的压痕直径d，求出压痕单位面积所承受的平均压力，作为被测金属的布氏硬度值。硬度符号：HBS、HBW(决定于压头)（2）洛氏硬度：是在洛氏硬度机上用一定规格的硬质合金压

3、头，以一定大小的载荷压入试样表面。HRC：120°金刚石圆锥体HRA：120°金刚石圆锥体HRB：直径1.588mm的钢球（3）维氏硬度是用一相对夹角为136°的金刚石正四棱锥体压头，在规定载荷P作用下，压入被测金属表面，保持一定时间后卸除载荷，最后求出压痕表面积上平均压力。硬度符号：HV4、刚度：材料抵抗弹性变形的能力5、冲击韧性：金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力6、断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的性能7、疲劳极限：试样不发生断裂的最大循环应力值。一般钢铁材料取10的7次方；有色金属取10的6次方；腐蚀介质作用下的钢铁材料取10的8次方。二、金属的晶体结构与结晶不同的

4、金属材料在载荷作用下会表现出不同的力学性能，即使是化学成分相同的材料，采用不同的加工工艺或热处理，也会使性能产生很大的差异，其根本原因就是改变了金属的内部组织结构。在这里大家需要了解金属的晶体结构、常见金属的晶格类型（体心立方、面心立方和密排六方）、金属的结晶，晶粒大小对金属力学性能的影响、细化晶粒的方法，同素异晶转变以及二元合金相图。纯金属大都具有较好的塑性、导电、导热等性能，但其机械性能（力学性能和耐磨性）一般较低，价格较高，难于满足多品种、高性能的要求，因此在工业上很少应用。实际工程上大量使用的都是两种或两种以上元素组成的合金。例如：钢是铁与碳的合金黄铜是铜与锌

5、的合金钢和铸铁是工业上广泛应用的金属材料，主要由铁和碳两种元素组成，统称为铁碳合金。纯铁具有较好的塑性、但强度较低，不能用来制造零件，在纯铁中加入少量碳，会使强度和硬度明显提高，原因是铁和碳相互结合，形成了不同的金相组织。在鉄碳合金中，Fe3C、Fe2C、FeC等一系列化合物，Fe3C中碳的质量分数是6.69%，由于碳的质量分数超过6.69%的铁碳合金脆性很大,没有实用价值，所以，一般所说的铁碳合金相图，实际上是铁—渗碳体（Fe+Fe3C）相图。合金中具有一定化学成分且晶体结构相同的均匀部分叫相。纯铁的室温组织是单相α-Fe（铁素体）。在碳的质量分数为0.45%的Fe

6、—C合金（45钢）中，除了铁素体之外还出现了片状珠光体（片状的Fe3C与片状的铁素体的混合物）。由此可见铁中加入了碳以后，铁与碳相互作用形成Fe3C，这种化合物很硬，使钢明显的强化。纯铁是由单相α-Fe的组成，而45钢是α-Fe与Fe3C了两个相所组成。具有相同组元的固态合金在不同的温度和压力条件下得到不同的相结构。例如共析钢在727℃是奥氏体相，在该温度以下为铁素体和渗碳体（即珠光体）。随着状态的变化合金中相的变化过程称为相变。相图即状态图，是用图解的方法表示不同温度、压力及成分下合金系中各相的配平衡关系。铁碳合金的基本组织有：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体

7、。铁素体是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体。它的性能与纯铁相似，即塑性、韧性较好，强度、硬度较低。低碳钢中含有较多的铁素体，故具有较好的塑性。用符号F表示。奥氏体是碳溶于ｒ-Fe中的间隙固溶体。奥氏体一般在高温（﹥727℃）时存在，具有较好的塑性、适合于锻造。绝大多数钢材料锻造前都要加热到奥氏体状态。用符号A表示。渗碳体是具有复杂晶格的间隙化合物。用符号Fe3C表示。硬度很高，约为800HBW，韧性很差、极脆。珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，用符号P表示。它的性能介于铁素体和渗碳体之间，缓冷时硬度约为180—200HBS。莱氏体是碳的质量分数为4.3