绪论及金属材料力学性能

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1、机械制造基础主讲：宋绍华绪论一、课程目的与要求本课程包括工程材料、金属热加工、冷加工三部分。工程材料部分包括材料的力学性能、钢的热处理、合金钢、铸铁等内容，使学生获得常用工程材料的成分、组织、性能与应用的基本知识，了解热处理对组织与性能的影响，初步掌握常用工程材料的分类、牌号、基本性能和应用范围，从而具备选择零件材料及制定热处理技术的初步能力。同时使学生在学习的过程中熟悉材料的成分――工艺――组织――性能之间的关系及变化规律，使学生初步具备遵循这种规律进一步学习新材料的能力。热加工部分包括铸造、塑性加工、焊接等内容，使学生了解有关热加工工艺的基本知识，掌握铸造、塑性加工和焊接等

2、热加工方法的实质、基本原理和工艺特点，具有初步选择毛坯（或零件）成形方法的能力，以及合理设计毛坯（或零件）结构的能力。冷加工部分包括切削加工原理及加工方法等内容，使学生了解有关冷加工工艺的基本知识，掌握切削加工原理及一般加工方法和特殊加工方法，具有初步选择零件加工方法的能力，以及合理设计零件结构的能力，为学习后续课程，毕业设计及今后从事机械设计与制造工作奠定必要的基础。二、机械制造与材料：结构—性能—加工工艺做为机械工程技术人员必不可少地要用到材料，不论产品是桥梁、计算机、宇宙飞船、心脏起博器、核反应堆、还是汽车的排气装置，工程师们都必须完全了解他们所用材料的性能和行为特征。以

3、汽车为例，汽车制造中要使用各种各样的材料：钢铁、玻璃、塑料、橡胶等。而仅仅对钢材一项而言，就有2000多种不同种类和型号的品种。面对如此之多材料种类，要制造一个特定的零件，应根据什么原则来选择材料呢？在进行材料选择时，设计师必须首先考虑强度、导电性或导热性，密度及其它性能。然后，再考虑材料的加工性能和使用行为（其中材料的可成型性、机械加工性、电稳定性、化学持久性及辐照行为是重要的）。以及成本和材料来源。例如生产变速齿轮用的钢必须是易机械加工的，但又要有足够的韧性以经受猛烈的冲击。生产车身连接件的金属必须是易成型的，但又要有抗冲击形变的能力。一、内部结构与性能支配各种材料性能的基

4、本原则—材料的性能来源于该材料的内部结构。材料的内部结构包括原子、原子在晶体中、分子中与邻近原子的结合方式以及显微结构。技术人员在生产和使用材料时必须了解这些结构，就好象机械工程师在设计齿轮箱时必须了解齿轮箱内齿轮的大小、齿数和排列一样。三、机械制造的基本过程机械制造：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（市场调查，购买原材料）（铸造，锻造，焊接，冲压等）（车，铣，刨，磨，钻，镗等）（组装，部装，总装）四、学习方法1、坚持常规“记笔记”2、做好“四个结合”——课堂教学环节与实践教学环节结合；课堂教学与课后作

5、业结合；教学与自学结合；教材与参考书结合。3、参考书目：《机械制造基础》肖智清主编第一篇机械工程材料在工程领域中，用于机械结构和机械零件并且主要要求机械性能的工程材料，是机械制造业中所用材料的统称。1、种类2、性能：使用性能和工艺性能使用性能—机器零件在正常工作情况下材料所应具备的性能。它决定了材料的使用范围和使用寿命。如：力学、物理及化学性能。工艺性能—在制造机器零件和工具过程中，材料能够接受各种冷、热加工的能力，它决定了材料在加工过程中对加工成形的适应能力。包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。3、应用：在上述四大类材料中，金属材料可通

6、过不同成分配制，不同工艺方法来改变其内部组织结构，从而改善性能。加之其矿藏丰富，因而在机械制造业中，金属材料仍然是应用最广泛、用量最多的材料。在机械设备中约占所用材料的百分之九十以上，其中又以钢铁材料占绝大多数。　　随着科学技术的发展，非金属材料也得到迅速的发展。非金属材料除在某些机械性能上尚不如金属外，它具有金属所不具备的许多性能和特点，如耐腐蚀、绝缘、消声、质轻、加工成型容易、生产率高、成本低等。所以在工业中的应用日益广泛。作为高分子材料的主体——工程塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、ABS塑料、环氧塑料等）已逐渐替代一些金属零件，应用于机械工业领域中。古老的陶

7、瓷材料也突破了传统的应用范围，成为高温结构材料和功能材料的重要组成部分。金属材料和非金属材料在性能上各有其优缺点。近年来，金属基复合材料、树脂基复合材料和陶瓷基复合材料的出现，为集中各类材料的优异性能于一体开辟了新的途径，在机械工程中的应用将日益广泛。如今，材料、能源和信息已成为现代化生产的三大支柱，而材料又是能源与信息发展物质基础，各种材料的性能好坏直接影响产品的质量、寿命和可靠性。因此做合格机械工程师，必须掌握“机械工程材料”第一章金属材料的力学性能1、变形：机器在工作过程中由于载荷的作