金属工艺学-.ppt

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1、主讲：朱明级技师、经济师、工程师高级技能专业技术教师汽车维修高级考评员授人以鱼不如授人以渔金属材料的基本知识1.1金属材料的主要性能金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能包括：力学性能、物理性能、化学性能；工艺性能包括：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能。授人以鱼不如授人以渔1.1.1金属材料的使用性能1.强度强度是指在外力作用下金属材料抵抗变形和断裂的能力，其测定方法通常采用拉伸试验。授人以鱼不如授人以渔拉伸试验产生的“退火低碳钢的力—伸长量（应力—应变）曲线”授人以鱼不如授人以渔解读应力应变曲线图（1）弹性极限材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力

2、值：σе＝Ｆｅ／Ｓｏ（单位：Ｍｐａ）＝弹性变形终了时的最大载荷／试样原始横断面积Ｍｐａ与常用单位换算：1Ｍｐａ＝1N／ｍｍ2≈0.1㎏／ｍｍ2授人以鱼不如授人以渔（2）屈服点材料产生屈服现象时的最小应力值：σn＝Ｆn／Ｓｏ（单位：Ｍｐａ）＝屈服时的最小载荷／试样原始横断面积授人以鱼不如授人以渔（3）抗拉强度材料被拉断前所能承受的最大应力值：σb＝Ｆb／Ｓｏ（单位：Ｍｐａ）＝试样断裂前所能承受的最大载荷（N）／试样原始横断面积授人以鱼不如授人以渔（4）弹性模量E＝σ／ε（单位：Ｍｐａ）＝应力／应变（就是：使材料产生单位应变所需的应力）弹性模量是材料中最稳定的指标，工程上用来衡量金属材

3、料抵抗弹性变形的难易程度：E↑，刚度↑，变形↓；反之亦然。因此，我们就有一个常用的估计公式，非常方便：刚度＝ES（弹性模量×零件承载截面积）授人以鱼不如授人以渔2.塑性塑性是指断裂前材料发生的不可逆永久变形的能力。常用的塑性指标有：（1）延伸率δ＝试样伸长量／试样标距长度×100﹪；δ﹤5者为脆性材料，δ﹥5者为塑性材料。（2）断面收缩率＝断面缩减量／试样截面积×100﹪。授人以鱼不如授人以渔3.硬度材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。常用的硬度指标有：（1）布氏硬度HBS、HBW（分别使用钢球、硬质合金球为试验的压头），特点是大体积试样的综合反映比较平均和稳定，但

4、不适宜检验成品、小件和薄件；授人以鱼不如授人以渔（2）洛氏硬度HRC、HRB、HRA（分别使用金刚石圆锥体、钢球、金刚石圆锥体为试验的头），特点是操作简便迅速，数据可以直读，可测范围大，很软、很硬、成品、薄件均可，唯压痕较小，遇有材料内部不均匀是数据波动较大；（3）维氏硬度HV（使用金刚石四棱锥体为实验的压头），特点是极软极硬的材料都可测定，且准确性高，但由于压痕小，工序较繁，而且对材料的表面要求高。授人以鱼不如授人以渔4.冲击韧性金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力摆锤冲击试验条件下的表征：AKV＝ｇ（ｈ1－ｈ2）（单位：J，焦耳）必须说明：AKV这个值没有明确的物理意义。从图

5、上可以看出，材料缺口截面的应力分布并不代表全部材料的情况，更可况冲击试验所消耗的功在很大程度上取决于参加塑性变形的材料体积，而不仅仅取决于缺口的截面面积。授人以鱼不如授人以渔5.疲劳强度是指金属材料在多次交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。应该指出，这个定义是一种定性的说法。因为疲劳强度涉及到“疲劳曲线”和“疲劳极限”等概念的表述，也受很多因素的影响，如零件的服役条件、表面状态、材料成分、组织及残余应力等，不能简单地以“107次交变循环”就定义为疲劳极限。不过，可以肯定的是，由于疲劳断裂通常起源于零部件的表面，因此，表面处理是改善疲劳抗力最常用的方法。授人以鱼不如授人以渔授人以

6、鱼不如授人以渔铝合金分类示意图授人以鱼不如授人以渔铝—铜二元合金状态图授人以鱼不如授人以渔硬铝合金在不同温度下的时效曲线授人以鱼不如授人以渔Cu–Zn合金相图授人以鱼不如授人以渔软基体硬质点轴瓦与轴的分界面授人以鱼不如授人以渔铁碳合金的含碳量与组织的关系授人以鱼不如授人以渔导致零件失效的主要原因示意图授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔铁素体基灰口铸铁的显微组织授人以鱼不如授人以渔Fe–Fe3C和Fe–C双重相图授人以鱼不如授人以渔球墨铸铁的显微组织a珠光体﹢铁素体基球墨铸铁b铁素体基球墨铸铁授人以鱼不如授人以渔简单立方晶体a晶体结构b晶格c晶胞授人以鱼不如授人以渔体心立方晶胞

7、授人以鱼不如授人以渔面心立方晶胞授人以鱼不如授人以渔密排六方晶胞授人以鱼不如授人以渔晶体位错密度与强度的关系授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔a锰对奥氏体区的影响b铬对奥氏体区的影响授人以鱼不如授人以渔合金元素对C曲线的影响a非碳化物形成元素及弱碳化物形成元素b强碳化物形成元素授人以鱼不如授人以渔W18Cr–4钢的淬火、回火工艺曲线授人以鱼不如授人以渔珠光体腐蚀示意图授人以鱼不如授人以渔Fe–Fe3C和