机械制造基础教案第1章工程材料基础.doc

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1、机械制造基础课程教案授课时间第周星期第节课次授课方式（请打J）理论课讨论课口实验课口习题课口其他口课时安排8授课题目（教学章、节或主题人概述、第一章工程材料基础教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解本课程的性质和任务；熟悉机械制造技术的种类；掌握金属材料的力学性能。教学重点及难点：重点：金属材料的性能、铁碳合金相图、钢的热处理。难点：铁碳合金相图教学基本内容方法及手段一、机械的定义：机械就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置。像筷子、扫帚以及蹑子一类的物品都可以被称为机械，他们是简单机械。而复杂机械就是由两种或两种以上的简单机械构成。我们通常把这些比

2、较复杂的机械叫做机器（小学五年级下册科学教科书）。简单定义：各种机器与器械，统称为机械。机械制造定义：机械制造就是将原材料转变为机械成品的各种劳动的总和。机械制造慕础介绍机械制造的材料、工艺方法的课程机械的发展历史从原始人制造石器工具，到奴隶社会、封建社会的手工业发展，再到工业革命时期蒸汽机的运用带来的机械化生产，再到如今计算机的出现和运用。人类社会的发展史，文明的发展史，实际上就是机械的发展史。机械制造技术的历史机械制造技术的种类：铸造、锻压、焊接、切削加工、特种加工机械制造的材料包括金屈材料和非金屈材料。金屈材料因其具有良好的使用性能（包括力学性能、物理性能、

3、化学性能）和工艺性能，成为机器零件最常用的材料。课程教案(续)方法及手段教学基本内容第一章工程材料基础材料的主要性能是指：{(1)力学性能(2)物理性能(3)化学性能2.工艺性能一一加工成形的性能第一节材料的力学性能力学性能一材料在外力作用下所表现出的特性。一、外力作用下材料的变形与失效作用在机件上的外力一载荷静载荷动载荷0=F5/S_(MPa)SS1.两种基本变形(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。2.变形的三个阶段

4、弹性变形>塑性变形►断裂3.常见的几种失效形式(1)断裂(2)塑性变形(3)过量弹性变形(2)磨损(5)腐蚀二、材料的力学性能拉伸实验e—弹性极限点S—屈服点K—断裂点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(oS)指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。s二Fs/So(MPa)它表征了材料抵抗微量塑性变形的能力。当材料单位面积上所受的应力oe

5、承受最大载荷时的应力。%=Fb/S0(MPa)它表征了材料在拉伸条件下所能承受的最大应力。抗拉强度一是脆性材料选材的依据。2.塑性材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力。常用5和作为衡量塑性的指标。伸长率：k断面收缩率：肖=必_吐X100%$0良好的塑性是金屈材料进行塑性加工的必要条件。2.刚度(E)材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。在弹性变形阶段:FoeAZQX£cj/e=E所以:E——Et—材料抿抗弹性变形的能力越大。4.硬度是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。⑴布氏硬度(HB)：HB=压入载荷(N)压痕的表面积(mm)=0.1022F布氏

6、硬度适用HBV450⑵洛氏硬度(HRC)洛氏硬度一般用于HB>450洛氏硬度与布氏硬度之间约为仝卫"的关系同吋硬度与强度之间也有一定的关系：lF低碳钢：ob〜3.6HB高碳钢：ob~3.6HB调质合金钢：ob~3.6HB5.冲击韧性材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。6.疲劳强度Ak=G(J)ak=AK/S(J/m2)在冲击载荷下工作的零件,很少是受大能量一次冲击而破坏的；往往是受小能量多次重复冲击而破坏的。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。受交变载荷作用的零件，在其所受应力远远低于该材料的屈服强度时，会发生突然的断裂。而且是脆性断裂。据统计，约

7、80%的机件失效为疲劳破坏。«0—循环基数钢：n()=107有色金鳳q=10*三、力学性能与失效形式的关系失效形式力学性能疲劳强度强度斤裂塑性变形过量弹变磨损塑性刚度硬度韧性第二节材料的物理、化学及工艺性能一、材料的物理性能比重、密度、熔点、导电性、导热性、磁性、热膨胀系数。二、材料的化学性能耐酸性、耐碱性、抗氧化性。三、材料的工艺性能：加工性能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。I非晶体：原子作无序排列；没有固定的熔点；各向同性。所有的金属和合金都是晶体。晶格一原子排列形成的空间格子的典型晶体结构「体心立方晶

8、格：Cr、