金属材料的工艺性能.doc

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1、金属材料的工艺性能铸造性能金属材料铸造成形获得优良铸件的能力称为铸造性能。用流动性、收缩性和偏析来衡量。⑴流动性融金属的流动能力称为流动性。流动性好的金属易充满铸型，获得外形完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件。⑵收缩性一铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象称为收缩性。收缩不仅影响尺寸,还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂。⑶偏析一金属凝固后，铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象称为偏析。偏析会使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。锻造性能金属材料用锻压加工方法成形的能力称为锻造性。塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性越好。焊接性能金

2、属材料对焊接加工的适应性称为焊接性。在机械行业中，焊接的主耍对象是钢材。碳质量分数是焊接好坏的主耍因素。碳质量分数和合金元素质量分数越高，焊接性能越差。切削加工性能切削加工性能一般用切削后的表而质量（以表而粗糙度高低衡量）和刀具寿命来表示。金属具有适当的硬度（17OH13S〜23OH13S）和足够的脆性时切削性能良好。改变钢的化学成分（加入少量的铅、磷元素）和进行适当的热处理（低碳钢正火、高碳钢球化退火）可提高钢的切削加T性能。热处理工艺性能钢的热处理工艺性能主耍考虑其淬透性，即钢接受淬火的能力。伤Mn、Cr、Ni等合金元素的合金钢淬透性比较好，碳钢的淬透性比

3、较差。金属材料的机械性能材料的性能好坏关系到设备使用寿命，整个国民经济的发展，特别是在航空航天方面（12-8）。材料的机械性能包括这么儿个方面。强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。根据载荷不同，可分为抗拉强度ob、抗压obc、抗弯Obb、抗剪Tb、抗扭Tt。抗拉强度通过拉仲试验测定。将一截而为圆形低碳钢拉伸试样（如图2）在材料试验机12-9）上进行拉仲，测得应力一应变曲线（如图lb）图18低碳钢试样低碳钢应力一应变图图lb低碳钢应力-应变图图中0为应力，E为应变。图中各个阶段：0A弹性变形阶段一试样的变形量与外加载荷成正比，载荷卸掉后，试样恢复原来样

4、子。ABC屈服阶段一发生塑性变形，载荷卸掉后，一部分变形恢复还有一•部分不能恢复，形变不能恢复的变形称为塑性变形。CD强化阶段一载荷不断增加，塑性变形增人，材料变形抗力也逐渐增加；DE缩颈阶段一当载荷达到最大值时，试样直径发生局部收缩，称为“缩颈”:E点为试样发生断裂。强度指标分为：⑴弹性极限oe,表示材料保持弹性变形，弹性零件设计依据；⑵屈服极限os,表示金属开始发生明显塑性变形抗力，有些金属如铸铁没有明显屈服现象，则用条件屈服极限表示：产生0.2%残余应变时的应力值即。0.2；⑶强度极限。b,表示金属受拉吋所能承受的最大应力。oe、os、ob、是机械零件和

5、构件设计的主要依据。2.塑性⑴延仲率一试样拉断后，标距的仲长与原始标距的白分比称为延伸率。5=AL/L=(Ll-L0)/L0X100%⑵断而收缩率一试样拉断后缩颈处截而积的最大缩减量与原横断而积的白分比称为断面收缩率。甲二△S/S二SO-Sl/SOX100%金属材料的延伸率与断面收缩率越大，具塑性越好。3.硬度图2布氏硬度的测量硬度是材料抵抗局部变形的能力。⑴布氏硬度,使用布氏硬度计(12-10)进行测量。如图2原理：HBS(HBW=F/A=2F/jtD[D-(D2-d2)1/2](不写单位：kgf/mm2)采用淬火钢球时，记为HBS；采用硬质合金钢球时，记为

6、HBW；当F的单位取N时，加系数0.102o布氏硬度特点：优点：测量数值稳定，准确缺点：操作慢，不适用批量生产和薄形件。应用：铸铁，有色金属；退火、正火、调质处理钢。当HBS<450时有效(HBW450-650)⑵洛氏硬度，使用洛氏硬度计进行测量。3-3卸去主戟荷后压头的谊置he：卸去主载的弹性恢复图3洛氏硬度的测量如图3o原理:IIR=(k-h)/0.002对金刚石I员I锥压头，k二0.加m对钢球压头，k=0.26mm洛氏硬度特点：优点：操作简便，压痕小，用于成品和薄形件；缺点：测量数值分散。应用:淬火钢，调质钢批生产零件，当20-67HRC时有效.洛氏硬度

7、分类如表1：表1洛氏硬度分类符时压头我荷适用范厨HRC120*金刚石锥体150kg淬火钢等HRB淬火饷球O1.59毫米100kg逖火钢及右色金鴉HRA12CT金刚石惟体60kg薄板或硕材斛2.韧性与疲劳强度⑴韧性冲击韧性：反应了材料抵抗冲击载荷的能力ak=Ak/A（J/cm2）Ak——冲击功A——试样缺口处截面积冲击韧性对材料的意义：%1ak对材料内部缺陷很墩感（可用來鉴定材料的冶金质量、热加工质量）；%1ak随温度降低而下降，可用来评定材料的冷脆现象。冲击韧性的大小在冲击试验机（12-12）上进行测试。材料在断裂么前吸收的冲击功越多表示材料抵抗冲击载荷的能力

8、越强。⑵疲劳强度材料在低丁ss的重复交