机制工艺学(热处理).ppt

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1、机制工艺学主讲人：陈慧萍苏州工业园区职业技术学院一、课程性质数控专业的专业课二、课程目标学会编制一般产品零件的工艺规程三、考核方法20%+10%+70%需要学习的知识点：热处理方法与原理；机械加工工艺过程；机床知识（车床）；机床夹具的知识；切削原理（切削参数、刀具知识等）；工艺规程的概念、作用及其制定步骤等；加工阶段划分与工序的安排；加工余量、切削用量及时间定额等的确定。第一部分热处理知识一、金属材料的力学性能（一）静载时金属的力学性能拉伸试验图1低碳钢的应力－伸长率曲线单位长度上的伸长量1.弹性(O

2、e阶段）和刚度不产生永久变形的性能称为弹性，变形为弹性变形。刚度Oe的斜率,为弹性模量，工程材料称为刚度（金属材料最稳定的性能之一）3.强度任一时刻的力除以试样原始横截面积之商——应力，工程材料称强度（材料抵抗塑性变形和断裂的能力）⑴屈服强度es段应力未增加，但变形仍在进行，这种现象称为“屈服”。不能恢复的残余变形叫塑性变形⑵抗拉强度金属材料在被拉断前所能承受的最大应力，称为抗拉强度。强度为设计依据3.塑性金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力。A、Z数值越大，材料的塑性越好。（二）硬度材料抵抗外物压

3、入的能力称为硬度。布氏硬度（HB）图布氏硬度的测定布氏硬度的测定F/Sd，载荷除以压痕的表面积布氏硬度法硬度值较稳定，但因压痕较大，不适于成品检验。常用于HB值小于450的材料符号HBS表示钢球压头测得的硬度值，符号HBW表示硬质合金压头测得的硬度值。洛氏硬度的测定2.洛氏硬度（HR）图洛氏硬度的测定`从刻度盘直接读取洛氏硬度测试简单，且压痕小，可用于成品检验。但是重复性差。（二）动载荷时金属的力学性能1.韧性一种是载荷以较高的速度作用于零件上，形成冲击，称为冲击载荷；另一种是载荷的大小或方向呈周期性

4、或非周期性变化地作用于零件上，称为循环载荷。金属材料抵抗冲击载荷的能力称作韧性。冲击试验常用金属材料断裂前所吸收的冲击功与断口横截面积的比值作为韧性的指标，称为冲击韧度。2.疲劳强度当应力低于某一值时，材料可经无数次应力循环而不发生疲劳断裂，这个应力值称为材料的疲劳极限或疲劳强度。改善其结构形状、减小应力集中、进行表面强化以及控制材料的内部质量等措施高温长时间应力下工作的金属材料，即使所加应力小于该温度下的屈服强度，也会产生明显的塑性变形直至发生断裂，这种现象称为金属材料的蠕变。（三）高温下金属材料的

5、机械性能以上性能外，金属材料还具有一定的物理性能、较好的化学稳定性以及优良的工艺性能固态物质按其原子（或分子）的聚集状态不同分为晶体与非晶体。非晶体的原子是无规则杂乱地堆积的，没有固定的熔点，各向同性。晶体的原子是按一定的几何形状作有规律的排列，有固定的熔点，各向异性。钢和铸铁等固态金属一般都是晶体。1.晶体与非晶体2.常见的金属晶格类型用于描述原子在晶体中规律排列方式的空间格子称为晶格。晶格中直线的交点称为结点。晶格中能代表原子排列规律的基本几何单元称为晶胞。纯铁的晶格类型：体心立方晶格、面心立方晶

6、格二、铁碳合金（一）纯铁的晶体结构晶胞是一个立方体，立方体的八个顶角和立方体中心各有一个原子。⑴体心立方晶格：3.纯铁的晶格晶胞是一个立方体，立方体的八个顶角和六个面中心各有一个原子。⑵面心立方晶格：苏州工业园区职业技术学院在固态下，随温度的变化，其晶格类型会发生转变，这种现象称为金属的同素异晶转变。纯铁的同素异晶转变可用下式表示：（二）纯铁的同素异晶转变苏州工业园区职业技术学院金属的同素异晶转变是通过原子的重新排列来完成的，实质上是一个重结晶过程。有一定的转变温度；转变时需要过冷；有潜热释放；转变过

7、程也是通过形核和晶核长大来完成的。合金就是由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。（三）铁碳合金的基本组织合金中凡是结构、成分和性能相同并且与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为相。组织是指用肉眼或借助显微镜能观察到的具有某种形态特征的合金组成物。其实质是一种或多种相按一定的方式相互结合所构成的整体的总称。它直接决定合金的性能。铁素体是碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格。碳在α-Fe中的溶解度很小，727℃时0.0218%；室温时为0.0008%,几乎

8、为零。其强度和硬度很低，塑性、韧性好。显微组织是明亮的多边形晶粒。1、铁素体（F或α）2、奥氏体（A或γ）奥氏体是碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方晶格。碳在γ-Fe中的溶碳量较高，1148℃时2.11%；727℃时为0.77%。其强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好。其晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，碳含量是6.69％，具有复杂的晶体结构。其硬度很高，塑性和韧性很差，δ、Ak接近于零，脆性很大。3、渗碳体（Fe