大学现代制造基础作业,,,实验一.doc

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1、实验一金属的力学性能是指金属材料在外力作用下表现出来的特性一般包括强度、硬度、塑性、韧性和抗疲劳性能等，它们是衡量材料性能极其重要的指标。1•强度金属材料在外力（静载荷）作用正气表现的抵抗永久变形或断裂的能力，称为强度。抵抗外力的能力越大，强度就越高。按作用力性质分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用OS表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用

2、Ob表示。对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。2•硬度金属材料抵抗比它更硬物体压入表面的能力，称为硬度。常用的硬度指标有布氏硬度和洛氏硬度两种。（1）布氏硬度。用一定直径的淬硬钢球或硬质合金球作为压头，在一定的载荷作用下，将压头压入被测金属材料的表面，测出得压痕的直戏，经过计算就可得到具体数值。布氏硬度值用符号HBS表示，压头为钢球，一般适用于金属原材料或经正火、退火后硬度值不高（HBSW450）的半成品件的硬度测量。压头为硬

3、质合金球时，布氏硬度值用符号HBW表示，适用于硬度较高的材料的硬度测量。（2）洛氏硬度。用顶角为120度的金刚石圆锥体，在一定的载荷作用下，压入材料的表面，根据压痕的深度来确定材料硬度的大小就是洛氏硬度值。根据所采用的载荷和压入器不同，洛氏硬度又分为下面三种：①HRA——采用120度圆锥形金刚石压入器求得的硬度，一般用来测量硬度HBS大于700的高硬材料（如硬质合金等）及一些硬而薄的金属等。②HRB——采用直径1/16英寸的淬硬功夫钢球测得的硬度，一般用来测量硬度HBS二60〜230之间比较软的金属及低碳钢等。③HRC——采用

4、120度圆锥形金刚石压入器测出得的硬度，一般用来测量硬度HBS二230〜700的调质钢及淬火钢。3•塑性金属在外力作用下，产生永久变形面不会被破坏的能力，称为塑性。金属材料塑性的好坏可用延伸率及断面收缩率表示，其值愈大，塑性愈好。4•韧性金属在冲击载荷下，抵抗破坏的能力，称为韧性又称为冲击韧性，用ak表示，单位为J/cm2。冲击韧性常用一次摆锤冲击弯曲试验测定，叩把被测材料做成标准冲击试样，用摆锤一次冲断，测出冲断试样所消耗的冲击AK,然后用试样缺口处单位截面积F上所消耗的冲击功ak表示冲击韧性。ak值越大，则材料的韧性就越好

5、。ak值低的材料叫做脆性材料，ak值高的材料叫韧性材料。很多零件,如齿轮、连杆等，工作时受到很大的冲击载荷，因此要用ak值高的材料制造。铸铁的ak值很低，灰口铸铁ak值近于零，不能用来制造承受冲击载荷的零件。在些金属材料在静载荷作用下表现出很高的强度，但在冲击载荷作用下就表现得很脆弱，如高碳钢等。相反有些材料的强度并不高，但在冲击载荷下表现出很高的坚韧性，如低碳钢等。实践证明，冲击载荷要比静载荷具有更大的破坏力，因此，机器上随冲击载荷尔蒙的零件必须有足够的韧性。5.抗疲劳性金属材料在长期交变载荷下，仍不被破坏的能力，称为抗疲劳

6、性。衡量抗疲劳性大小的指标是疲劳强度。疲劳强度越大,抗菌素疲劳性越好。材料成型的类型生产中常用的铸造、锻造、粉末冶金、挤压、轧制、拉拔方法均属此类。1、铸造：指将熔炼成液态的金属浇入事先制造好的铸型，金属凝固后获得一定形状和性能的铸件。生产中常用于毛坯制造。铸造方法又分为砂型铸造和特种铸造（含熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造）。2、锻造：指利用外力使材料产生塑性变形，获得所需尺寸、形状的零件的方法。亦是生产中制造毛坯的主要方法之一。锻造又有自由锻和模锻两种。3、粉末冶金：将粉末状的原材料在特定型腔中加热、加压成型。4、

7、挤压：将金属从挤压模孔中挤出成形的方法，常用于生产各种形状复杂、深孔、薄壁、异型断面的零件。5、轧制：是使金属坯料通过一对回转轧辗的空隙而受压产生塑性变形获得所需产品的加工方法。主要用于各种金属型材、板材和管材以及其他如连杆、齿轮、轴类等各种零件的生产。6、拉拔：是利用金属坯料通过拉拔模的模孔产生塑性变形而获得产品的加工方法。生产中主要用于各种细线材、薄壁管及各种特殊几何形状的型材的制造。材料热处理：热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构，来控制其性能的一种金属热加工工艺。金属

8、热处理是机械制造屮的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋子或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理