司乃钧版工程材料与热加工工艺课件1-3章.ppt

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1、哈尔滨理工大学荣成学院工程材料与热加工工程材料与热加工讲课人：王伟华讲课学时：44考试分值分配：4：6闭卷考试“工程材料与热加工”是研究从原材料到产品热成型制造过程的学问。绪论（Introduction）工程材料：用于制造工程构件、机械零件、工具等。成形工艺：改变材料的形状、尺寸和性能的加工过程。一、工程材料及成形工艺的发展历史用材料划分的人类历史：石器时代、陶器、铜器时代、铁器时代和人工复合材料时代。石器时代（StoneAge）：石刀，石斧，石矛燧石：神奇的石头骨针陶器时代（PotteryAge）：中国名扬四海的时代西安半坡人面网纹陶盆战国陶制四通水管铜器时代（BronzeAge）中

2、国人最骄傲的时代立人像铸于商代晚期，人像高172厘米，底座高90厘米，通高262厘米，是世界上最大的青铜立人像，被尊称为“世界铜像之王”。突目面具铸于商代晚期，原件高64.5厘米，宽138厘米，眼球柱状外突长达13.5厘米，其造型在世界上亦属首见。铁器时代（IronAge）中国人最辉煌的时代铁制车轮铸铁，各种农具人工复合材料（artificialcompositematerial）中国大发展时代高分子材料、陶瓷、功能材料、纳米材料等用扫描隧道显微镜搬动48个Fe原子到Cu表面上构成的量子围栏在Au-Pa（金-镤）薄膜上用AFM探针的纳米雕刻（北大）目前发展方向：目前定向凝固技术、快速成

3、形技术、高速锤锻、精密模锻、激光焊、等离子焊等各种新的成形技术，以及自动线、加工中心，数控系统、柔性制造系统等已是屡见不鲜。未来正向着快速、精密、自动化的方向飞速发展。瓶盖自动线机器生产过程热处理原材料毛坯机器零件热处理铸造锻压焊接装配切削加工正确选择原材料与成形方法、合理确定加工路线。关系到产品的质量、使用寿命、生产成本、生产周期与经济效益。二、工程材料及成形工艺在制造业中的应用机械零件工作条件失效分析性能化学成分制备与加工工艺组织结构贯穿全课程的“纲”参考资料工程材料与成形技术基础.第2版，鞠鲁粤主编工程材料与成形工艺,杨红玉,刘长青主编Engineeringmaterialste

4、chnology:structures,processing,properties,andselection=工程材料技术,JamesA.Jacobs,ThomasF.Kilduff著;赵静等改编.工程材料及成形技术,艾云龙主编.工程材料与成形工艺，冀秀焕，唐建生主编中国材料网（网站）第一章工程材料的分类及力学性能（Classificationandmechanicalpropertiesofengineeringmaterials）第一章工程材料的分类及力学性能第一节工程材料的分类（Classificationofengineeringmaterials）分类（classificat

5、ion）：工程材料种类繁多，常见分类方法。按成分分类金属材料高分子材料MetallicMaterialsPolymericMaterials按成分分类四者的关系陶瓷材料复合材料CeramicMaterialsCompositeMaterials第二节工程材料的力学性能（mechanicalpropertiesofengineeringmaterials）一、金属材料的性能二、金属材料的力学性能定义：指材料在各种载荷（静载荷、动载荷）下表现出来的性能。铸造性可锻性可焊性切削加工性热处理性金属材料的性能使用性能力学性能物理性能化学性能工艺性能1.强度（strength）和塑性（plasti

6、city）金属材料的强度、塑性指标是在万能拉伸试验机上通过拉伸试验测定的。拉伸试验拉伸试验机拉伸试样拉伸试样的缩颈动画材料的拉伸曲线（以低碳钢为例）1）oe段：直线、弹性变性2）es段：曲线、微量塑性变形阶段。3）ss’段：屈服阶段。4）s’b段：大量塑性变形阶段。5）bk段：缩颈阶段。ess′bk伸长量Δι载荷F0FeFsFb在低碳钢拉伸曲线中，把F-Δl坐标换成σ-ε（应力—应变）就可以直接在图上读出力学性能指标。1）弹性极限(elasticlimit）定义：指材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力值。用e表示，单位MPa。σe＝Fe/S0式中Fe弹性极限载荷(N)；S0试样原

7、始横截面积(mm2)2）弹性模量（elasticmodulus）定义：指材料在弹性变形阶段内，直线的斜率。以E来表示，单位为MPa。强度（strength）定义：材料抵抗外力作用下变形和断裂的能力。3）屈服强度（yieldstrength）定义：表示材料发生明显塑性变形时的最低应力值。用σs表示，单位为MPa(N/mm2=1MPa)。对于没有明显屈服强度的材料，如铸铁、高碳钢等，测定σ困难，通常规定产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服强度，