工程材料及机械制造基础课件.ppt

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1、总复习工程材料及机械制造基础教学目的：使学生基本掌握钢铁材料的主要用途及其材料改性的基本途经；了解材料成形加工和切削加工的基本工艺方法及使用的主要设备，获得工程材料和机械制造工艺的基本知识，建立机械制造生产过程的基本概念，为学习机械制造相关后续课程及将来从事工程技术工作打下必要的基础。课程任务：（1）通过材料部分的学习，应使学生：①能基本掌握材料的成分、组织、性能三者之间的关系；②了解改善材料的组织和性能的基本途径——热处理工艺；③了解常用金属材料的分类、牌号、性能、特点及其应用,使学生初步具有选材的能力。（2）通过毛坯制造工艺的学习，应使学生对

2、毛坯加工工艺及其使用的主要设备有一个较全面的了解，从而初步具备选择毛坯加工方法的能力。（3）通过切削加工技术基础的学习，应使学生了解金属切削加工的基本原理，常用加工方法的工艺特点及其应用，对机械加工工艺过程有一个初步的了解，初步具有编制简单典型零件工艺规程的能力。教学目的：能基本掌握材料的成分、组织、性能三者之间的关系。了解改善金属材料的组织和性能的基本途径——热处理工艺。了解常用金属材料的分类、牌号、性能、特点及其应用。总之：金属材料及热处理篇是研究材料的成分、组织、性能、热处理工艺、应用五者之间关系的，使学生初步具有选材的能力。第一篇金属材料

3、本篇主要内容第一章金属材料的主要性能第二章铁碳合金第三章钢的热处理第四章工业用钢第五章金属材料选材的基本原则第一章金属材料的主要性能使用性能——指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能——指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工工艺和热处理工艺的性能。包括铸造性能、锻造性能、冲压性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。一、金属材料的力学性能材料在外力作用下所表现出来的特性，包括五大力学性能指标：强度静载荷作用下塑性硬度动载荷作用下冲击韧度疲劳强度掌握概念、变化规律、选用场合。二、金属材料的物理

4、性能材料的物理性能包括：密度、熔点、导电性、导磁性、导热性及热膨胀性等。零件用途不同，对其物理性能的要求也是不同的。三、金属材料的化学性能材料在常温或高温时抵抗各种化学作用的能力，称为化学性能。主要包括：耐腐蚀性、高温抗氧化性等。材料抵抗各种介质侵蚀的能力。材料在高温迅速氧化后，能在表面形成一层连续而致密并与母体结合牢靠的膜，从而阻止进一步氧化的特性。四、金属材料的工艺性能材料的工艺性能就是指金属材料能够适应加工工艺要求的能力。材料的工艺性能是其力学性能、物理性能和化学性能的综合。工艺性能的好坏，直接影响到制造零件的工艺方法和质量以及制造成本。材

5、料的工艺性能主要包括铸造性、可锻性、焊接性、切削加工性等。（1）铸造性铸造性是指浇注铸件时，材料能充满比较复杂的铸型并获得优质铸件的能力。对金属材料而言，评价铸造性能好坏的主要指标有流动性、收缩率、偏析倾向等。流动性好、收缩率小、偏析倾向小的材料其铸造性也好。一般来说，共晶成份的合金铸造性好。(2)可锻性可锻性是指材料是否易于进行压力加工的性能。可锻性好坏主要以材料的塑性和变形抗力来衡量。一般来说，钢的可锻性较好，而铸铁不能进行任何压力加工。（3）焊接性焊接性是指材料是否易于焊接在一起并能保证焊缝质量的性能，一般用焊接处出现各种缺陷（如裂纹及冷脆

6、性）的倾向来衡量。低碳钢、低合金结构钢具有优良的焊接性，铝合金等有色金属焊接性较差，而铸铁的焊接性最差。（4）切削加工性切削加工性是指材料是否易于切削加工的性能。它与材料种类、成分、硬度、韧性、导热性及内部组织状态等许多因素有关。有利切削的材料硬度为160~230HB。切削加工性好的材料，切削容易，刀具磨损小，加工表面光洁。以上四个工艺性能在后面的讲课中详细讲述，要求随各章节内容重点复习。第二章铁碳合金金属材料成分不同，性能不同；但即使材料成分相同，但经过不同的加工工艺和热处理工艺，也会具有不同的性能——为什么？因为内部组织结构不同或被改变了。因

7、此要掌握金属材料的性能变化规律，首要的就必须研究金属材料内部的组织结构变化规律。本章重点掌握材料成分—组织—性能三者之间的相互规律。第一节金属的晶体构造与结晶一、金属的晶体结构晶体与非晶体一切固态物质按其内部结构可分为：晶体——原子按一定的次序作有规则的排序。如：金刚石、石墨和一切固态金属及其合金都属于晶体。非晶体——内部原子呈不规则的排列。如：普通玻璃、松香、石蜡等。晶体结构不同，其性能往往相差很大。二、金属的结晶过程凝固——金属由液态变成固态的过程。结晶——金属由液态凝固成固态晶体的过程。亦即原子由不规则排列过渡到规则有序排列的过程。实验表明

8、：（1）纯金属的结晶是在一个恒定温度下进行的（此恒定温度称为结晶温度），即是个恒温过程。过冷——实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。过冷