新版工程材料及机械制造基础课件.ppt

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1、工程材料及机械制造基础内容（简介）本书共有17章，包括材料的种类与性能、材料的组织结构、金属热处理及材料改性、钢铁材料及其用途、非铁材料、机械零件的失效及选材、铸造、压力加工、焊接、非金属材料及复合材料成型方法、毛坯成形方法选择及质量控制、现代成形技术及发展趋势、切削加工基础知识、零件表面的加工方法、机械零件的结构工艺性、现代制造技术及发展趋势等。第1章材料的种类与性能1.1材料的种类图1.2材料的性能1.2.1静载时材料的力学性能1.2.2其他载荷作用下材料的机械性能1.2.3材料的高温和低温性能1.2.4材料的物理性能1.2.5材料的化学性能1.2.6材料的工艺性能1.2.1静载时材料的

2、力学性能1.强度：在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力。拉伸试验演示图(1)oe段：直线、弹性变性(2)eH段：曲线、弹性变形+塑性变形(3)L段：水平线（略有波动）明显的塑性变形屈服现象，作用的力基本不变，试样连续伸长。(4)Lm曲线：弹性变形+均匀塑性变形(5)m点：出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承载能力降低，拉伸力达到最大值，试样产生不均匀塑性变形,试样即将断裂。(6)k点：试样在缩颈处断裂。1.强度(3)抗拉强度指试样拉断前所承受的最大拉应力。其物理意义是在于它反映了最大均匀变形的抗力。(2)下屈服强度当材料的内应力σ＞Rm时，材料将产生断裂。Rm常用作脆性材料的选材和设

3、计的依据。符号：FeH试样发生屈服而力首次下降前承受的最大载荷，NFeL材料产生屈服现象时的最小载荷，NReL=FeL/S0（旧标准σs）S0：试样原始横截面积（mm2）(1)弹性极限Re=Fe/S0弹性模量（刚度）E=R/ε上屈服强度ReH=FeH/S0Rm=Fm/S0（旧标准σb）1.强度是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。1.断后伸长率A11.3（旧标准δ10），A5.65（写成A，旧标准δ5）2.断面收缩率Z（旧标准Ψ），指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。A=(Lu

4、-L0)/L0×100%L0:试样原始标距（当L0=10d0时,A11.3；当L0=5d0时,A5.65）Lu:拉断后的试样标距。将断口密合在一起，用卡尺直接量出。Z=(S0-Su)/S0×100%S0:试件原横截面积。Su:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。2.塑性引言：(1)定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。(2)硬度的测试方法（1）布氏硬度（2）洛氏硬度（3）维氏硬度（4）肖氏硬度3.硬度(1)布氏硬度试验（布氏硬度计）原理:用一定直径的硬质合金球体以相应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试

5、验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验方法。(2)布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受有平均压力表示。如：500HBW5/750/20（750×9.80665）(4)测量范围用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等.布氏硬度(3)优缺点测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）;可测的硬度值不高;不测试成品与薄件;测量费时，效率低。布氏硬度实验演示(1)洛氏硬度试验（洛氏硬度计）原理:用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬度试验。(2)洛氏硬度值用测量的残余压痕深度表示。可从

6、表盘上直接读出。如：50HRC(4)测量范围用于测量淬火钢、硬质合金等材料.洛氏硬度(3)优缺点试验简单、方便、迅速;压痕小，可测成品，薄件;数据不够准确，应测三点取平均值;不应测组织不均匀材料，如铸铁。洛氏硬度实验演示符号试验力压头测量范围应用（×9.8N）（HR）HRA60金刚石圆锥20——88碳化物硬质合金，淬火工具（＞67HRC）钢，浅层表面硬化钢HRB1001/16“即25——100软钢，铜铝合金，可锻铸铁Φ1.588钢球（＜20HRC）HRC150金刚石圆锥20——67淬火钢，调质钢，深层表面硬钢洛氏硬度(1)维氏硬度试验原理:用夹角为136°的金刚石四棱锥体压头，使用很小试验力

7、F（49.03-980.07N）压入试样表面，测出压痕对角线长度d。(2)维氏硬度值用压痕对角线长度表示。如：640HV。(4)测量范围常用于测薄件、镀层、化学热处理后的表层等。3.维氏硬度(3)优缺点测量准确，应用范围广（硬度从极软到极硬）;可测成品与薄件;试样表面要求高，费工。1.1.3硬度1.2.2其他载荷作用下材料的机械性能1.冲击韧度冲击试验演示2.断裂韧度3.疲劳强度4.磨损：黏粒及磨粒磨损、腐蚀