工程材料及机械制造基础ppt.ppt

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1、工程材料及机械制造基础朱世根2014.2绪论一、课程的性质本课程是一门综合性的技术基础课，主要研究工程材料（主要是金属材料）的组织、结构与性能，及其加工工艺的一门学科。*承前启后：既应用到以前基础课的知识，又为以后专业课打基础。*课程实践性强，理论上还很不成熟。1、材料1.1材料性能*不同的材料有不同的性能。*同种金属材料也具有不同的性能。为什么？如：软、硬、变形、磨损等。*材料性能——成分——组织——热处理工艺1、材料1.1材料的重要性*科学和工业技术发展的基础。*反映人类社会文明程度的主要标志。按制成工具的材料不同，可

2、分为：——石器时代——青铜器时代——铁器时代1、材料1.1材料的分类——按属性分：黑色金属：钢、铁——金属材料有色金属：铜、铝、镁、钛等及其合金陶瓷——无机非金属材料玻璃混凝土塑料——有机高分子（高分子聚合物）材料橡胶纤维金属基——复合材料纤维基1、材料1.1材料的分类——按性能分：——结构材料：利用材料的力学性能，所制备的各类器件或构件是为了承受各种形式的载荷，主要起支撑作用。——功能材料：具有特殊的电、磁、光、热、声、力、化学性能和理化效应的各种新材料。用以对信息和能量的感受、计划、输运、屏蔽、绝缘、吸收、控制、记忆、

3、存储、显示、发射、转化和变换的目的。2、加工工艺产品制造过程如下：2、加工工艺热加工：铸造、锻造、焊接等，（热处理）冷加工：切削加工（机加工、钳工）铸、锻、焊、切削加工—是以改变形状为主。热处理—是以改变性能为主。二、内容1、材料及热处理。2、铸造、锻造、焊接、切削加工。三、要求1、了解常用金属材料的性能及选用。2、了解各种成型方法的工艺特点。3、零件的结构工艺性。四、学习方法1、课堂上认真听讲2、课堂后归纳总结3、课堂外多查资料要适当记忆、联系实际、反复运用五、考核重在平时小测验、作业、质疑、考试、上课提问。注意避免：一

4、听就懂、一放就忘、一做就错、一考就砸第一章合金材料及热处理§1金属及合金的性能一、金属材料的机械性能∆L力学性能受外力作用时反映出来的性能——弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等。低碳钢的拉伸试验PPbPs∆L1、强度（金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力）屈服强度—金属发生屈服现象时的屈服极限，材料在载荷保持不变而变形继续续增加。抵抗微量塑性变形的应力抗拉强度—材料在断裂前能承受的最大应力其中：PS——试样产生屈服现象时的载荷(N)Pb——试样在断裂前的最大载荷(N)F0——试样原来的横

5、截面积(mm2)屈服强度和抗拉强度在设计机械和选择、评定金属材料时有重要意义：——金属材料不能在超过屈服极限的条件下工作，否则，机件会塑性变形。——金属材料不能在超过抗拉强度的条件下工作，否则，机件会破坏。σ<σS安全σS<σ<σb塑性变形σb>σ断裂∴大多数量的零件设计的依据以σS。2、弹性与塑性--金属材料在外力作用下产生变形的性能弹性--金属材料在外力作用下产生变形,外力去除后恢复其原来形状的性能.所产生的随外力消失而消失的变形,称为弹性变形.弹性变形大小与外力成正比.塑性--金属材料在外力作用下产生永久变形而不至于

6、引起破坏的性能.外力去除后留下来的这部分不可恢复的变形,称为塑性变形.塑性变形大小与外力不成正比.2、塑性（金属材料在外力作用下，产生永久变形而不被破坏的性能）（1）延伸率δδ=(L1-L0)/L0×100%（2）断面收缩率ΨΨ=(F0-F1)/F0×100%工程上一般:δ>5%的材料称为塑性材料，如低碳钢。δ<5%的材料称为脆性材料，如铸铁。3、硬度（金属材料抵抗硬物压入的能力）布氏硬度：以压痕单位球面积上所承受载荷的大小，作硬度值。（HB）洛氏硬度：以压痕的深度来确定其的硬度值。（HRC）HBS压头为淬火钢球，用于测定

7、较软金属材料（<450HBS）如有色金属、灰铸铁、退火、正火、调质钢。HBW压头为硬质合金球，用于测定较硬金属材料（>450HBW）。洛氏硬度20-67HRC。压头为金刚石圆锥体。HRC≈1/10HBS4、冲击韧性（材料抵抗冲击力的能力）ak=AK/F(J/cm2)其中：AK——冲断试样所需的冲击功（单位为J）F——试样断口处截面积（单位为cm2）失效断裂塑性变形磨损性能σb,akδ,σSHB,HRC二、物理性能和化学性能如：比重、熔点、耐腐蚀性等。三、工艺性能（材料适应成型加工工艺的能力，反映对材料成型加工的难易程度）铸

8、造性能压力加工性能焊接性能切削加工性能热处理工艺性能思考：1、金属材料的机械性能中哪个性能最好？2、已知某钢材的σS=240MPa，σb=400MPa，在Ф20mm的拉杆上分别承受以下的拉力：F1=5×104N；F2=1×103N；F3=1.5×105N。试问会产生什么现象？作业：P22,(1),(2)