最新15机械零件常用材料及钢的热处理课件教学讲义ppt课件.ppt

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1、15机械零件常用材料及钢的热处理课件第五节机械零件常用材料及钢的热处理§1金属材料的力学性能和工艺性能§2钢的热处理§3常用金属材料1金属材料的力学性能和工艺性能一、力学性能力学性能是指金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，如强度、塑性、硬度、韧性等。强度和塑性强度是材料抵抗变形和断裂的能力，有屈服强度、抗拉强度等。塑性是材料产生永久变形而不断裂的能力，用伸长率和断面收缩率来衡量。硬度指标硬度是指材料表面抵抗其它更硬物体压入的能力。常用的硬度有布氏硬度、洛氏硬度等。§1金属材料的力学性能和工艺性能1金属材料的力学性能

2、和工艺性能二、工艺性能工艺性能是指将金属材料变成毛坯或零件，就要对其进行加工，以改变其形状和尺寸的难易程度。按加工原理分，主要的加工方法有四种：铸造、锻压、焊接和切削加工。(1)铸造将熔化的金属浇注到铸型的型腔中，待其冷却后得到毛坯或直接得到零件的加工方法称为铸造。由铸造得到毛坯或零件称为铸件。1金属材料的力学性能和工艺性能(2)锻压包含锻造和板料冲压。锻造是指金属加热后，用锤或压力机使其产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械性能的毛坯或零件的加工方法。1金属材料的力学性能和工艺性能(2)锻压板料冲压是指板料在机

3、床压力作用下，利用装在机床上的冲模使其变形或分离，从而获得毛坯或零件的加工方法。1金属材料的力学性能和工艺性能(3)焊接焊接是通过局部加热、加压或加热同时加压的方法，使分离金属借助原子间结合与扩散作用而连接起来的工艺方法。1金属材料的力学性能和工艺性能(4)切削加工切削加工是利用金属切割工具，从金属坯件上切去多余的金属，从而获得成品或半成品金属零件的加工方法。切削加工分机械加工和钳工两大类。常用的机械加工有：车削、钻削、镗削、刨削、铣削及磨削加工。1金属材料的力学性能和工艺性能(4)切削加工——车削1金属材料的力学性能和

4、工艺性能(4)切削加工——钻削1金属材料的力学性能和工艺性能(4)切削加工——铣削1金属材料的力学性能和工艺性能(4)切削加工——刨削2钢的热处理钢的热处理是将钢在固态状态下进行不同温度的加热、保温和冷却的工艺方法（如右图所示），促使其内部组织结构发生变化，从而达到提高零件的力学性能和改善其工艺性能的目的。§2钢的热处理钢常用的热处理方法有：普通热处理、表面热处理和化学热处理。2钢的热处理一、普通热处理包括：退火、正火、淬火、回火和调质。1.退火、正火退火指把钢件加热到临界温度（在钢的固态范围内，引起钢内部组织结构发生变

5、化的温度）以上，经适当保温，然后随炉缓慢冷却的一种工艺。退火类型：完全退火、球化退火、去应力退火。主要目的：降低硬度，易于切削；细化晶粒，改善性能；消除残余应力，防止变形开裂。2钢的热处理正火把钢件加热到临界温度以上，经适当保温，然后在空气中冷却的一种工艺。主要目的：（1）低碳钢，调整硬度、防止粘刀（2）中碳钢，细化晶粒（3）高碳钢（过共析钢），消除网状渗碳体（4）对力学性能要求不高的零件，作为最终热处理。2钢的热处理正火、退火的选择：（1）从切削加工性上考虑对于低、中碳结构钢以正火作为预先热处理比较合适：提高硬度，防止

6、“粘刀”；中碳以上的合金钢一般都采用退火以改善切削性。高碳结构钢和工具钢则以退火为宜；（2）从使用性能上考虑如工件性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，若零件的形状比较复杂，正火的冷却速度有形成裂纹的危险，应采用退火。（3）从经济性考虑正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退火。2钢的热处理2.淬火、回火和调质淬火指将钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后使之在水或油中迅速冷却的过程。其目的主要是为了提高材料的硬度。淬火后的钢虽然具有高的硬度

7、和强度，但脆性大，组织也不稳定，而且工件内部残存着淬火内应力，必须回火处理后才能使用。回火是将淬火后的钢再次加热到一定温度（低于临界温度），保温一定时间后，在空气中冷却的工艺方法。其目的主要是提高钢的韧性；减小或消除工件淬火时产生的内应力；稳定组织，保证工件的精度。2钢的热处理2.淬火、回火和调质根据钢在回火后组织和性能的不同，按回火温度可将回火分为三类：1）低温回火（150～250℃）：主要用来降低材料的脆性和淬火内应力，保持高的硬度，同时具有一定的韧性。适用于要求高硬度的耐磨零件。如：刃具、量具、模具等。2）中温回火

8、（250～500℃）：目的在于保持一定韧性的条件下，提高材料的弹性和屈服点。主要用于各种弹簧和承受冲击的零件。3）高温回火（500～650℃）：淬火加高温回火的工艺过程称为调质。调质处理可以提高和改善材料的综合机械性能。主要用于各种重要的受力构件，如连杆、齿轮和轴等常采用调质处理。2钢的热处理二、表面热处理对于一些要