工程材料与机械制造基础(CH1).ppt

工程材料及热加工技术的基础，简介1，本课程研究的对象材料是促进人类进步的物质基础。历史学家以材料为标准，区分了石器、青铜、铁器时代。本课程主要研究作为工程材料一部分的金属材料及其成型方法。1、常用金属材料金属材料具有良好的特性：性能(机械、物理、化学)和工艺特性(成形性)宏观特性由组织结构决定，组织结构取决于化学成分、加工技术，因此本过程还包括2、金属材料的化学成分、内部组织、加工技术和性能(成型性)3、研究如何改变材料特性。4、金属材料成型方法(铸造锻焊)，二是本工艺的特点、机械类、尼尔机械各专业重要技术基础课程。三、过程的内容和特性：1、金属基-晶体结构和结晶、相图、塑性变形和再结晶。2，钢铁热处理-原理和工艺3，普通金属材料-碳钢，合金钢，铸铁，有色金属和合金。4、金属材料成型方法(铸造、锻造、焊接)共48小时(36小时讲座4小时讨论5小时实验3小时机动)特性：更像专业课，使用数学公式推理少，图表文字表达叙述好，具有相应的理论依据，更多地与生产实践相结合。第四，学习中的几个问题，第一，掌握主要概念、规则、基本理论2，理论实际3，培养注意能力4，学习快速适应过程。第五，学习后要达到的要求1，根据零部件的性能要求，对金属材料进行初步合理的选择。2、合理安排典型零件加工工艺路线及热处理工艺方法。3、根据零件结构特性等，可以更合理地选择材料成型方法。参考教材：辅助教材：“工程材料科学，热加工技术基础”学习指导，练习，自我编辑。1.建筑材料(第二版)郑明鸟主编，1994.2，清华大学出版社。2.机械工程材料王汇馆主编，1993.10，大连理工大学出版社。3.机械工程材料崔振等主编，2003.2，机械产业出版社。4.材料成型工程基础，蔡凤翔，尹志华主编，哈尔滨工业大学出版社。准备课堂纪律回答吗？每个半分钟队长由工艺负责人、机械制造工艺简介、整体设计部件设计产品设计决策功能、材料选择技术要求设置、图纸决策生产计划(铸造、锻造、压力、焊接)工艺准备工艺程序和工艺卡开发工具设计和制造、铸造粗加工毛坯生产锻造部件切削半精加工焊接有色金属中的轻金属(铝、镁、钛合金)在航空工业中具有重要意义。2、非金属材料(无机非金属材料、有机非金属材料)陶瓷材料、水泥、玻璃、耐火材料(无机非金属材料)陶瓷材料的最大特点是高硬度、高耐磨性、高耐蚀性和抗氧化能力。最大的弱点是易碎，塑料低。在室温下受力的结构材料中很少使用，但在高温下使用。聚合物-工程塑料、橡胶和合成纤维(有机非金属材料)，即高分子材料由大量分子组成。3、复合材料(树脂基和金属基)复合材料的性质与组成该复合材料的所有单一材料的性质不同。1-2由外力或力与环境因素(温度、介质)一起作用时材料表示的机械特性。是零件设计、材料选择、工艺评价等的重要标准。一个、几个概念1、变形：材料由外力引起大小和形状的变化。分割：弹性变形-外力移除后，变形的物体由原子间的结合力还原为原相变形。塑胶变形：移除外力后，物件的一部分会返回原状，并保留某些变形，这些残留永久变形称为塑胶变形。2，变形：变形与原始大小的比率。=l/l=v/v3，应力：单位面积的内力。=p/f(kg/mm2)(n/mm2-MPa)1kg/mm 210 MPa=107 pa 4，降伏：将力套用至固定值后，负载不再增加，塑胶变形继续发生的现象。2，拉伸试验，图6。拉伸试样(a)拉伸前(b)拉伸后图7。低碳钢的拉伸曲线8。低碳钢的应力应变曲线，2，拉伸试验，(a)抗外力引起的特定现象(塑性变形，断裂)的强度材料的能力。1，弹性极限(e) e=PE/fo MPa (PE :材料在弹性变形范围内产生最大弹性变形时接收的力n. Fo范例间距区段中的原始剖面面积，mm2。)表示材料可以产生完全弹性变形的最大应力。某些精密零件(例如精密弹簧、筒管等)不允许微塑性变形，设计时必须选择e。弹性系数e，弹性系数e是弹性变形范围内材料应力和变形的比率。拉伸时e=/，在工程中，e称为材料的刚度，它表征了材料对弹性变形的阻力。e越大，特定外力下的弹性变形越小。也就是说，材料的刚性更大。注意事项：零件的刚性不等于材料的刚性，零件的刚性除了取决于材料的刚性外，还与零件的结构相关，零件拉伸时的刚性为A0E(A0为零件的断面)。e的大小取决于物质的性质。随着原子结合能的高低，键能越大，e就越大。材料的成分和组织变化不明显。2，屈服强度(s或0.2)，s=PS/fo MPa (PS :材料屈服时的最小受力，n. Fo样例间距部分中的原始截面面积，mm2。)表示材料对明显塑料变形的阻力。拉伸曲线上没有明显屈服现象的材质。如果国家标准规定范例塑胶变形为范例节距长度的0.2%，则材料中接收的应力为降伏强度规格，表示为0.2。大多数机械零件不允许在工作中产生明显的塑胶变形，因此s是设计和材料选取的主要依据。3，抗拉强度(b) b=Pb/fo MPa(中断前Pb :材料接收的最大负载，n. Fo范例间隙区段中的原始剖面面积，mm2。)对于塑料材料，b表示材料对最大统一变形的阻力。(b)塑料，在不破裂的情况下发生塑料变形的材料。通常以伸长率和剖面收缩率表示。1，延伸率()样品是拉伸后标准长度增加与原始长度的比率。=L1-l0/l0由于包含均匀肾和集中肾两部分，因此集中肾量与样本的大小相关，因此相同材质10与5不同。51.210，比较材料塑料时只能用相同的符号比较。2、截面收缩率样例拉动剪切面积减小与原始剪切面积之比。=F0-f1/F0。剖面收缩不受范例大小的影响，并稳定地反映材料的塑胶。和越大，材质的塑料越好。良好的塑性是材料的塑料加工条件。材料的塑性好，零件在工作中不会因过载而突然断裂，这是更安全的，这是大多数零件除了高强度外，还需要一些塑料的道理。第三，硬度测试，抵抗材料更坚硬的物体压在表面的能力。硬度测试设备简单方便，不破坏工件，可根据硬度值估算材料的强度值和耐磨性，与材料的冷成形性、焊接性、可加工性有一定关系，因此硬度测试广泛用于实际生产。常用的挤压硬度试验包括1，适用于布氏硬度(HB)硬化钢头测量更柔软的材料HBS450。硬质合金球压力头用HBW表示，适用于测量更硬的材料HB450至650。布氏硬度的优点是测量的压痕面积大，准确度高。但是，与成品检验、图10布氏硬度测量图(a)杆状态b)卸载状态、2、布氏硬度、布氏硬度不同，布氏硬度根据压痕深度而不是压痕直径计算硬度。可以直接从硬度计光盘反映值，而无需测量压痕深度。洛氏硬度根据添加的载荷和压头材料分为15种，但一般有3种。分别以HRA、HRB和HRC表示(总负载分别为60、100和150Kg)。洛氏硬度具有操作简单、快速、缩进少，可用于成品检验的优点。缺点是测量精度不高。注：经度值的其他级别没有可比性。只有在查询表转换到同一层后才能进行比较。第四，冲击测试，冲击韧性AK:表示材料抵抗冲击载荷的能力。使用101055mm的槽口标准样品，在摆锤冲击下干扰，测量样品断裂中单位面积所消耗的工作。ak=A/F=G(H1-H2)/F(J/cm2)J=Nm，图12冲击试验图，4，冲击试验，冲击韧性是对材料微结构的微小变化非常敏感的特性，如果两种材料的静态拉伸特性相同，则冲击值可能会有很大差异此外，AK与温度有很大关系，在典型的低温下，材料的AK较低。实际上，在动态负载下工作的零件很少在一次过载冲击下受损，在较小能量的多次重复冲击下受损，用AK测量电阻不合适，取决于b。球墨铸铁用于制造曲轴，连杆就是一个例子。5，在疲劳试验、飞机、火车、汽车等机械上的许多零件作业中，交变负载(或应力)，即负载(或应力)大小或大小和方向随时间而变化，或不规则地随机变化。在这种情况下，材料的破坏称为疲劳。图16可变载荷图(a)载荷大小变化(b)(c)载荷大小和方向变化(d)载荷大小和方向不规则变化，5，疲劳试验，疲劳强度是材料通过无限多个应力周期不破裂时的最大应力。钢材料通常在n为107次时将最大应力设定为-