机械制造基础绪论 金属材料的性能ppt课件

1、 机械制造基础 绪论 材料性能 机械制造根底机械制造根底docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 机械制造根底机械制造根底 绪论绪论 资料性能资料性能 授课班级授课班级机电（3+2）1102授课时间授课时间2019-2-10（1、2）学习目标学习目标学时学时2明确本课程的学习内容，性质和地位，了解机械零件加工制造过程掌握材料的力学性能，明确指标意义明确材料的其他性能学习内容学习内容教学过程组织与方法教学过程组织与方法1. 机械零件加工制造过程 2.本课程的学习内容，性质和地位3. 材料的力学性能4.材料的其他性能1.举例说明零件的加工过程2.强度指标互动3. 加工过程学

2、生举例4. 性能指标重点强调docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 绪绪 论论 本课程主要论述机电产品制造过程中零件及工具本课程主要论述机电产品制造过程中零件及工具选材和加工工艺的有关问题。选材和加工工艺的有关问题。 通常将制造机械零件、工程构件、工具等的资料通常将制造机械零件、工程构件、工具等的资料称为工程资料；称为工程资料； 将改动原资料的尺寸、外形和性能的加工过程称将改动原资料的尺寸、外形和性能的加工过程称为成形。为成形。 根据制造目的不同，选用适宜的原资料和加工方根据制造目的不同，选用适宜的原资料和加工方法，以保证用最低本钱消费出性能最优的产品。法，以保证用最

3、低本钱消费出性能最优的产品。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 机械制造根底在制造业中的位置和作用机械制造根底在制造业中的位置和作用docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 学习内容学习内容工程资料工程资料金属热成型金属热成型公差与丈量公差与丈量金属切削原理金属切削原理金属切削工艺金属切削工艺课程性质及位置课程性质及位置docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 金属资料的性能金属资料的性能 金属资料的性能是指用来表征资料在给定外界条件下的行为参量，资料

4、的性能包括工艺性能和运用性能两类。 1工艺性能热处置性能、铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能等。 2运用性能力学性能、物理和化学性能等。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 一、力学性能一、力学性能 力学性能资料在外力作用下所显示的抵抗才干。它是产品设计、选材、验收、鉴定的根据；也是加工产品实行质量控制的重要参数。主要目的有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。1、强度强度在外力作用下抵抗永久变形和断裂的才干。用应力来表示。主要强度目的有屈服点和抗拉强度。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 强度目的强度目的 1屈服点 S=Fs/S

5、o 2抗拉强度 b =Fb/Sodocin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 2、塑性、塑性 塑性塑性资料断裂前发生不可逆永久变形资料断裂前发生不可逆永久变形的才干。其主要判据有断后伸长率和断面的才干。其主要判据有断后伸长率和断面收缩率。收缩率。 1断后伸长率断后伸长率 =(L1-Lo)/Lo% 2断面收缩率断面收缩率 =(So-S1)/So%docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 3、硬度、硬度硬度硬度资料抵抗部分变

6、形，特别是塑性资料抵抗部分变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的才干。是衡量资料软变形、压痕或划痕的才干。是衡量资料软硬的根据。硬的根据。布氏硬度布氏硬度HB洛氏硬度洛氏硬度HR维氏硬度维氏硬度HV docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 布氏硬度布氏硬度HB原理：采用直径为原理：采用直径为D淬火钢球或硬质合金球，以淬火钢球或硬质合金球，以规定的压力规定的压力F压入资料的外表，坚持规定的时间压入资料的外表，坚持规定的时间后卸载，丈量压痕直径后卸载，丈量压痕直径d，并按下式，并按下式docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 规范书写方式：150HBS

7、10/1000/30 360HBS 510HBW 特点：压痕面积大，数据稳定。 适用：组织粗大或组织部均匀的资料；不宜丈量废品或薄片金属。 运用：原资料和半废品的硬度丈量。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 洛氏硬度洛氏硬度HR原理：用顶角原理：用顶角120的金的金刚石圆锥或直径为刚石圆锥或直径为1.588mm的淬火钢球作的淬火钢球作压头，在实验压力压头，在实验压力F(由由初始压力初始压力Fo和主实验力和主实验力F1合成合成)的作用下压入资的作用下压入资料外表，坚持规定时间料外表，坚持规定时间后卸载，坚持初始实验后卸载，坚持初始实验力，丈量剩余压痕深度力，丈量剩余

8、压痕深度即为洛氏硬度。其值用即为洛氏硬度。其值用下式计算：下式计算：HRKedocin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 3维氏硬度维氏硬度HV 压头为四棱锥，原理同布氏硬度。压头为四棱锥，原理同布氏硬度。 维氏硬度可以丈量从软到硬的各种金属资料，而且维氏硬度可以丈量从软到硬的各种金属资料，而且丈量的硬度值具有延续性丈量的硬度值具有延续性 10 一一 1 000 HV 。维。维氏硬度丈量压痕小，可丈量较薄的资料和渗碳、渗氏硬度丈量压痕小，可丈量较薄的资料和渗碳、渗氮等外表硬化层。氮等外表硬化层。docin/s

9、undae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 各种硬度间关系：各种硬度间关系： 硬度在硬度在200600HB时，时， HRC1/10HB 硬度小于硬度小于450HB时，时， HBHV docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 4、韧性、韧性 资料抵抗冲击破坏的资料抵抗冲击破坏的才干。才干。 1冲击吸收功冲击吸收功Ak Aku(Akv)mg(h1h2) 冲击韧度：冲击韧度： kuAku/S docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 2韧脆转变温度韧脆转变温度 指冲击吸收功急剧变化区所对应的温度指冲击吸收功急剧变化区所对应的温度范围。范围。do

10、cin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 3Ak主要用途主要用途 Ak对资料内部组织缺陷非常敏感，且操作对资料内部组织缺陷非常敏感，且操作简便，因此运用广泛。主要用途如下。简便，因此运用广泛。主要用途如下。 评定资料的冶金质量和热加工质量。经评定资料的冶金质量和热加工质量。经过断口分析，可知能否含有气泡、夹渣、过断口分析，可知能否含有气泡、夹渣、偏析等冶金缺陷和锻造、热处置缺陷。偏析等冶金缺陷和锻造、热处置缺陷。 可测定韧脆转变温度。低的可用于高寒可测定韧脆转变温度。低的可用于高寒山区；高的在冬季易出现脆性断裂山区；高的在冬季易出现脆性断裂docin/sundae_meng

11、 机械制造基础 绪论 材料性能 6、疲劳、疲劳 1疲劳景象疲劳景象 疲劳断裂疲劳断裂在交在交变载荷作用下，零变载荷作用下，零部件经较长时间任部件经较长时间任务或较多次应力循务或较多次应力循环后，发生忽然断环后，发生忽然断裂景象。裂景象。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 疲劳断裂的缘由在尖角、孔、槽、夹杂、刀痕等应力集中部位产生疲劳裂纹，并不断扩展，减少有效承载面积，当不能接受外力时，即发生忽然断裂。 本质：裂纹的产生、扩展、断裂。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 2疲劳极限-1 当循环应力小于某一值后资料可经受无数次循环而不断裂，

12、此应力值为-1。钢铁资料的-1=10的7次方次下的应力。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 3提高疲劳极限途径 一是提高b；二是改善零件的构造外形、降低外表粗糙度、采取外表强化。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 二、物理性能二、物理性能 资料的物理性能包括熔点、密度、导电性、导热性、热膨胀性和磁性等。 1、密度 密度在一定温度下单位体积物质的分量，单位为Kg/m,g/cm。 运用：选材；计算零件设计和估算毛坯质量。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 2、熔点、熔点 熔点熔点固态转变液态的温度。固态转变液

13、态的温度。 运用：高熔点金属可用于耐高温零件的制运用：高熔点金属可用于耐高温零件的制造；低熔点金属可制造保险丝、焊接钎料造；低熔点金属可制造保险丝、焊接钎料等。等。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 3、电性能、电性能 电阻率电阻率单位长度、面积的电阻值，单单位长度、面积的电阻值，单位为位为m. 电导率电导率1/。单位为。单位为s/m 运用：银导电性最好，铜与铝次之；高分运用：银导电性最好，铜与铝次之；高分子资料导电性很差，普通都是绝缘体。子资料导电性很差，普通都是绝缘体。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 4、热性能、热性能 热导率

14、热导率 用用表示，单位为表示，单位为 W/ ( m K 银、银、铜的导热性最好，铝次之。导热性好的资铜的导热性最好，铝次之。导热性好的资料可用于制造散热器，差的可制造保温器料可用于制造散热器，差的可制造保温器材。材。 热膨胀性热膨胀性资料随温度的改动发生体积资料随温度的改动发生体积的改动。的改动。 热膨胀性用线膨胀系数热膨胀性用线膨胀系数 来表示，其含义来表示，其含义是温度上升是温度上升 1 时单位长度资料的伸长量，时单位长度资料的伸长量，单位为单位为 1/ 普通陶瓷的热膨陶瓷热膨胀性普通陶瓷的热膨陶瓷热膨胀性小，金属次之，高分子资料最大。小，金属次之，高分子资料最大。docin/sundae

15、_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 5、磁性、磁性 铁磁性物质铁磁性物质Fe、Ni、Co 非铁磁性物质非铁磁性物质Al、Cu 铁磁资料的磁性可用以下物理量表示：铁磁资料的磁性可用以下物理量表示： 磁导率磁导率 (=B / H 表示铁磁资料磁化曲表示铁磁资料磁化曲线上某一点的磁化强度线上某一点的磁化强度 B 与外磁场强度与外磁场强度 H 的比值；的比值； 磁饱和强度磁饱和强度 B1 ，表示资料能到达的最大，表示资料能到达的最大磁化强度；磁化强度； 剩磁剩磁 Br ，表示外磁场强度退为零时，资，表示外磁场强度退为零时，资料的剩余磁化强度；料的剩余磁化强度； 矫顽力矫顽力 He表示要使磁化强度

16、降为零时，表示要使磁化强度降为零时，必需加反方向的磁场强度必需加反方向的磁场强度 H e。docin/sundae_meng 机械制造基础 绪论 材料性能 三、化学性能三、化学性能 1、耐腐蚀性、耐腐蚀性 耐腐蚀性耐腐蚀性金属资料在常温下抵抗氧、水及其金属资料在常温下抵抗氧、水及其它化学物质腐蚀破坏的才干。它化学物质腐蚀破坏的才干。 腐蚀分腐蚀分:化学腐蚀和电化学腐蚀；部分腐蚀和全面化学腐蚀和电化学腐蚀；部分腐蚀和全面腐蚀腐蚀 为防止发生突发性事故，对特殊工件要用耐腐蚀为防止发生突发性事故，对特殊工件要用耐腐蚀资料制造，如酸泵、管道等。资料制造，如酸泵、管道等。 2、耐高温氧化性、耐高温氧化性