《机械制造基础》全套教学课件

机械制造基础

项目一机械工程材料及热处理（一）全套可编辑PPT课件

本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能【能力目标】能根据加工要求，正确地选择机械工程材料。【知识目标】了解工程材料的应用情况，熟悉机械制造常用工程材料的性能。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能

机械工业使用的材料可分为金属与非金属材料（工程塑料、橡胶及陶瓷等），金属材料的使用量约占90%以上。

材料的机械性能也称力学性能，指金属材料在各种不同形式的载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力，是设计机械零件时选材的重要依据。

机械性能主要有强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。

金属材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能等。本任务重点介绍力学性能。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能一、金属材料的力学性能

零件或工具在使用过程中往往会受到不同性质的外力（或称载荷）的作用。拉力、压力、弯力、剪力、扭力等分别使金属材料产生拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等变形，如图1-1所示。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能（一）强度和塑性

金属材料的这种在外力作用下抵抗变形和断裂的能力叫作强度。

根据外力性质的不同，强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。抗拉强度应用得比较广泛（因抗拉强度都和其他强度有一定关系）。本课件是可编辑的正常PPT课件

抗拉强度是通过拉伸试验测定的。它是一定形状与尺寸的试样（见图1-2）装夹在拉力试验机上，然后逐渐施加拉力，随着拉力的增大，试样逐渐变形伸长直至拉断。在拉伸过程中试验机自动记录了每一瞬间的拉力与变形的关系曲线，即拉伸曲线。任务一金属材料的性能本课件是可编辑的正常PPT课件当载荷不超过Pc时，拉伸曲线中OC是直线，即变形与外力成正比，此时只产生弹性变形，就是说，外力去除变形便立即消失，试样恢复原长。所以Pc称为弹性极限载荷。任务一金属材料的性能本课件是可编辑的正常PPT课件

当载荷增加超过Pc时，拉伸曲线出现明显弯曲，此时发生塑性变形，就是说，外力去除后试样也不会恢复原来长度（即产生永久变形）。当载荷增加到Ps时，虽然外力维持不变，但试样的变形（伸长）仍不断增加（拉伸曲线趋于水平），这种现象叫作屈服，引起试样发生屈服的载荷Ps叫作屈服载荷，S点叫作屈服点。任务一金属材料的性能本课件是可编辑的正常PPT课件当载荷继续增加时，变形急剧增大（拉伸曲线又再上升），在达到某一最大值Pb时，试样的局部截面产生缩颈，这时拉力减小，变形很快增大，直到试样被拉断为止。任务一金属材料的性能本课件是可编辑的正常PPT课件

任务一金属材料的性能本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能

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断后伸长率和断面收缩率数值越大，材料的塑性越好。塑性好的材料易于进行压力加工（轧制、冲压、锻造等）、焊接，并且工艺简单，质量易保证；零件使用过程中，不会突然断裂。

塑性是金属材料很重要的性能。在静载荷作用下的机械零件，使用塑性好的材料比较安全。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能（二）硬度

“硬”和“软”是相对来讲的，例如，用锯锯割工件时，材料软，容易锯断，硬则不容易锯断。金属材料的这种抵抗坚硬物体压入而引起塑性变形的能力称为硬度。常用的硬度指标有以下三种：布氏硬度HBS（HBW）洛氏硬度HRC维氏硬度HV本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能1.布氏硬度HBS（HBW）

用一定压力P(如30kN)把一定大小(通常直径D为10mm)的淬硬钢球或硬质合金球压在金属材料表面上如图1-4所示，然后根据压成的球面压痕直径d的大小就可确定布氏硬度值(一般可在硬度表上查得)。显然，金属材料越硬，压痕的直径越小，布氏硬度越大。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能

使用淬火钢球压头时布氏硬度值用符号“HBS”表示；

使用硬质合金球压头时，布氏硬度值用符号“HBW”表示。

布氏硬度的单位为MPa，不标单位，只写明硬度值。

布氏硬度测量主要用来测量硬度不超过HB450的较软金属材料（退火、正火、调质钢、有色金属）以及组织不均匀的铸铁的硬度。

因钢球本身存在着变形的问题，故它不适于测量HB>450的金属材料的硬度。因压痕较大，不适合检查成品。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能2.洛氏硬度HRC HRC是洛氏硬度的一种，它的测量方法与布氏硬度相似，它所采用的压头不是淬硬钢球而是顶角为120的圆锥形金刚石，如图1-5所示，加的压力P也较小。根据压痕深度确定洛氏硬度值。该值在硬度试验机上直接读出。显然，金属越硬，压痕的深度越小，洛氏硬度就越大。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能 HRC用于测量HB＝230~700的金属（如淬火钢）的硬度。HRC和HBS可以查表换算，一般HB≈10HRC。

洛氏硬度测量主要优点是：快速，而且压痕小，对零件破坏性小，克服了HB的缺点；

缺点是：各国洛氏硬度标准有差别，不便于比较和使用各国数据。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能3.维氏硬度HV HV是采用高硬度的金刚石四角锥压头和小的载荷来测量金属的硬度。 HV的意义基本上和HBS相同，它也是表示压痕单位面积上所能抵抗的压力，因此，HV和HBS可以互相转换.

凡金属硬度在HB300以下时，HV≈HBS；

在HB300以上时，由于布氏硬度测量时钢球变形，所以HBS稍低于HV。在介绍的几种硬度中，以HBS尤其是HRC最常用。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能（三）冲击韧度

测定强度和硬度的方法是属于静力试验。

测定金属材料另一种重要性能——冲击韧度的方法是属于动力试验。

不少机器零件在工作时都或多或少地受到一些冲击力的作用。金属材料这种抵抗冲击力破坏的能力叫作冲击韧度。本课件是可编辑的正常PPT课件

任务一金属材料的性能本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能

在静试验力作用下测得的材料力学性能为金属材料的强度、塑性与硬度。

机械零部件实际上不仅受静载荷的作用，而且还受到冲击（动）载荷的作用，如活塞销、锤杆、冲模等。

冲击载荷比静载荷的破坏力大得多，此时，不仅要求机件有高的强度和一定塑性，还必须具备足够的冲击韧性。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能

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本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能二、金属材料的物理、化学性能物理性能主要指的是：

密度（一个物体的重量与同等体积水的重量之比值）、

熔点（从固态向液态转化时的温度）、

导电性（传导电的性能）、

导热性（传导热的性能）、

热膨胀性（温度升高时产生的体积胀大现象）等。化学性能主要指的是耐腐蚀性和耐热性。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一金属材料的性能三、金属材料的工艺性能

金属材料通常经过铸造、锻压、焊接、热处理、切削加工等方法制成机械零件。标志金属材料经受这些加工方法的能力称为工艺性能。在设计零件和选择工艺方法时，都要考虑金属材料的工艺性能。

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（1）铸造性能好，主要是指流动性好，收缩和产生偏析（化学成分的不均匀）的倾向小。

（2）可锻性好，是指金属材料的塑性好及锻压时所需外力小，即容易锻压。

（3）可焊性好，是指金属材料在接合处不产生裂纹、气孔、夹杂等缺陷，同时焊接接头具有一定的机械性能。

（4）热物理性能详见本项目“金属材料（钢）热处理”的内容。

（5）切削性能好，是指金属材料在被切削时消耗动力小、刀具寿命长及加工表面光洁等。本课件是可编辑的正常PPT课件机械制造基础

项目一机械工程材料及热处理（二）本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图【能力目标】了解金属的晶体结构及通过结晶调整金属力学性能的方法。【知识目标】熟悉铁碳合金相图及对常用工程材料性能的影响。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图一、金属的同素异构转变金属的同素异构转变定义常见的金属晶格类型纯铁的同素异构转变本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图1.金属的同素异构转变定义

当改变加热温度时，大部分金属会发生同素异构转变。同样是一种元素，由于结构不同，其性能（物理的，化学的等）就有很大不同。金属在固态下随着温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图2.常见的金属晶格类型

就纯金属来说，常见的晶格类型主要有以下3种：（1）体心立方体（2）面心立方体（3）密排六方体本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

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本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图（3）密排六方体，如图1-9所示。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图3.纯铁的同素异构转变

固态金属随温度变化而发生晶格改变的现象，称为同素异构转变。纯铁即具有同素异构转变的特征，如图1-10所示。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图二、Fe-Fe3C相图分析（一）合金的晶体结构与组织（二）铁碳合金的基本组织（三）铁碳合金相图本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图（一）合金的晶体结构与组织

纯金属具有优良的塑性、导电、导热等性能，但制造困难、价格昂贵、力学性能较差，实际中并不使用。

大量使用的金属材料是碳钢、合金钢、铸铁、铝合金及铜合金。1.合金的基本知识2.合金的相结构（1）固溶体（2）金属化合物3.机械混合物本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图1.合金的基本知识

（1）合金：两种或两种以上金属元素或者金属与非金属元素，经熔炼、烧结或其他方法结合成具有金属特性的物质称为合金。

（2）组元：组成合金的最基本的独立物质称为组元。组元可以是金属元素也可以是非金属元素，由两个组元组成的合金称为二元合金，如Fe-C；三个组元组成的合金称为三元合金，如Fe-C-Si；稳定的金属化合物也可以是组元，如Fe3C。

（3）合金系：由两个或两个以上的组元按不同比例配制成一系列不同成分的合金，就是合金系。例如，含碳量不同的碳钢和铸铁为Fe-C合金系。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

（4）相：金属中，化学成分、晶体结构和物理性能相同的部分，包括固溶体、金属化合物等；或者金属中具有同一聚集状态、同一结构和性质的均匀组成部分称为相。

（5）组织：泛指由金相观察法观察到的具有独特微观形貌特征的部分。反映材料的相形态、尺寸大小和分布方式不同的由一种或多种相构成的总体，是决定材料最终性能的关键。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图（2）金属化合物。

合金组元之间发生相互作用形成的一种具有金属特性的新相，称为金属化合物。其晶格类型和性能完全不同于任一组元，一般用化学分子式表示，如Fe3C，TiC，CuZn等。

金属化合物熔点高、硬度高、脆性大，在合金中主要作为强化相，可以提高合金的综合力学性能。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图3.机械混合物

固溶体、金属化合物是组成合金的基本相，由两种或两种以上不同的相组合而成的物质称为机械混合物。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图（二）铁碳合金的基本组织

钢铁基本组元是铁和碳两种基本元素，故称为铁碳合金。

液态时，铁和碳可以无限互溶。固态时相互作用有三种：

第一种是碳原子溶解到铁的晶格中形成固溶体，如铁素体与奥氏体；

第二种是铁和碳原子按一定的比例形成金属化合物，如渗碳体；

第三种是机械混合物，如珠光体和莱氏体。铁素体、奥氏体、渗碳体均是铁碳合金的基本相。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

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本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图5.莱氏体

奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。当温度缓慢冷却到1148℃时，结晶出奥氏体和渗碳体的共晶体，称为高温莱氏体，用符号Ld表示；冷却到727℃时奥氏体转变为珠光体，所以室温下莱氏体由珠光体和渗碳体组成，称为低温莱氏体或变态莱氏体，用符号Ld’表示。

莱氏体是由基本相混合组成的两相组织。

莱氏体含64%以上的Fe3C，所以硬度也很高（HBS>700），塑性很差，脆性很大，是白口铁的基本组织。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图（三）铁碳合金相图

从合金相图中，可知某种合金在某一特定温度下能形成什么样的组织。而用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图，又称状态图或平衡图。铁碳合金相图是用来研究钢、生铁（铸铁）在平衡条件下，铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系及变化规律的。本课件是可编辑的正常PPT课件

任务二金属的结晶与铁碳合金相图本课件是可编辑的正常PPT课件本课件是可编辑的正常PPT课件三、铁碳合金的相图特性点、特性线及含碳量对力学性能的影响（一）铁碳合金相图的特性点和特性线（二）含碳量对力学性能的影响任务二金属的结晶与铁碳合金相图本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

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存在于727~1148℃的莱氏体称为高温莱氏体，用符号Ld表示，组织由奥氏体和渗碳体组成；存在于727℃以下的莱氏体称为变态莱氏体或称低温莱氏体，用符号Ld’表示，组织由渗碳体和珠光体组成。

低温莱氏体是由珠光体，Fe3CⅡ和共晶Fe3C组成的机械混合物。经4%硝酸酒精溶液浸蚀后在显微镜下观察，其中珠光体呈黑色颗粒状或短棒状，分布在Fe3C基体上，Fe3CⅡ和共晶Fe3C交织在一起，一般无法分辨。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

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本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图5.相图中的相区（1）单相区（3个＋1个）：L，A，F，（L+Fe3C）。（2）两相区（5个）：L+Fe3C，L+A，A+F，A+Fe3C，F+Fe3C。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图（二）含碳量对力学性能的影响钢的含碳量对力学性能的影响如图1-12所示。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图1.含碳量对机械性能的影响

渗碳体含量越多，分布越均匀，材料的硬度和强度越高，塑性和韧性越低；但当渗碳体分布在晶界或作为基体存在时，则材料的塑性和韧性大为下降，且强度也随之降低。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图2.含碳量对工艺性能的影响

对切削加工性来说，一般认为中碳钢的塑性比较适中，硬度在HB200左右，切削加工性能最好。含碳量过高或过低，都会降低其切削加工性能。

对可锻性而言，低碳钢比高碳钢好。由于钢加热呈单相奥氏体状态时，塑性好、强度低，便于塑性变形，所以一般锻造都是在奥氏体状态下进行。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

对铸造性来说，铸铁的流动性比钢好，易于铸造，特别是靠近共晶成分的铸铁，其结晶温度低，流动性也好，更具有良好的铸造性能。从相图的角度来讲，凝固温度区间越大，越容易形成分散缩孔和偏析，铸造性能越差。

一般而言，含碳量越低，钢的焊接性能越好，所以低碳钢比高碳钢更容易焊接。本课件是可编辑的正常PPT课件任务二金属的结晶与铁碳合金相图

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本课件是可编辑的正常PPT课件机械制造基础项目一机械工程材料及热处理（三）本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理【能力目标】熟悉碳钢热处理（正火、退火、淬火及回火）的基本工艺方法。【知识目标】掌握冷却条件与钢的性能之间的关系；分析正火、退火、淬火及回火温度对钢性能的影响。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理一、热处理工艺（一）概述（二）金属热处理工艺类型（三）热处理分类本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（一）概述

钢的热处理是将钢在固态下加热到一定的温度，进行必要的保温并冷却来改变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。

与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

热处理工艺能使机械零件获得良好的机械性能，延长零件的使用寿命，提高加工质量，减少刀具的磨损。其根本原因是钢在加热和冷却过程中，铁的同素异构转变，使其内部发生组织与结构的变化的。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

当热处理的目的是消除毛坯中的缺陷，改善工艺性，为切削加工或热处理作准备，则称为预先热处理；当热处理的目的在于提高材料的力学性能，发挥材料潜力，节约材料，延长零件使用寿命，则称为最终热处理。

热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却3个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用“温度-时间”为坐标的曲线图表示，如图1-13所示，本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理此曲线称为热处理工艺曲线。有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理1.加热

加热是热处理的重要工序之一。利用热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时，工件暴露在空气中，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理2.保温

转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。

采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理3.冷却

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。

一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（二）金属热处理工艺类型热处理工艺大体可分为3大类。1.整体热处理2.表面热处理3.化学热处理本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理1.整体热处理

整体处理是对工件进行整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的热处理工艺。整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火4种基本工艺。

退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却。目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。

为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。

“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理2.表面热处理

表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。

表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理3.化学热处理

化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。

化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。

化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（三）热处理分类本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理二、钢在加热时的组织转变

从Fe-Fe3C相图的分析中可知，碳钢在缓慢加热或冷却过程中，经PSK、GS、E线时都会发生组织转变，我们把它们分别简称为：

PSK—A1线，GS—A3线，ES—Acm线，那么在热处理过程中无论是加热还是冷却到这三条线时，温度与这三条上的交点就为平衡临界点。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

需要注意的是，实际生产中，选用较大的过冷度和加热度，因此碳钢不可能恰好在平衡临界点上发生转变，而是冷却时在三条线以下的地方，加热时在三条线以上的地方，并且加热和冷却速度越大，组织转变点偏离平衡临界点也越大。

为了能够区别以上临界点（A1，A3，Acm）实际加热时的各临界点用Ac1，Ac3，Accm表示，冷却时的各临界点则选用Ar1、Ar3、Arcm表示。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理三、钢在冷却时的组织转变钢的冷却方式有等温冷却和连续冷却两种。1.等温冷却等温冷却是把加热到A状态的钢，快速冷却到低于Ar1某一温度，等温一段时间，使A发生转变，然后再冷却到室温。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理2.连续冷却

把加热到A状态的钢，以不同的冷却速度（空冷，随炉冷，油冷，水冷）连续冷却到室温。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

从表可以发现，同是一种钢，加热条件相同，但由于采用不同的冷却方式，钢所表现出的机械性能明显不同。

之所以会出现性能上明显的差别，是由于钢的内部组织随冷却速度的不同而发生不同的变化，导致性能上的差别。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理四、钢的退火与正火

退火与正火是应用非常广泛的热处理。在机器零件或工模具等工件的制造过程中，经常作为预备热处理，安排在铸造或锻造之后，切削加工之前，用以消除前一工序所带来的某些缺陷，并为随后的工序做好准备。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（一）退火

将工件加热到临界点以上或临界点以下的某一温度，保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷）进行冷却的热处理工艺称为退火。退火分为完全退火、球化退火和去应力退火三种。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理1.完全退火

是将亚共析碳钢加热到Ac3线以上约20~60℃，保温一定时间，随炉缓慢冷却到600℃以下，然后出炉在空气中冷却，将工件完全奥氏体化。

这种退火主要用于亚共析成分的碳钢和合金钢的铸件，锻件及热轧型材。目的是细化晶粒，消除内应力与组织缺陷，降低硬度，提高塑性，为随后的切削加工和淬火做好准备。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理2.球化退火

球化退火将过共析钢加热到Ac1以上约20~40℃保温一定时间，然后缓慢冷却到600℃以下出炉空冷。

球化退火多用于共析或过共析成分的碳钢和合金钢。目的是球化渗碳体，硬度下降，改善切削加工性能，为淬火做好准备。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理3.去应力退火

去应力退火（亦称低温退火）是将工件缓慢加热到600~650℃，保温一定的时间，然后随炉缓慢冷却到200℃再出炉空冷。

去应力退火用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件以及机加工件中的残余应力，这些残余应力在以后机加工或使用中潜在地会产生变形或开裂。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（二）正火

将钢件加热到临界点（Ac3，Acm）以上，进行完全奥氏体化，然后在空气中冷却，这种热处理称为正火。

正火的目的与退火相同，只是温度高于退火，且在空气中冷却。对于低碳钢，可提高硬度以改善切削加工性。

正火钢件的强度比退火钢件高，因此对有些性能要求不高的零件，正火可作为最终热处理。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理五、钢的淬火

将钢加热到临界点（Ac3，Ac1）以上，经过一段时间的保温使钢奥氏体化，然后再以大于临界冷却速度进行快速冷却，从而发生马氏体（以M表示）转变的热处理工艺称为淬火。

淬火是为了获取M组织，它是强化钢材最主要的热处理方法。

M不是热处理所要求的最后组织，淬火后，钢材还要根据不同的需要，进行不同温度的回火，这样可使淬火M获取不同的组织，从而使淬火钢零件具有不同的机械性能，充分满足各种工具与零件的使用要求。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（一）淬火工艺1.淬火加热温度的选择淬火温度的高低与钢的化学成分有关，通常是：

亚共析钢T＝Ac3＋(30~70)℃；

共析钢，过共析钢T＝Ac1＋(30~70)℃。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理2.加热时间的选择

加热时间指的是升温与保温所需时间，加热时间的长短与很多因素有关，如钢的成分、原始组织、工件形状和尺寸、加热介质、装炉方式、炉温等，确切计算加热时间很困难，可用下面的经验公式进行计算：t＝a×D

（1-5）式中t——加热时间；a——加热系数；D——工件的有效厚度。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理1.理想淬火冷却温度

加热到A状态的钢，冷却速度必须大于临界冷却速度是才能获得要求的M组织。（二）淬火冷却介质本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

理想淬火冷却温度如图1-15所示，从图中可以看出，要获取M组织，关键在C曲线顶尖处，这里奥氏体最不稳定，因此在650~550℃温度内要快速冷却，而在稍低于A1点和稍高于Ms点处过奥氏体较稳定，为了减少淬火冷却中因工件截面内外温度差引起的热应力，冷却速度应缓慢些，特别是Ms点处，冷却速度太大，工件体积涨大，组织应力也增大，易引起工件变形和开裂。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（三）淬火冷却介质。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（四）淬火方法

常用的淬火方法有单液淬火法、双液淬火法、马氏体分级淬火法、贝氏体等温淬火法。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理1.单液淬火法

将钢件奥氏体化后（加热），在单一淬火介质中连续冷却至室温称为单液淬火法。碳钢一般用水冷淬火，合金钢一般用油冷淬火。单液淬火法操作简单，容易实现机械化、自动化，但冷却特性不理想，容易产生硬度不足或开裂的缺陷。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理2.双液淬火法

将钢件奥氏体化后（加热），在冷却能力较强的介质（如水或盐水溶液）中淬冷至接近Ms线温度后，再迅速转移到冷却能力较弱的介质（如矿物油）中继续冷却至室温称为双液淬火法。

双液淬火法优点是可减少淬火内应力，缺点是操作困难。这种淬火法主要用于易开裂的碳素工具钢类工件的淬火处理。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理3.分级淬火法

将钢件奥氏体化后（加热），先投入到温度为150~260℃的硝盐液或碱液中，稍停留2~5min，待其表面与心部的温差减小后，再取出空冷，称为分级淬火法。

此法可有效地避免变形和裂纹缺陷，常用于合金钢工件或尺寸较小、形状复杂的碳钢工件的淬火处理。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理4.等温淬火法

将钢件奥氏体化后（加热），投入温度稍高于Ms线温度的盐液或碱液中，保温足够的时间，待其发生下贝氏体转变后取出空冷，称为等温淬火法。

等温淬火产生的内应力较小，所得到的下贝氏体组织具有较高的硬度和韧性，故常用于形状复杂，要求强度、韧性较好的工件的淬火处理。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（五）钢的淬透性与淬硬性

淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层的能力。淬硬层一般规定为工件表面至半马氏体（马氏体量占50%）之间的区域，它的深度叫作淬硬层深度。

淬火时，工件截面各处的冷却速度是不同的，表面冷却速度最大，中心冷却速度最小。

若工件表面及中心的冷却速度都大于临界冷却速度，则工件整个截面都会获得马氏体，即钢完全淬透。若中心部分低于临界冷却速度，则钢的表面得到马氏体，心部为非马氏体，钢未被淬透。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

钢的淬透性与淬硬性是不同的两个概念。淬硬性是指钢经淬火后所能达到的最大硬度值。钢的淬硬性主要取决于钢中的含碳量。

淬火时，固溶在钢的奥氏体中的含碳量越高，淬火后钢的硬度就越高，其淬硬性就越好。因此，淬透性好的钢，淬硬性不一定好。反之，淬硬性好的钢，淬透性也不一定好。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理六、钢的回火

将淬火钢重新加热到A1点以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。回火是紧接淬火之后的一道热处理工序。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（一）回火的目的（1）减少或消除工件淬火时产生的内应力，防止变形和开裂。（2）提高钢的韧性，调整钢的强度和硬度。（3）稳定组织，保证工件的形状和尺寸不变，保证工件的精度。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（二）回火时淬火钢的组织与性能变化

共析钢（如45钢）淬火后为马氏体及少量残余奥氏体，都有向稳定的组织（铁素体和渗碳体两相混合物）转变的倾向。回火可促进这种转变。按回火温度的不同，其组织转变分为以下4个阶段。1.马氏体分解2.残余奥氏体分解3.渗碳体的形成4.渗碳体的聚集长大本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理1.马氏体分解

当钢加热到约100℃时，其内部原子活动能力有所增加，钢仍保持高的硬度和耐磨性。2.残余奥氏体分解

当钢加热温度超过200℃时，残余奥氏体开始分解，至300℃分解基本完成，一般转变为下贝氏体，称为回火的第二阶段。此时，虽然马氏体继续分解，降低了钢的硬度，但残余奥氏体分解为较硬的下贝氏体，钢的硬度降低并不显著。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理3.渗碳体的形成

当温度继续升高时，过饱和碳逐渐转变为渗碳体，一直持续到400℃，称为回火的第三阶段。至此，钢的内应力基本消除。经第三次转变后，钢的组织几乎为铁素体和渗碳体。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理4.渗碳体的聚集长大

在第三阶段结束时，钢内形成细粒状渗碳体，为均匀分布在铁素体基体上的两相混合物。回火温度越高，渗碳体质点越大，钢的硬度和强度越低，韧性却有较大的提高。

根据混合物中渗碳体颗粒大小，可将回火组织分为两种：在350~500℃内回火所得的组织，渗碳体颗粒很细小，称为回火屈氏体；温度升高到500~650℃时，得到的渗碳体颗粒（比回火屈氏体颗粒粗），称为回火索氏体。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理（三）回火的种类及应用低温回火（150~250℃）得到的组织是回火马氏体，具有高的硬度（58~64HRC）和高的耐磨性，内应力降低韧性提高，用于刃具、量具及要求硬而耐磨的零件的回火处理。中温回火（350~500℃）得到的组织是回火屈氏体，弹性极限和屈服强度高，适当的韧性，硬度达40~50HRC，主要用于弹性零件及热锻模等的回火处理。高温回火（500~650℃）得到的组织是回火索氏体，具有良好的综合机械性能（强度、塑性、韧性）。生产中，常把“淬火＋高温回火”相结合的热处理工艺称为调质处理。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理七、钢的表面淬火

表面淬火是一种不改变钢的化学成分，但改变表层组织的一种局部热处理方法。

表面淬火的操作方法：快速加热使钢的表面奥氏体化，不等热量传至中心，立即淬火冷却，这样就可获得表层坚硬而耐磨的M组织，心部仍保持原来的塑性，韧性。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

表面淬火工件常用于中碳钢、中碳合金钢的热处理，以保证表面有较高的硬度及耐磨性，而心部有较好的韧性。

工件在表面淬火前，一般应进行正火或调质处理，以改善心部的性能，并为表面淬火作好组织准备。表面淬火后应进行低温回火。

表面淬火方法较多，常用的有：火焰加热表面淬火，感应加热表面淬火两种。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理1.火焰加热表面淬火

直接使用火焰（乙炔-氧或煤气-氧）将工件表面快速加热到淬火温度，随即喷水快速冷却的方法，称为火焰加热表面淬火。淬硬层深度一般为2~6mm。

其特点是加热温度及淬硬层深度不易控制，质量不稳定，设备简单，适用于单件或小批量生产的大型工件的表面淬火。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理2.感应加热表面淬火

感应加热表面淬火是利用专用设备使工件表面产生感应电流（涡流），将工件表层迅速加热到淬火温度，心部温度仍接近室温，随即快速冷却，从而达到表面淬火的目的。感应加热表面淬火的基本原理如图1-17所示。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理感应加热表面淬火的操作方法是：

把工件放入由空心铜管绕成的感应器（线圈）内，当线圈通入交变电流后，立即产生交变磁场，那么在工件中就会产生频率相同、方向相反的感应电流，感应电流在工件内形成回路，称为涡流，且电流密度在工件表面分布不均匀，表面密度大，中心密度小，在工件基本电阻的作用下，表层迅速被加热到淬火温度时而心部仍接近室温，在立即喷水冷却后，就达到表面淬火的目的。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理八、钢的化学热处理

钢的化学热处理是将工件置于活性介质中加热和保温，使介质中活性原子渗入工件表层，以改变表面层的化学成分、组织结构和性能的热处理工艺。

根据渗入元素的类别，可将钢的化学热处理分为渗碳、渗氮和碳氮共渗等工艺。

化学热处理主要目的是提高钢件表面硬度、耐磨性、疲劳极限，也可提高零件的抗腐蚀性、抗氧化性。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

任何化学热处理方法的物理化学过程基本相同，都要经过分解(分解出活性的N，C原子)、吸收(活性原子被工件表面吸收，先固溶于基体金属，当超过固溶度后，便可能形成化合物)和扩散(原子向内扩散，形成具有一定厚度的渗层)3个过程。常用的化学热处理方法有如下几种：钢的渗碳钢的渗氮碳氮共渗其他化学处理本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理

本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理2.钢的渗氮

向钢的表面渗入氮原子。将零件放入密闭的炉内加热至500~600℃，通入氨气（NH3），氨气分解出活性氮原子，活性氮原子被零件表面吸收，与钢中的合金元素Al、Cr、Mo形成氮化物，并向心部扩散，氮化层一般深度为0.1~0.6mm。

渗氮的目的是提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。因成本太高，氮化主要用来处理重要和复杂的精密零件，如精密丝杠、精密齿轮、精密机床的主轴等。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理3.碳氮共渗

在工件表面同时渗入碳和氮，并以渗碳为主的化学热处理工艺。

目前，碳氮共渗常用来处理汽车和机床中的齿轮、蜗杆和轴类等零件。以渗氮为主的碳氮共渗，称为软氮化，常用于处理模具、量具、高速钢刀具等。本课件是可编辑的正常PPT课件任务三钢的热处理4.其他化学处理根据使用的要求不同，工件还可以用其他化学热处理方法。例如：渗铝可提高零件的抗高温氧化性；渗硼可提高零件的耐磨性、硬度和耐蚀性；渗铬可提高零件的抗腐蚀、抗高温氧化及耐磨性等。钢的化学热处理从单元素发展到多元素合渗，都是为了使其具有优良的综合性能。本课件是可编辑的正常PPT课件机械制造基础项目一机械工程材料及热处理（四）本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料【能力目标】掌握常用金属材料的选用方法。【知识目标】了解工程材料的应用及供应情况，熟悉机械制造常用工程材料的性能和用途。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料碳素钢碳素工具钢优质碳素工具钢高级碳素工具钢碳素结构钢碳素结构钢优质碳素结构钢本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（一）普通碳素结构钢

普通碳素结构钢内部所含杂质较多，所以质量差些，价格低廉。这种钢可分为以下三类。甲类钢乙类钢特类钢本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料1.甲类钢

国家标准规定，出厂材料只保证机械性能，而不保证化学成分的钢，代号以A表示，其牌号有：A0、A1、A2、⋯、A7，数字表示强度增长的顺序。钢的牌号顺序数字越大，表示强度越大，而塑性则越低。甲类钢的力学性能及应用，见表1-3。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料2.乙类钢

国家标准规定，出厂材料只保证化学成分，而不保证力学性能的钢，代号以B表示，其牌号有：B0、B1、B2、⋯、B7，数字表示含碳量增长的顺序。这类钢是按化学成分供应的，可以进行热处理。乙类钢的化学成分见表1-4。本课件是可编辑的正常PPT课件本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料3.特类钢

国家标准规定，既保证化学成分，又保证力学性能的钢，代号以C表示，其牌号有：C2、C3、⋯、C5，它可以作为优质碳素钢的代用材料，用以制造比较重要的机器零件。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（二）优质碳素结构钢

优质碳素结构钢既保证化学成分又保证力学性能。钢中的有害杂质（如S和P）及其他非金属夹杂物的含量均受到严格的控制，表面质量和内部组织的均匀性都比较好，所以力学性能优良。

优质碳素结构钢根据含锰量的多少，可分为普通含锰量钢（Mn<0.7%）和较高含锰量钢（Mn＝0.7%~1.2%）两类。优质碳素结构钢（普锰或高锰）又按含碳量的多少，可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三种。优质碳素结构钢牌号、性能及用途见表1-5、表1-6（课本31、32页）。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料

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本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料二、合金钢

在碳素钢中加入一些合金元素而获得特定性能的钢，称为合金钢。在碳素钢中加入合金元素的目的是：（1）提高钢的力学性能，如强度、硬度和韧性；（2）提高钢的热处理性能；（3）使钢获得某种特殊性能，如耐热、耐蚀性等。

加入钢中的合金元素有：锰、硅、铬、镍、钨、钒、铝、钛、硼等，它们一般都是在熔炼过程中加入的。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料合金钢按加入合金的总含量不大于5%的称为低合金钢；合金元素总量在5%~10%的称为中合金钢；合金元素总含量大于或等于10%的称为高合金钢。合金钢按用途可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能合金钢等。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（一）合金结构钢

合金结构钢是在碳素结构钢中加入一些合金元素的钢。根据不同的用途，常见的合金钢有以下几种：普通低合金结构钢合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（二）合金工具钢

合金工具钢具有较高的硬度和耐磨性、足够的韧性，热处理变形小和具有耐高温性能。按用途的不同，合金工具钢可分为以下几种：刃具钢量具钢模具钢本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料

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本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（3）硬质合金。

它是由难熔金属碳化物（碳化钨WC、碳化钛TiC、碳化钽TaC、碳化铌NbC）与粘结剂（钴）混合、加压成型后烧结而成的一种合金。硬质合金的耐热温度可达850~1000℃，硬度HRA87~93，耐磨性好，作切削刀具切削速度可达200m/min。硬质合金有三类：钨钴类硬质合金、钨钴钛类硬质合金、钨钴钽钛类硬质合金本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料

本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料3.模具钢

模具钢是用来制造锻模、冲模和压模的。根据模具工作条件之不同，模具钢又分为冷压模具钢和热压模具钢两种。（1）冷压模具钢具有高的硬度和耐磨性，足够的韧性和热处理变形小的特点，尺寸大的模具热处理后也有足够的硬度层。（2）热压模具钢具有高的高温强度（400~500℃），足够的韧性、耐磨性、抗疲劳和抗氧化等特性。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（三）特殊性能钢

特殊性能钢是指具有特殊物理、化学性能或力学性能的钢。1.不锈钢

不锈钢又称耐酸钢。它在空气、酸、碱、溶液或其他介质中，具有高的化学稳定性，并因生锈量少、生锈速度慢而得名。

常用不锈钢主要有铬钢和铬镍钢，在此基础上根据性能的要求，加入适当的其他合金元素，如锰、钼、硅、钛、钴、铜等。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料2.耐热钢

耐热钢是指在具有高温条件下不被氧化并保持高强度性能的钢。

这类钢中加入铬、硅、铝等合金元素，可以提高钢的抗氧化能力；

加入钨、钼、钒等合金元素，可以提高钢的高温强度。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料3.耐磨钢

耐磨钢主要用来制造拖拉机履带、挖掘机的铲斗、破碎机的牙搓板、球磨机的衬板、铁道道岔等，要求能承受强烈的冲击，并有很高的耐磨性。

这种钢含碳量一般在0.9%~1.3%，含锰量在11%~14%。由于具有加工硬化的特点，所以很难对其进行加工，一般采用铸造成型。

水韧处理也是一种热处理（淬火）操作，其方法是把钢加热至1000~1100℃，保温一段时间，然后迅速地把钢浸淬于水中冷却的方法。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料

本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料四、铝及铝合金

铝的储藏量丰富，是地壳中储量最多的一种元素，约占地壳总质量的8.2%。铝的冶炼相对简单，成本较低，故铝及其合金成为一种应优先发展的有色金属。铝的发展非常迅速，应用非常广泛，用铝及其合金制作的产品已渗入到工业和日常生活中的很多方面。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（一）纯铝

纯铝是一种有银白色金属光泽的金属。它的相对密度小（2.72），仅为铁的1/3左右；熔点低（660℃）；导电、导热性优良。纯铝呈面心立方晶格，无同素异构转变。在大气和淡水中具有良好抗蚀性。但在碱和盐的水溶液中表面的氧化膜易破坏，使铝很快被腐蚀。纯铝在低温甚至超低温下具有良好塑性和韧性，在0~253℃塑性和冲击韧性不降低。纯铝具有一系列优良的工艺性能，易于铸造、切削，也易于通过压力加工制成各种规格的半成品。

工业纯铝的强度很低，抗拉强度仅为50MPa，故不宜直接用于结构材料。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（二）铝合金

铝与硅、铜、镁、锌、锰等合金元素所组成的铝合金，比工业纯铝具有较高的强度。铝合金不仅可以通过冷变形加工硬化的方法提高其强度，还可以通过“时效硬化”方法进一步提高其强度。

用于制作铝合金的合金元素大致可分为主加元素（硅、铜、镁、锌、锰等）和辅加元素（铬、钛等）两类。主加元素一般具有高溶解度和显著的强化作用，辅加元素的作用是改善铝合金的某些工艺性能，如细化晶粒、改善热处理性能等。铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料五、铜及铜合金

铜是应用最广的非铁金属材料，主要用于制造具有导电、导热、耐磨、抗磁、防爆等性能并兼有耐蚀性的器件。

纯铜外观呈紫红色，故又称紫铜。密度为8.98×103kg/m3，熔点为1083℃。纯铜的导电性、导热性、抗磁性好，为面心立方晶格，无同素异构转变。

纯铜抗氧化和水的腐蚀能力强，但在含有二氧化碳的湿空气中表面将产生碱性碳酸盐的绿色铜膜，俗称铜绿。

铜合金按其化学成分可分为黄铜、青铜和白铜3大类。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（一）黄铜

黄铜具有良好的机械性能，易加工成型，对大气、海水有相当好的抗蚀能力，是应用最广的重要有色金属材料。

黄铜按其所含合金元素的种类可分为普通黄铜和特殊黄铜两类；按生产方式可分为压力加工黄铜和铸造黄铜两类。普通黄铜：Cu-Zn二元合金，为工业用黄铜，Zn含量一般不超过47%。特殊黄铜：在普通黄铜的基础上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成特殊黄铜，比普通黄铜具有更高的强度、硬度和抗腐蚀性能。本课件是可编辑的正常PPT课件任务四常用金属材料（二）青铜

青铜是以Sn、Al、Si、Be、Ti等为主要合金元素的铜合金，按照生产方式可分为加工青铜和铸造青铜两类。

锡青铜是以锡为主要合金元素的铜合金，是人类历史上应用较早的铜合金，属Cu-Sn二元合金。锡青铜主要用作耐蚀耐磨、防磁的零件，如仪器上的弹簧簧片、轴承、齿轮等。本课件是可编辑的正常PPT课件机械制造基础项目一机械工程材料及热处理（五）本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介一、粉末冶金材料（一）粉末冶金工艺简介（二）粉末冶金的应用本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介（一）粉末冶金工艺简介

将金属粉末与金属粉末（或非金属粉末）混合，经过成型、烧结等过程制成零件或材料的工艺方法称为粉末冶金。

生产粉末有机械法和物理化学法两种方法。 1、机械法是将原材料机械地粉碎，其化学成分基本不变； 2、物理化学法是利用加热、电解或化学反应，改变原料的化学成分或聚集状态从而获得粉末的方法。

粉末冶金是制取有特殊性能金属材料（如硬质合金、金属陶瓷、耐热材料等）的方法。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介（二）粉末冶金的应用

硬质合金是将一些难溶金属化合物粉末混合加压成型，再经烧结而成的一种粉末冶金产品。由于机械加工的切削速度不断提高，使切削刃具的刃部工作温度已超过700℃，而硬质合金的高热硬性可满足这一要求。

硬质合金种类很多，常用的有金属陶瓷硬质合金（钨钴类、钨钴钛类和万能硬质合金类）和钢结硬质合金。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介二、非金属材料

非金属材料指除金属材料以外的其他材料。这类材料发展快、种类多、用途广。主要包括有机高分子材料和陶瓷材料，其中工程塑料和工程陶瓷应用得比较广。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介（一）高分子材料

高分子材料是以高分子化合物为主要组成部分的材料。高分子化合物是指分子量很大的有机化合物，也常称聚合物或高聚物。

高分子材料有天然高分子和人工合成高分子材料之分:

天然的高分子材料有松香、纤维素、蛋白质、天然橡胶等，

人工合成的高分子材料有塑料、合成橡胶、合成纤维等。工程上使用的通常是人工合成的高分子材料。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介2.常用高分子材料

常用高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维、胶钻剂、涂料五类。（1）塑料。

塑料是一种以有机合成树脂为主要组成的高分子材料，它通常可在加热、加压条件下被注塑或固化成型。原料丰富、制取方便、成型加工简单、成本低，不同的塑料具有多种性能，所以其应用越来越广泛。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介（2）橡胶。

橡胶是指在使用温度范围内处于高弹性状态的高分子材料。

橡胶最显著的特点是具有高的弹性和回弹性，它的弹性模量很低，只有1MPa，在外力作用下变形量为100%~1000%，外力去除又很快恢复原状。

此外，橡胶有储能、耐磨、绝缘、隔音等性能，广泛用于制作密封件、减振件、轮胎、电线等。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介（二）陶瓷材料

除金属和有机物以外的固体材料都可称为无机非金属材料，也称陶瓷，是人类较早使用的材料。

陶瓷是以天然的硅酸盐（如黏土、长石、石英等）或人工合成的化合物（氧化物、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物）为原料，经粉碎配制、成型和高温烧结制成，是多相多晶体材料。陶瓷是金属和非金属元素组成的无机化合物材料。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介1.陶瓷的组成

陶瓷材料和金属一样，其力学性能和物理、化学性能也是由化学组成和结构状况决定的。陶瓷的组织结构非常复杂，一般由晶体相、玻璃相和气相组成。各种相的组成、结构、数量、几何形状及分布状况等都会影响陶瓷的性能。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介2.常用工程陶瓷的种类和用途（1）普通陶瓷。

普通陶瓷按用途可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电瓷、卫生瓷与化工瓷等，其质地坚硬、不氧化、耐腐蚀、不导电、成本低，但强度低，使用温度不能过高。（2）特殊陶瓷。

氧化铝陶瓷又叫高铝陶瓷，其主要性能特点是耐高温性能好，可在1600℃高温下长期使用，耐蚀性很强，硬度很高，耐磨性好。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介（三）模具材料冲压模具材料的选用原则（1）生产批量。

当冲压件的生产批量较大时，模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量好、耐磨的模具钢。对于模具的其他组成部分和辅助结构部分的零件材料，也要相应地提高。

在批量不大时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介（2）模具的使用条件。

1)当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。 2)拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具有较好的抗黏着性。 3)对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性。 4)综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等；

本课件是可编辑的正常PPT课件 5)导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火； 6)对于固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。 7)另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介（3）材料性能。

应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件，考虑我国模具对生产和使用性能的要求。（4）生产成本。

为降低生产成本，注意采用微变形模具钢，以减少机加工费用。本课件是可编辑的正常PPT课件任务五其他材料简介2.常用模具材料

制造凸、凹模所使用的模具钢有以下几种常用模具钢。（1）高速工具钢。（2）基体钢。（3）硬质合金。（4）钢结硬质合金。（5）预硬钢。（6）火焰淬火钢。（7）真空淬火钢。本课件是可编辑的正常PPT课件机械制造基础

项目二公差与检测技术本课件是可编辑的正常PPT课件项目二公差与检测技术【能力目标】掌握公差与配合的正确选用；熟悉常用量具的使用、保养方法；掌握获取正确测量结果的方法，并能对被测要素合格性作出正确判断；掌握表面粗糙度评定参数和参数值的选择原则。【知识目标】熟悉国家标准关于表面粗糙度、尺寸公差、形状公差、位置公差标注的规定；掌握零件加工精度和表面质量各项参数的含义及其选用原则。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测一、轴的检测及公差（一）基本定义1.互换性

按照规定的几何参数，机械性能及其他质量的要求，分别制造机器的各个零件和部件，使得在装配或更换时不需任何挑选、调整或附加修配，就能达到规定的性能要求。零件或部件具有的这种性质称为互换性。2.精度

零件的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测3.误差

零件的实际几何参数与理想几何参数的不符合程度。4.公差

允许零件尺寸的变动量称为公差。工件的误差在公差范围内为合格件，超出了公差范围为不合格件。按国家标准规定公差可分为：尺寸公差、形状公差、位置公差三类。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测（二）轴和孔的尺寸公差1.轴和孔的概念

轴：主要指圆柱形的外表面，也包括非圆柱形外表面。

孔：主要指圆柱形的内表面，也包括非圆柱形的内表面。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测2.有关尺寸的术语（1）尺寸是指用特定单位（mm）表示长度的数字。（2）基本尺寸：设计时给定的尺寸称为基本尺寸。轴的基本尺寸用d表示，孔的基本尺寸用D表示。（3）实际尺寸：通过实际测量所得的尺寸。（4）真实尺寸：反映物体实际尺寸的真实值。（5）极限尺寸：以基本尺寸为基数来确定，允许尺寸变化的两个界限值。一个为最大极限尺寸（Dmax，dmax），另外一个为最小极限尺寸（Dmin，dmin）。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测3.有关公差的术语（1）尺寸偏差（简称偏差）：某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为尺寸偏差。（2）上偏差：最大极限尺寸与其基本尺寸的代数差，即：上偏差=最大极限尺寸－基本尺寸。孔的上偏差用ES表示，轴的上偏差用es表示。（3）下偏差：最小极限尺寸与其基本尺寸的代数差，即：下偏差=最小极限尺寸－基本尺寸。孔的下偏差用EI表示，轴的下偏差用ei表示。上偏差和下偏差统称为极限偏差。（4）尺寸公差（公差）：允许尺寸的变动量，即最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差，也等于上偏差与下偏差的代数差。标准尺寸公差用IT表示。即：

尺寸公差（IT）＝最大极限尺寸－最小极限尺寸＝上偏差－下偏差本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测4.公差带的概念（1）零线。

零线是在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，也叫零偏差线。通常用零线来表示基本尺寸。（2）公差带及公差带图。

在公差带图中，由代表上、下偏差两条直线所限定的一个区域称为公差带，如图2-2所示。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测5.标准公差

标准公差就是国家标准所确定的公差。

标准公差共分20级：IT01、IT0、IT1、IT2、⋯、IT18公差。标准公差单位为m。注：IT——国际标准公差（ISOTolerance）的缩写代号。从IT01至IT18，公差等级依次降低，相应的标准公差数值依次增大。对于一定的基本尺寸，公差等级越高，标准公差值越小，尺寸的精确程度越高。基本尺寸和公差等级相同的孔与轴，它们的标准公差值相等。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测6.基本偏差

基本偏差就是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测7.公差带代号

公差带代号由基本偏差代号与公差等级代号组成，用同一号数的字体书写，例如50H7，50f6，其含义如图2-3所示。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测（三）轴径尺寸的检测方法1.测量与检验

完工后的零件是否满足公差要求，要通过检测加以判断。检测包含测量与检验。

测量是将被测量（长度、角度）与作为计量单位的标准量进行比较，以确定被测量的具体数值的过程。

检验是与测量相似的概念，但通常只判定被测量是否合格，而不必得出被测量的具体数值，如用光滑极限量规检验零件。本课件是可编辑的正常PPT课件任务一轴类零件的检测2.检测的一般步骤（1）确定被检测项目（2）设计检测方案（3）选择检测器