1、 機械制造基礎 緒論 材料性能 機械制造根底機械制造根底docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 機械制造根底機械制造根底 緒論緒論 資料性能資料性能 授課班級授課班級機電（3+2）1102授課時間授課時間2019-2-10（1、2）學習目標學習目標學時學時2明確本課程的學習內容，性質和地位，了解機械零件加工制造過程掌握材料的力學性能，明確指標意義明確材料的其他性能學習內容學習內容教學過程組織與方法教學過程組織與方法1. 機械零件加工制造過程 2.本課程的學習內容，性質和地位3. 材料的力學性能4.材料的其他性能1.舉例說明零件的加工過程2.強度指標互動3. 加工過程學

2、生舉例4. 性能指標重點強調docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 緒緒 論論 本課程主要論述機電產品制造過程中零件及工具本課程主要論述機電產品制造過程中零件及工具選材和加工工藝的有關問題。選材和加工工藝的有關問題。 通常將制造機械零件、工程構件、工具等的資料通常將制造機械零件、工程構件、工具等的資料稱為工程資料；稱為工程資料； 將改動原資料的尺寸、外形和性能的加工過程稱將改動原資料的尺寸、外形和性能的加工過程稱為成形。為成形。 根據制造目的不同，選用適宜的原資料和加工方根據制造目的不同，選用適宜的原資料和加工方法，以保證用最低本錢消費出性能最優(yōu)的產品。法，以保證用最

3、低本錢消費出性能最優(yōu)的產品。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 機械制造根底在制造業(yè)中的位置和作用機械制造根底在制造業(yè)中的位置和作用docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 學習內容學習內容工程資料工程資料金屬熱成型金屬熱成型公差與丈量公差與丈量金屬切削原理金屬切削原理金屬切削工藝金屬切削工藝課程性質及位置課程性質及位置docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 金屬資料的性能金屬資料的性能 金屬資料的性能是指用來表征資料在給定外界條件下的行為參量，資料

4、的性能包括工藝性能和運用性能兩類。 1工藝性能熱處置性能、鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能等。 2運用性能力學性能、物理和化學性能等。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 一、力學性能一、力學性能 力學性能資料在外力作用下所顯示的抵抗才干。它是產品設計、選材、驗收、鑒定的根據；也是加工產品實行質量控制的重要參數。主要目的有強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度等。1、強度強度在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的才干。用應力來表示。主要強度目的有屈服點和抗拉強度。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 強度目的強度目的 1屈服點 S=Fs/S

5、o 2抗拉強度 b =Fb/Sodocin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 2、塑性、塑性 塑性塑性資料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形資料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的才干。其主要判據有斷后伸長率和斷面的才干。其主要判據有斷后伸長率和斷面收縮率。收縮率。 1斷后伸長率斷后伸長率 =(L1-Lo)/Lo% 2斷面收縮率斷面收縮率 =(So-S1)/So%docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 3、硬度、硬度硬度硬度資料抵抗部分變

6、形，特別是塑性資料抵抗部分變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的才干。是衡量資料軟變形、壓痕或劃痕的才干。是衡量資料軟硬的根據。硬的根據。布氏硬度布氏硬度HB洛氏硬度洛氏硬度HR維氏硬度維氏硬度HV docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 布氏硬度布氏硬度HB原理：采用直徑為原理：采用直徑為D淬火鋼球或硬質合金球，以淬火鋼球或硬質合金球，以規(guī)定的壓力規(guī)定的壓力F壓入資料的外表，堅持規(guī)定的時間壓入資料的外表，堅持規(guī)定的時間后卸載，丈量壓痕直徑后卸載，丈量壓痕直徑d，并按下式，并按下式docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 規(guī)范書寫方式：150HBS

7、10/1000/30 360HBS 510HBW 特點：壓痕面積大，數據穩(wěn)定。 適用：組織粗大或組織部均勻的資料；不宜丈量廢品或薄片金屬。 運用：原資料和半廢品的硬度丈量。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 洛氏硬度洛氏硬度HR原理：用頂角原理：用頂角120的金的金剛石圓錐或直徑為剛石圓錐或直徑為1.588mm的淬火鋼球作的淬火鋼球作壓頭，在實驗壓力壓頭，在實驗壓力F(由由初始壓力初始壓力Fo和主實驗力和主實驗力F1合成合成)的作用下壓入資的作用下壓入資料外表，堅持規(guī)定時間料外表，堅持規(guī)定時間后卸載，堅持初始實驗后卸載，堅持初始實驗力，丈量剩余壓痕深度力，丈量剩余

8、壓痕深度即為洛氏硬度。其值用即為洛氏硬度。其值用下式計算：下式計算：HRKedocin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 3維氏硬度維氏硬度HV 壓頭為四棱錐，原理同布氏硬度。壓頭為四棱錐，原理同布氏硬度。 維氏硬度可以丈量從軟到硬的各種金屬資料，而且維氏硬度可以丈量從軟到硬的各種金屬資料，而且丈量的硬度值具有延續(xù)性丈量的硬度值具有延續(xù)性 10 一一 1 000 HV 。維。維氏硬度丈量壓痕小，可丈量較薄的資料和滲碳、滲氏硬度丈量壓痕小，可丈量較薄的資料和滲碳、滲氮等外表硬化層。氮等外表硬化層。docin/s

9、undae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 各種硬度間關系：各種硬度間關系： 硬度在硬度在200600HB時，時， HRC1/10HB 硬度小于硬度小于450HB時，時， HBHV docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 4、韌性、韌性 資料抵抗沖擊破壞的資料抵抗沖擊破壞的才干。才干。 1沖擊吸收功沖擊吸收功Ak Aku(Akv)mg(h1h2) 沖擊韌度：沖擊韌度： kuAku/S docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 2韌脆轉變溫度韌脆轉變溫度 指沖擊吸收功急劇變化區(qū)所對應的溫度指沖擊吸收功急劇變化區(qū)所對應的溫度范圍。范圍。do

10、cin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 3Ak主要用途主要用途 Ak對資料內部組織缺陷非常敏感，且操作對資料內部組織缺陷非常敏感，且操作簡便，因此運用廣泛。主要用途如下。簡便，因此運用廣泛。主要用途如下。 評定資料的冶金質量和熱加工質量。經評定資料的冶金質量和熱加工質量。經過斷口分析，可知能否含有氣泡、夾渣、過斷口分析，可知能否含有氣泡、夾渣、偏析等冶金缺陷和鍛造、熱處置缺陷。偏析等冶金缺陷和鍛造、熱處置缺陷。 可測定韌脆轉變溫度。低的可用于高寒可測定韌脆轉變溫度。低的可用于高寒山區(qū)；高的在冬季易出現脆性斷裂山區(qū)；高的在冬季易出現脆性斷裂docin/sundae_meng

11、 機械制造基礎 緒論 材料性能 6、疲勞、疲勞 1疲勞景象疲勞景象 疲勞斷裂疲勞斷裂在交在交變載荷作用下，零變載荷作用下，零部件經較長時間任部件經較長時間任務或較多次應力循務或較多次應力循環(huán)后，發(fā)生忽然斷環(huán)后，發(fā)生忽然斷裂景象。裂景象。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 疲勞斷裂的緣由在尖角、孔、槽、夾雜、刀痕等應力集中部位產生疲勞裂紋，并不斷擴展，減少有效承載面積，當不能接受外力時，即發(fā)生忽然斷裂。 本質：裂紋的產生、擴展、斷裂。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 2疲勞極限-1 當循環(huán)應力小于某一值后資料可經受無數次循環(huán)而不斷裂，

12、此應力值為-1。鋼鐵資料的-1=10的7次方次下的應力。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 3提高疲勞極限途徑 一是提高b；二是改善零件的構造外形、降低外表粗糙度、采取外表強化。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 二、物理性能二、物理性能 資料的物理性能包括熔點、密度、導電性、導熱性、熱膨脹性和磁性等。 1、密度 密度在一定溫度下單位體積物質的分量，單位為Kg/m,g/cm。 運用：選材；計算零件設計和估算毛坯質量。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 2、熔點、熔點 熔點熔點固態(tài)轉變液態(tài)的溫度。固態(tài)轉變液

13、態(tài)的溫度。 運用：高熔點金屬可用于耐高溫零件的制運用：高熔點金屬可用于耐高溫零件的制造；低熔點金屬可制造保險絲、焊接釬料造；低熔點金屬可制造保險絲、焊接釬料等。等。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 3、電性能、電性能 電阻率電阻率單位長度、面積的電阻值，單單位長度、面積的電阻值，單位為位為m. 電導率電導率1/。單位為。單位為s/m 運用：銀導電性最好，銅與鋁次之；高分運用：銀導電性最好，銅與鋁次之；高分子資料導電性很差，普通都是絕緣體。子資料導電性很差，普通都是絕緣體。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 4、熱性能、熱性能 熱導率

14、熱導率 用用表示，單位為表示，單位為 W/ ( m K 銀、銀、銅的導熱性最好，鋁次之。導熱性好的資銅的導熱性最好，鋁次之。導熱性好的資料可用于制造散熱器，差的可制造保溫器料可用于制造散熱器，差的可制造保溫器材。材。 熱膨脹性熱膨脹性資料隨溫度的改動發(fā)生體積資料隨溫度的改動發(fā)生體積的改動。的改動。 熱膨脹性用線膨脹系數熱膨脹性用線膨脹系數 來表示，其含義來表示，其含義是溫度上升是溫度上升 1 時單位長度資料的伸長量，時單位長度資料的伸長量，單位為單位為 1/ 普通陶瓷的熱膨陶瓷熱膨脹性普通陶瓷的熱膨陶瓷熱膨脹性小，金屬次之，高分子資料最大。小，金屬次之，高分子資料最大。docin/sundae

15、_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 5、磁性、磁性 鐵磁性物質鐵磁性物質Fe、Ni、Co 非鐵磁性物質非鐵磁性物質Al、Cu 鐵磁資料的磁性可用以下物理量表示：鐵磁資料的磁性可用以下物理量表示： 磁導率磁導率 (=B / H 表示鐵磁資料磁化曲表示鐵磁資料磁化曲線上某一點的磁化強度線上某一點的磁化強度 B 與外磁場強度與外磁場強度 H 的比值；的比值； 磁飽和強度磁飽和強度 B1 ，表示資料能到達的最大，表示資料能到達的最大磁化強度；磁化強度； 剩磁剩磁 Br ，表示外磁場強度退為零時，資，表示外磁場強度退為零時，資料的剩余磁化強度；料的剩余磁化強度； 矯頑力矯頑力 He表示要使磁化強度

16、降為零時，表示要使磁化強度降為零時，必需加反方向的磁場強度必需加反方向的磁場強度 H e。docin/sundae_meng 機械制造基礎 緒論 材料性能 三、化學性能三、化學性能 1、耐腐蝕性、耐腐蝕性 耐腐蝕性耐腐蝕性金屬資料在常溫下抵抗氧、水及其金屬資料在常溫下抵抗氧、水及其它化學物質腐蝕破壞的才干。它化學物質腐蝕破壞的才干。 腐蝕分腐蝕分:化學腐蝕和電化學腐蝕；部分腐蝕和全面化學腐蝕和電化學腐蝕；部分腐蝕和全面腐蝕腐蝕 為防止發(fā)生突發(fā)性事故，對特殊工件要用耐腐蝕為防止發(fā)生突發(fā)性事故，對特殊工件要用耐腐蝕資料制造，如酸泵、管道等。資料制造，如酸泵、管道等。 2、耐高溫氧化性、耐高溫氧化性