《機械基礎(chǔ)》P.76課件制作：重慶市涪陵區(qū)職教中心數(shù)控組

胡志恒全國中職機械類統(tǒng)編教材（高教版）－－欒學(xué)鋼等主編第四章工程材料任務(wù)描述第四章工程材料P.76

工程材料用于制造各種零件。機械零件質(zhì)量好壞和使用壽命的長短都與它的制作材料密切相關(guān)。常用的工程材料有金屬材料和非金屬材料兩大類，金屬材料主要有鋼、鑄鐵、銅合金和鋁合金，非金屬材料主要有工程塑料，復(fù)合材料及新型工程材料。了解各種材料的力學(xué)性能、特點及使用場合，是合理、經(jīng)濟選擇材料種類，確保零件能夠正常安全使用的基本方法。本章任務(wù)：介紹各類材料的分類、成分、性能及選用，對材料的基本知識有一定的了解。

本章知識結(jié)構(gòu)金屬材料的性能工程材料黑色金屬材料第四章工程材料P.76物理化學(xué)性能力學(xué)性能工藝性能鋼的分類、鋼的編號碳素鋼、合金鋼、鑄鐵*鐵碳合金相圖簡化鐵碳相圖特征碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鋼力學(xué)性能的影響*鋼的熱處理鋼的退火與正火、淬火、回火鋼的鋼的鋼的表面熱處理*有色金屬鋁及鋁合金、銅及銅合金軸承合金、鈦合金非金屬材料工程塑料、復(fù)合材料新型工程材料材料選擇及運用零件的失效形式及原因選材的原則、方法和步驟典型零件選材舉例工程材料類別鋼、鑄鐵、有色金屬、非金屬材料。第四章工程材料P.76工程材料鋼鑄鐵含C%<1.2%的鐵碳合金，強度、硬度、韌性和鑄、鍛、焊機械加工性能。碳素鋼：低碳：C%<0.25%20鋼

中碳：0.60%>C%n>0.25%45鋼

高碳：C%>0.60%65Mn鋼普通低合金鋼：重要工程用鋼（建筑、鍋爐、大型船舶）合金鋼：

合金滲碳鋼

（低碳）20CrMnTi,合金調(diào)質(zhì)鋼（中碳）40Cr

合金彈簧鋼（高碳）60Si2Mn滾動軸承鋼

（專用）GCr15

合金工具鋼9SiCr、CrWMn、GCr15、W18Cr4V含C%在4.3%附近的鐵碳合金。灰口鑄鐵：HT20

球墨鑄鐵QT1400-15、可鍛鑄鐵銅合金非金屬材料有色金屬鋁合金工程塑料、橡膠

考綱要求P.76

本章內(nèi)容近年來在高考中占有少量比例，主要考點是最基本的材料和及熱處理的簡單常識，題型多為判斷題或選擇題。了解金屬材料的力學(xué)性能了解碳鋼、合金鋼、鑄鐵的牌號性能應(yīng)用了解鋼的熱處理目的分類應(yīng)用理解有色金屬第四章工程材料第一節(jié)金屬材料的性能

一、金屬的物理性能和化學(xué)性能P.76金屬材料性能使用性能工藝性能鑄、鍛、焊、切削加工…….物理、化學(xué)性能力學(xué)性能強度、塑性、硬度…….

物理性能：金屬固有的屬性。

密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱脹冷縮性和磁性等。

化學(xué)性能：金屬在化學(xué)作用下表現(xiàn)出的性能。

耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性。金屬材料性能金屬材料在給定外界條件下的抵抗能力。第一節(jié)金屬材料的性能

二、金屬的力學(xué)性能和工藝性能P.76

（一）金屬的力學(xué)性能

力學(xué)性能

是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能。

主要包括：強度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強度。

1）屈服強度

表示在外力作用下，材料剛開始產(chǎn)生塑性變形時的最小應(yīng)力值，以

σs

表示。用于鋼等塑性材料。1.強度

金屬材料在靜載下抵抗斷裂和大量塑性變形的能力。

其主要指標(biāo)有：

2）抗拉強度材料在斷裂前所承受的最大拉應(yīng)力，以σb表示，用于鑄鐵等脆性材料。第一節(jié)金屬材料的性能

二、金屬的力學(xué)性能和工藝性能P.76

（一）金屬的力學(xué)性能

2.塑性

金屬材料在靜載下能夠發(fā)生永久塑性變形的能力。

其主要指標(biāo)有：

1）斷后伸長率

2）斷面收縮率第一節(jié)金屬材料的性能

二、金屬的力學(xué)性能和工藝性能P.76

（一）金屬的力學(xué)性能

3.硬度

硬度是衡量軟硬程度的指標(biāo)，表示抵抗局部變形和破壞的能力，是重要的力學(xué)性能指標(biāo)之一。

試驗方法：機械制造和維修常用壓入法測定硬度。。

硬度指標(biāo)分類：洛氏硬度HR(A、B、C)、布氏硬度HB和維氏硬度HV，其中應(yīng)用最廣泛的是洛氏硬度HRC和布氏硬度HB。第一節(jié)金屬材料的性能

二、金屬的力學(xué)性能和工藝性能P.76

（一）金屬的力學(xué)性能

4.沖擊韌性ak

金屬材料抵抗沖擊載荷的能力。

機械上許多零件要受沖擊載荷，如在汽車起步、制動或改變速度時，鋼板彈簧、鋼板吊耳均要受到?jīng)_擊。

疲勞現(xiàn)象：是指零件在交變應(yīng)力作用下，過早發(fā)生破壞的現(xiàn)象。危害性：疲勞破壞事先沒有明顯的征兆，具有很大的突發(fā)性和危險性，往往會造成嚴(yán)重事故，如汽車的軸頸、缸蓋、齒輪、彈簧等零件。

疲勞強度是指材料經(jīng)受無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而不被破壞的最大應(yīng)力值。

任何材料發(fā)生脆斷，都是材料中微小裂紋擴展的結(jié)果。

5.疲勞強度第一節(jié)金屬材料的性能

二、金屬的力學(xué)性能和工藝性能P.77

（二）金屬的工藝性能2.鍛（沖）壓性能

熱鍛、冷沖加工，用壓力機和模具使材料發(fā)生塑性變形，獲得所零件形狀尺寸的方法。如低、中碳鋼鍛壓性好。工藝性能金屬材料在加工制造過程中所表現(xiàn)出來的性能。

包括

鑄造性、沖壓（鍛造）性、焊接性、熱處理加工性、切削加工性等等。焊接加工，用焊機設(shè)備對材料進行高溫熔合連接加工的方法。如低碳鋼焊接性好。1.鑄造性能

鑄造加工，將加熱熔化的金屬澆入砂型或模具中，凝固后得到所需復(fù)雜零件毛坯的方法。如鑄鐵鑄造性好。3.焊接性能第一節(jié)金屬材料的性能

二、金屬的力學(xué)性能和工藝性能P.77

（二）金屬的工藝性能

切削加工，在機床上用刀具對零件毛坯進行切削加工，獲得所零件形狀尺寸的方法。包括車、鉗、刨、銑、磨等等。

切削加工性好的材料：鋁合金、銅合金、鑄鐵、低中碳鋼等。不易切削的材料：不銹鋼、鈦合金。4.切削加工性能第二節(jié)黑色金屬材料

一、鋼的分類P.77金屬材料黑色金屬鐵鎳及其合金鋼與鑄鐵有色金屬除黑色金屬以處的其它金屬材料主要是銅、鋁、鈦等鋼：鐵與碳的合金（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜2.11%），還含有硫(S)、磷(

P)、硅(

Si)、錳(Mn)等雜質(zhì)元素。

雜質(zhì)元素對鋼的影響：硅、錳是有益元素，能提高鋼的強度、硬度；而硫、磷是有害元素，造成鋼的脆性，其含量決定鋼的質(zhì)量。

鋼的分類：主要按鋼的化學(xué)成分、鋼的品質(zhì)、鋼的用途來分類。第二節(jié)黑色金屬材料

一、鋼的分類P.77碳鋼的分類1.按化學(xué)成分分類

（1）碳素鋼鐵+碳+雜質(zhì)

①低碳鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wc＜0.25％②中碳鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wc＝0.25％～0.6％③高碳鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wc＞0.6％

（2）合金鋼鐵+碳+合金元素+雜質(zhì)（較少）

①低合金鋼合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜5％②中合金鋼合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝5％～10％③高合金鋼合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞10％第二節(jié)黑色金屬材料

一、鋼的分類P.78碳鋼的分類

2.按鋼的品質(zhì)分類（主要根據(jù)有害雜質(zhì)硫、磷的含量分類）（1）普通鋼有害雜質(zhì)硫、磷的含量較多。

如：Q235、16Mn

（2）優(yōu)質(zhì)鋼有害雜質(zhì)硫、磷的含量較低。

如：45、T10、20CrMnTi

（3）高級優(yōu)質(zhì)鋼有害雜質(zhì)硫、磷的含量控制嚴(yán)格。

如：T12A、38CrMoA第二節(jié)黑色金屬材料

一、鋼的分類P.78碳鋼的分類

3.按用途分類

（1）結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造工程結(jié)構(gòu)、橋梁、建筑結(jié)構(gòu)和機器零件等，一般為低、中碳鋼。

如：建筑鋼筋（Q235）、機器零件(65Mn)等（2）工具鋼主要用于制造各種刃具、模具和量具。一般為高碳鋼。

如：銼刀、高速鋼等

（3）特殊性能鋼具有特殊物理化學(xué)性能的鋼。

如：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號P.78

1.碳鋼的編號方法（類別、典型牌號、典型用途）

（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼

牌號：例如Q235AF，表示屈服強度為235Mpa的A級質(zhì)量的碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于沸騰鋼。

常用牌號：Q235Q195

質(zhì)量：普通質(zhì)量，也分A、B、C、D等級，A級最低

脫氧程度：F、Z、TZ

用途：此類鋼通常不熱處理，用于受力不大的非重要場合。

如：一般建筑鋼筋、鋼板、要求不高的小軸、螺釘墊圈等標(biāo)準(zhǔn)件。P.78

1.碳鋼的編號方法用途：大量用作一般機器零件，一般要通過熱處理強化零件。

如：沖壓件、軸、齒輪、受力的螺紋標(biāo)準(zhǔn)件等等。

（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

牌號：用兩位平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分?jǐn)?shù)表示。如：45號鋼表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。質(zhì)量全是優(yōu)質(zhì)鋼。

08F、10、15、20〡25、30、35、40、45、45Mn、50、55〡60、65Mn、70

低碳鋼

中碳鋼

高碳鋼

較高含錳量的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼：20Mn、65Mn第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號P.78

1.碳鋼的編號方法用途：用作一般工具（刃具、量具），都要通過熱處理提高硬度及耐磨性。

如：榔頭、手鋸條、銼刀、低檔游標(biāo)卡尺等等。

（3）碳素工具鋼

牌號：碳素工具鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.7%～1.4%。其牌號以“T”后面加數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)，若是高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在數(shù)字后面加“A”，如T10A等

T7、T7A、,,,,,,,T10、T10A、……T12、T12A…..

韌性較好

耐磨性好第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號P.78

1.碳鋼的編號方法用途：主要用作形狀復(fù)雜，適合鑄造成型，而強度要求較高，又不能用鑄鐵的場合。

如：汽車后橋殼體、大口徑閥門、大型齒輪等。

（4）鑄造碳鋼

牌號：如“ZG200-400”，“ZG”是“鑄鋼”二字的拼音字頭。200表示屈服強度≥200MP,400表示抗拉強度≥400MP。第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號P.78

2.合金鋼的編號方法用途：主要用于重要的工程結(jié)構(gòu)、壓力容器等。（比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼重要）

如：大型橋梁、船舶用鋼，高層建筑鋼筋，高壓鍋爐等。

（1）低合金高強度鋼

牌號：如“Q390A”，與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號類似，只是因為加入了Mn、Si等合金元素，抗拉強度數(shù)值更大。第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號P.78

2.合金鋼的編號方法

（2）合金結(jié)構(gòu)鋼

牌號：如：20Cr、45Mn2、38CrMoA等，是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上加上合金元素組成。

兩位數(shù)字表示碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為萬分之幾，合金元素符號后的數(shù)字表面該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為幾%（含量小于1.5%省略不標(biāo)）；后面的A表示高級優(yōu)質(zhì)鋼，無A表示優(yōu)質(zhì)鋼。用途：合金滲碳鋼20Cr、20CrMnTi，活塞銷、汽車變速箱齒輪等。

合金調(diào)質(zhì)鋼40Cr、45Mn2，機床主軸、重要齒輪、連桿、曲軸等。

合金彈簧鋼60Si2Mn，大尺寸彈簧、板簧等。第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號P.79

2.合金鋼的編號方法

（3）滾動軸承鋼

牌號：典型：GCr15、GCr15SiMn，G是滾動軸承鋼的拼音字頭，都是高碳鋼（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)省略不標(biāo)），Cr元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為千分之1.5。都是高級優(yōu)質(zhì)鋼（省略）。用途：制造各類滾動軸承的內(nèi)、外圈和滾動體，也可以制造工、量具等。第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號P.79

2.合金鋼的編號方法

（4）合金工具鋼

牌號：典型：9SiCr、CrWMn、W18Cr4V。首位數(shù)字是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為千分之幾（大于1%省略不標(biāo)）；后面是合金元素及其含量（幾%，含量≤1.5%省略含量不標(biāo)）；都是高級優(yōu)質(zhì)鋼（省略）。用途：低合金刃具鋼9SiCr、CrWMn，低速、復(fù)雜的切削刀具，如絲錐、

板牙、機鉸刀、量具、冷作模等。

高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2，紅硬性600°C,各類中速切削刀具，如車刀、銑刀、齒輪滾刀等。第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號P.79

2.合金鋼的編號方法（5）特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼不銹鋼：如：1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、2Cr13，牌號與合金結(jié)構(gòu)鋼表示方法相同，只是當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低時，用0或00表示。

主要用于耐腐蝕要求的零件及工具，也用于裝飾材料。如醫(yī)療器械、化工機械、廚具等。耐熱鋼：如：2Cr21Nil2N，牌號與合金結(jié)構(gòu)鋼表示方法相同。

主要用于高溫環(huán)境下工作的機件。如發(fā)動機排氣門、鍋爐燃燒部件等。耐磨鋼（高錳鋼）：如：ZGMn13，因為耐磨鋼一般鑄造后就使用，所以用“ZG”表示。主要用于強烈磨損的場合。如，履帶、鏟齒等。第二節(jié)黑色金屬材料

二（三、四）、鋼的編號第二節(jié)黑色金屬材料

五、鑄鐵P.83

鑄鐵：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wc≥2.11（≤

5.0），并含有較多硅、錳、硫、磷等元素的鐵碳合金。

鑄鐵的分類：按鑄鐵中碳（石墨）的分布形式，可分為灰鑄鐵、球墨鑄件和可鍛鑄鐵等。

1.灰鑄鐵

特征：鑄件中碳以“片狀石墨”形態(tài)出現(xiàn)，且斷口呈淺灰色。

性能：灰鑄鐵雖然力學(xué)性能不好，抗拉強度低、脆性大，但與鋼相比，還有其它優(yōu)良性能：抗壓強度好、切削加工性好、耐磨性好、鑄造性好、減震性好、小的缺口敏感性等。

牌號：HT150、HT200等，HT是“灰鐵”的拼音字頭，后面數(shù)字是抗拉強度（如200MPa）

用途：灰鑄鐵價格低廉、產(chǎn)量大，廣泛用于機床床身、機座、缸體、箱體、手輪等形狀復(fù)雜，要求不高的零件。第二節(jié)黑色金屬材料

五、鑄鐵P.83

2.球墨鑄鐵

特征：鑄件中碳以“球狀石墨”形態(tài)出現(xiàn)。

性能：球墨鑄鐵是近幾十年發(fā)展起來的高強度鑄鐵，力學(xué)性能比其它鑄鐵好（接近于鋼），且保留了鑄件的全部優(yōu)點。牌號：QT400-15等，QT是“球鐵”的拼音字頭，后面數(shù)字是抗拉強度和伸長率。

用途：能實現(xiàn)“以鐵代鋼”。

用于形狀復(fù)雜、受力復(fù)雜的機器零件、薄壁件等場合。如：曲軸、連桿、凸輪、閥門、井蓋等等。第二節(jié)黑色金屬材料

五、鑄鐵P.83

3.可鍛鑄鐵

特征：鑄件中碳以“團絮狀石墨”形態(tài)出現(xiàn)。

性能：可鍛鑄鐵是傳統(tǒng)的高強度鑄鐵，力學(xué)性能比灰鑄鐵好，但制造工藝復(fù)雜，成本較高，大多被球鐵取代。

注意：可鍛鑄鐵不可鍛。牌號：KHT330-08等，KT是“可鐵”的拼音字頭，H是黑心可鐵，Z是珠光體可鐵，后面數(shù)字是抗拉強度和伸長率。

用途：主要用于受力較大、且壁薄的零件。如車輛后橋殼體、閥門、井蓋等。*第三節(jié)鐵碳合金狀態(tài)圖分析P.84

鐵碳合金狀態(tài)圖（鐵碳相圖）：全面表達Fe━C合金（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于6.69%）中，在不同成分比例、不同溫度下，有不同的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的圖形。*第三節(jié)鐵碳合金狀態(tài)圖分析

一、簡化的Fe━Fe3C狀態(tài)圖的特征P.84

為便于分析，這里只介紹簡化的鐵碳合金狀態(tài)圖。*第三節(jié)鐵碳合金狀態(tài)圖分析

一、簡化的Fe━Fe3C狀態(tài)圖的特征P.84

簡化的鐵碳合金狀態(tài)圖坐標(biāo)軸：橫坐標(biāo)：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)坐標(biāo)wc%，（0%~6.69%）。

坐標(biāo)軸上任一點都代表一定成分的鐵碳合金。

縱坐標(biāo)：溫度坐標(biāo)°C。（1）Fe━Fe3C狀態(tài)圖的特性點A、G、C、E、S；

每個點的名稱、成分及溫度、含義。（2）Fe━Fe3C狀態(tài)圖的特性線

液相線ACD線

固相線AECF線

共晶線ECF線Acm線ES線A1線ES線*第三節(jié)鐵碳合金狀態(tài)圖分析

一、簡化的Fe━Fe3C狀態(tài)圖的特征P.84

簡化的鐵碳合金狀態(tài)圖混合物：ACE區(qū)

L+ACDF區(qū)L+Fe3CEFKS區(qū)A+Fe3C

GSP區(qū)F+A

PSK以下F+Fe3C（3）Fe━Fe3C狀態(tài)圖的相區(qū)

單相區(qū)：

液相區(qū)（L）

AECD以上

奧氏體區(qū)（A）AESGA

鐵素體區(qū)（F）GPQ，F(xiàn)性能較軟（與純鐵相近）。

滲碳體區(qū)（Fe3C）DFK，F(xiàn)e3C性能硬而脆，不能單獨使用。*第三節(jié)鐵碳合金狀態(tài)圖分析

二、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鋼力學(xué)性能折影響P.84

隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鋼的強度和硬度不斷升高，而塑性、韌性不斷降低；當(dāng)wc>0.9%后，雖然硬度繼續(xù)上升，因為網(wǎng)狀的Fe3C11出現(xiàn)并增加，強度下降，塑性、韌性繼續(xù)下降。

工業(yè)上應(yīng)用的碳鋼，其wc<1.4%。*第三節(jié)鐵碳合金狀態(tài)圖分析

三、鐵碳合金狀態(tài)圖的應(yīng)用P.86

選擇依據(jù)：力學(xué)性能要求；

選擇方法：根據(jù)力學(xué)性能要求來選擇鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

選擇鋼的牌號：根據(jù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇出鋼的牌號。

答：齒輪零件受力復(fù)雜，要求對強度、硬度、塑性、韌性等力學(xué)性能有一定的綜合性要求，由上圖中可看出中碳鋼具有綜合的力學(xué)性能，中碳鋼的一個典型牌號是45號鋼，故選此齒輪材料為45號鋼。

例：選擇某一般齒輪的材料。

1.鋼鐵材料的選用*第三節(jié)鐵碳合金狀態(tài)圖分析

三、鐵碳合金狀態(tài)圖的應(yīng)用P.86

2.制定熱加工工藝

（1）鑄造溫度區(qū)鑄造加熱溫度在液相線以上50~100°C。（2）鍛造溫度區(qū)主要在奧氏體區(qū)（A）。*第四節(jié)鋼的熱處理P.87

鋼的熱處理把鋼加熱、保溫、冷卻，通過改變鋼的內(nèi)部組織，來達到改變（強化）鋼的性能的一種工藝方法。

鋼熱處理的目的

（1）強化作用：通過提高鋼的強度和硬度，提高承載能力和耐磨性，達到強化零件、節(jié)省鋼材、延長使用壽命的目的，如淬火等等。

（2）改善鋼的加工工藝性能：通過熱處理還可以降低材料硬度、提高塑性，達到改善工藝性能（如切削加工性、沖壓性）的目的，如退火等等。

熱處理的類別：熱處理方法種類很多，主要有整體熱處理、表面熱處理、化學(xué)熱處理。*第四節(jié)鋼的熱處理

一、鋼的退火與正火P.87退火與正火目的相近，主要是改善切削加工性。1.退火

退火工藝：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一段時間后，緩慢冷卻的熱處理方法。

退火目的：降低硬度，改善切削加工性；提高塑性和韌性，以利于冷變形加工；改善鋼的組織；消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力。

退火用途：主要用于高碳鋼改善切削加工性；以及去應(yīng)力退火。*第四節(jié)鋼的熱處理

一、鋼的退火與正火P.872.正火

工藝：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一段時間后，出爐空冷的熱處理方法。

正火目的與用途：低中碳鋼調(diào)整硬度，改善切削加工性；高碳鋼消除網(wǎng)狀滲碳體；要求不高的中碳鋼零件可用正火代替調(diào)質(zhì)；細(xì)化組織，為后續(xù)熱處理作準(zhǔn)備。正火與退火的比較：正火后組織較細(xì)，強度、硬度比退火高；操作簡便，生產(chǎn)周期短，成本低。一般中低碳鋼常用正火改善切削加工性。一般型鋼均以正火狀態(tài)出廠。

*第四節(jié)鋼的熱處理

二、鋼的淬火P.87工藝：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一段時間，然后快速冷卻（水冷或油冷）的熱處理方法。（獲得馬氏體組織）。

淬火的目的：通過改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，來達到提高鋼的強度、硬度和耐磨性的目的。

鋼淬火的意義：淬火熱處理是強化鋼的重要手段，鋼通過強化，提高強度與硬度，節(jié)省了材料，減輕重量，減緩零件磨損，延長零件壽命，總體降低成本。*第四節(jié)鋼的熱處理

二、鋼的淬火P.87淬硬性與淬透性

淬硬性：指零件淬火后的硬度，與鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)；低碳鋼淬火后硬度仍然不高，效果差，中、高碳鋼淬火后硬度、強度高，強化效果好。淬透性：指零件淬火后獲得淬硬層（馬氏體層）深度的能力；淬透性好的鋼，能獲得較深的淬硬層以至完全淬透，整體強化效果就更好。鋼的淬透性與鋼中加入的合金元素有關(guān)，碳鋼淬透性差，合金鋼淬透性大多很好，這也是合金鋼比碳鋼好的重要原因。*第四節(jié)鋼的熱處理

二、鋼的淬火P.87淬透性：指零件淬火后獲得淬硬層深度的能力；*第四節(jié)鋼的熱處理

三、鋼的回火P.88回火方法：將淬火鋼重新加熱到低于727°C以下的某一溫度保溫一段時間，然后空冷到室溫的熱處理方法。

回火目的：

（1）消除內(nèi)應(yīng)力防止零件變形與開裂。鋼淬火后的馬氏體組織，殘余內(nèi)應(yīng)力很大，易發(fā)生變形與開裂而報廢，所以鋼淬火后要及時回火。

（2）穩(wěn)定組織穩(wěn)定尺寸馬氏體的組織和尺寸都不穩(wěn)定，今后容易發(fā)生尺寸變化影響精度；回火后促成穩(wěn)定。（3）調(diào)節(jié)不同的力學(xué)性能鋼淬火后的馬氏體組織硬度都較高，塑性、韌性差，性能單一，通過不同溫度的回火，可以調(diào)節(jié)為軟硬不同的力學(xué)性能組合，以適應(yīng)不同類型零件的需要。*第四節(jié)鋼的熱處理

三、鋼的回火P.88回火方法：將淬火鋼重新加熱到低于727°C以下的某一溫度保溫一段時間，然后空冷到室溫的熱處理方法。

回火分類：1.低溫回火（150~250°C）

目的：降低淬火內(nèi)應(yīng)力，提高韌性，同時保持高硬度和耐磨性。2.中溫回火（250~500°C）

目的及用途：具有高的彈性極限、屈服強度和一定的韌性。主要用于制造各類較大尺寸的彈簧。

用途：高碳鋼制造的各種工具、量具和模具，滾動軸承，及其它耐磨零件。*第四節(jié)鋼的熱處理

三、鋼的回火P.88淬火+高溫回火＝調(diào)質(zhì)

目的：中碳鋼調(diào)質(zhì)后獲得了較合理的硬度、強度、塑性和韌性，具有良好的綜合力學(xué)性能。用途：調(diào)質(zhì)廣泛用于受力復(fù)雜，需要較好綜合力學(xué)性能的螺栓、連桿、齒輪、主軸等重要零件的熱處理。

回火分類：1.低溫回火（150~250°C）2.中溫回火（250~500°C）3.高溫回火（500~650°C）*第四節(jié)鋼的熱處理

四、鋼的表面熱處理P.88

1.表面淬火

方法：僅對工件的表面進行淬火強化，而工件心部仍保持未淬火的狀態(tài)。

目的：表面淬火后工件表層硬度高、耐磨性好，而心部具有足夠的塑性和韌性。

工藝：火焰加熱表面淬火

感應(yīng)加熱表面淬火

對于要求表面耐磨，而又承受沖擊載荷的某些零件，適合進行表面淬火、滲碳淬火等表面熱處理。對鋼進行表面熱處理，可以達到“心韌表硬”的特殊效果，如活塞銷、齒輪齒面、機床導(dǎo)軌等。*第四節(jié)鋼的熱處理

四、鋼的表面熱處理P.88

1.表面淬火2.鋼的化學(xué)熱處理

（1）滲碳：將低碳鋼零件置于活性碳介質(zhì)中經(jīng)長時間加熱、保溫，然后冷卻下來，使零件表層獲得高碳成分。

滲碳后的熱處理：淬火、低溫回火。目的：獲得“心韌表硬”的特殊力學(xué)性能：表層淬硬耐磨，心部低碳淬不硬或未淬透，保持良好的韌性耐沖擊。

（2）滲氮：在鋼表面滲一層氮元素，高硬高耐磨，且不需后續(xù)淬火，但氮化層較薄。也可碳氮共滲。

*第五節(jié)有色金屬

一、鋁及鋁合金P.89

有色金屬：除鋼鐵材料以外的其它金屬材料。

如：鋁合金、銅合金、鈦合金、硬質(zhì)合金等等。一、鋁及鋁合金1.純鋁

輕金屬（密度2.72g/cm3），導(dǎo)電、導(dǎo)熱，抗氧化、塑性好，但強度、硬度低。牌號；L1~L6。

常用：工業(yè)純鋁，主要用作導(dǎo)電材料。鋁合金形變鋁合金鑄造鋁合金適合鑄造，用于要求輕質(zhì)的復(fù)雜零件。如：發(fā)動機缸體。防銹鋁

如：LF5耐蝕性好強度低，主用作鋁合金裝飾。硬鋁如：LY16用于一般耐蝕機器零部件。

超硬鋁如：LC10用于要求輕質(zhì)的受力件：飛機大梁。鍛鋁如：LD9用于高強度復(fù)雜零件。2.鋁合金鋁與硅、鎂、錳等元素的合金。*第五節(jié)有色金屬

二、銅及銅合金P.901.純銅（紫銅）

銅合金黃銅銅+鋅青銅銅+（鋅、鎳以外的其它金屬元素），適合鑄造、耐磨，如錫青銅。

制造軸套、軸瓦、蝸輪齒圈等。2.銅合金銅與鋅、錫、鉛、硅、鎳等元素的合金。普通黃銅：如：H70,彈殼、散熱器等特殊黃銅：再加入其它元素，如HPb59，改善性能。白銅銅+鎳，用于儀器、電工材料等。*第五節(jié)有色金屬

三、軸承合金P.91

制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金。

對軸承合金的要求：足夠的強韌性；較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性和磨合性。

軸承合金的常用類型：

（1）錫基軸承合金（錫基巴氏合金）（2）鉛基軸承合金（鉛基巴氏合金）

（3）鋁基軸承合金巴氏合金軸瓦*第五節(jié)有色金屬

四、鈦合金P.92

鈦合金是一種新型材料，重量輕、強度高，價格貴，目前多用于航空業(yè)，有人稱為是下個世紀(jì)的鋼。

1.純鈦

輕金屬（密度4.5g/cm3），熔點高1677°C，耐腐蝕，塑性好，比強度高，工藝性能好。鈦合金

型鈦合金不能熱處理強化，強度低于另兩類鈦合金，但高溫強度、低溫

韌性及耐蝕性優(yōu)越.，主用于航空航天。

型鈦合金這類合金強度高，但冶煉工藝復(fù)雜，難于焊接,應(yīng)用受到限制。2.鈦合金鈦合金可分為

型鈦合金、

型鈦合金和

+

型鈦合金三類

+

型鈦合金加入的合金元素有鋁、釩、鉬鉻等?？蛇M行熱處理強化，

強度高，塑性好，具有良好的熱強性、耐蝕性和低溫韌性。

多用于航天軍工等領(lǐng)域。第六節(jié)非金屬材料

一、工程塑料P.92非金屬材料高分子材料復(fù)合材料陶瓷材料塑料：通用塑料、工程塑料橡膠

工程塑料：可以用作工程結(jié)構(gòu)或機械零件的塑料。工程塑料一般有較好的、穩(wěn)定的機械性能，耐熱耐蝕性較好，且尺寸穩(wěn)定性好。如ABS、尼龍、聚甲醛等。是目前大力發(fā)展的塑料品種。第六節(jié)非金屬材料

二、復(fù)合材料P.93復(fù)合材料：是由兩種或兩種以上化學(xué)本質(zhì)不同的物質(zhì)通過人工合成的材料。玻璃鋼游艇復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料高分子基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料按基體類型分：按增強材料性質(zhì)和形態(tài)型分纖維：如玻璃鋼、碳纖維顆粒層疊按材料用途結(jié)構(gòu)復(fù)合材料功能復(fù)合材料復(fù)合材料特點：比強度和比模量大；耐疲勞性能比較高；減震性能好；耐高溫性能好；高溫強度和彈性模量均較高；斷裂安全性好等等。第六節(jié)非金屬材料

三、新型材料P.94

1.形狀記憶合金2.納米材料3.超導(dǎo)材料第七節(jié)材料選擇及運用P.95正確選擇、運用材料的意義：在機器使用方面，全面滿足使用要求，防止零件過早地失效；在機械制造方面要生產(chǎn)出高質(zhì)量、成本低的產(chǎn)品；選擇方法：要全面分析零件的工作條件、受力性質(zhì)和大小及失效形式，然后綜合考慮眾多因素，選擇出合理的材料及相應(yīng)的熱處理方法。第七節(jié)材料選擇及運用

一、零件的失效形式及原因P.95零件的失效：零件損壞或不能保證工作精度、達不到預(yù)期工效。主要有三種失效形式。

1.斷裂失效：零件在使用中完全斷裂而無法工作的失效。這是機器零件失效的主要形式。斷裂失效的主要原因是：脆性斷裂（如強度設(shè)計不合理、機器超載），疲勞斷裂等等，根源是抗拉強度不足或疲勞強度不足。脆性斷口疲勞斷口第七節(jié)材料選擇及運用

一、零件的失效形式及原因P.95

2.過量變形零件在使用中發(fā)生過量的彈性變形、塑性變形或蠕變，導(dǎo)致機器不能使用，或保證不了正常功效。過量變形的主要原因是：材料強度屈服強度不足（材料、尺寸、熱處理