機(jī)械制造基礎(chǔ)/sundae_meng機(jī)械制造基礎(chǔ)緒論材料性能

授課班級(jí)機(jī)電（3+2）1102授課時(shí)間2012-2-10（1、2）學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)時(shí)2明確本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，性質(zhì)和地位，了解機(jī)械零件加工制造過(guò)程掌握材料的力學(xué)性能，明確指標(biāo)意義明確材料的其他性能學(xué)習(xí)內(nèi)容教學(xué)過(guò)程組織與方法1.機(jī)械零件加工制造過(guò)程

2.本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，性質(zhì)和地位3.材料的力學(xué)性能4.材料的其他性能1.舉例說(shuō)明零件的加工過(guò)程2.強(qiáng)度指標(biāo)—互動(dòng)3.加工過(guò)程學(xué)生舉例4.性能指標(biāo)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)/sundae_meng緒論本課程主要闡述機(jī)電產(chǎn)品制造過(guò)程中零件及工具選材和加工工藝的有關(guān)問(wèn)題。通常將制造機(jī)械零件、工程構(gòu)件、工具等的材料稱(chēng)為工程材料；將改變?cè)牧系某叽纭⑿螤詈托阅艿募庸み^(guò)程稱(chēng)為成形。根據(jù)制造目的不同，選用合適的原材料和加工方法，以保證用最低成本生產(chǎn)出性能最優(yōu)的產(chǎn)品。/sundae_meng機(jī)械制造基礎(chǔ)在制造業(yè)中的地位和作用/sundae_meng/sundae_meng學(xué)習(xí)內(nèi)容工程材料金屬熱成型公差與測(cè)量金屬切削原理金屬切削工藝課程性質(zhì)及地位/sundae_meng金屬材料的性能金屬材料的性能是指用來(lái)表征材料在給定外界條件下的行為參量，材料的性能包括工藝性能和使用性能兩類(lèi)。（1）工藝性能——熱處理性能、鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能等。（2）使用性能——力學(xué)性能、物理和化學(xué)性能等。/sundae_meng一、力學(xué)性能

力學(xué)性能——材料在外力作用下所顯示的抵抗能力。它是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、選材、驗(yàn)收、鑒定的依據(jù)；也是加工產(chǎn)品實(shí)行質(zhì)量控制的重要參數(shù)。主要指標(biāo)有強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度等。1、強(qiáng)度強(qiáng)度——在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力。用應(yīng)力來(lái)表示。主要強(qiáng)度指標(biāo)有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。/sundae_meng

強(qiáng)度指標(biāo)（1）屈服點(diǎn)σS=Fs/So（2）抗拉強(qiáng)度σb=Fb/So/sundae_meng/sundae_meng2、塑性塑性——材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。其主要判據(jù)有斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。（1）斷后伸長(zhǎng)率δ=[(L1-Lo)/Lo]%（2）斷面收縮率ψ=[(So-S1)/So]%/sundae_meng/sundae_meng3、硬度硬度——材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。是衡量材料軟硬的依據(jù)。布氏硬度（HB）洛氏硬度（HR）維氏硬度（HV）

/sundae_meng布氏硬度（HB）原理：采用直徑為D淬火鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的壓力F壓入材料的表面，保持規(guī)定的時(shí)間后卸載，測(cè)量壓痕直徑d，并按下式/sundae_meng標(biāo)準(zhǔn)書(shū)寫(xiě)形式：150HBS10/1000/30360HBS510HBW特點(diǎn)：壓痕面積大，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。適用：組織粗大或組織部均勻的材料；不宜測(cè)量成品或薄片金屬。應(yīng)用：原材料和半成品的硬度測(cè)量。/sundae_meng洛氏硬度（HR）原理：用頂角120°的金剛石圓錐或直徑為1.588mm的淬火鋼球作壓頭，在實(shí)驗(yàn)壓力F(由初始?jí)毫o和主實(shí)驗(yàn)力F1合成)的作用下壓入材料表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸載，保持初始實(shí)驗(yàn)力，測(cè)量殘余壓痕深度即為洛氏硬度。其值用下式計(jì)算：HR＝K－e/sundae_meng/sundae_meng（3）維氏硬度（HV）壓頭為四棱錐，原理同布氏硬度。維氏硬度可以測(cè)量從軟到硬的各種金屬材料，而且測(cè)量的硬度值具有連續(xù)性（10一1000HV）。維氏硬度測(cè)量壓痕小，可測(cè)量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。/sundae_meng各種硬度間關(guān)系：硬度在200－600HB時(shí)，HRC＝1/10HB

硬度小于450HB時(shí)，HB＝HV

/sundae_meng4、韌性

材料抵抗沖擊破壞的能力。（1）沖擊吸收功（Ak）Aku(Akv)＝mg(h1－h(huán)2)

沖擊韌度：

αku＝Aku/S

/sundae_meng（2）韌脆轉(zhuǎn)變溫度指沖擊吸收功急劇變化區(qū)所對(duì)應(yīng)的溫度范圍。/sundae_meng（3）Ak主要用途Ak對(duì)材料內(nèi)部組織缺陷十分敏感，且操作簡(jiǎn)便，因而應(yīng)用廣泛。主要用途如下。①評(píng)定材料的冶金質(zhì)量和熱加工質(zhì)量。通過(guò)斷口分析，可知是否含有氣泡、夾渣、偏析等冶金缺陷和鍛造、熱處理缺陷。②可測(cè)定韌脆轉(zhuǎn)變溫度。低的可用于高寒山區(qū)；高的在冬季易出現(xiàn)脆性斷裂/sundae_meng6、疲勞（1）疲勞現(xiàn)象疲勞斷裂——在交變載荷作用下，零部件經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間工作或較多次應(yīng)力循環(huán)后，發(fā)生突然斷裂現(xiàn)象。/sundae_meng疲勞斷裂的原因——在尖角、孔、槽、夾雜、刀痕等應(yīng)力集中部位產(chǎn)生疲勞裂紋，并不斷擴(kuò)展，減少有效承載面積，當(dāng)不能承受外力時(shí)，即發(fā)生突然斷裂。實(shí)質(zhì)：裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展、斷裂。/sundae_meng（2）疲勞極限（σ-1）當(dāng)循環(huán)應(yīng)力小于某一值后材料可經(jīng)受無(wú)數(shù)次循環(huán)而不斷裂，此應(yīng)力值為σ-1。鋼鐵材料的σ-1=10的7次方次下的應(yīng)力。/sundae_meng（3）提高疲勞極限途徑一是提高σb；二是改善零件的結(jié)構(gòu)形狀、降低表面粗糙度、采取表面強(qiáng)化。/sundae_meng

二、物理性能材料的物理性能包括熔點(diǎn)、密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)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(zhì)的重量，單位為Kg/m3,g/cm3。應(yīng)用：選材；計(jì)算零件設(shè)計(jì)和估算毛坯質(zhì)量。/sundae_meng2、熔點(diǎn)熔點(diǎn)——固態(tài)轉(zhuǎn)變液態(tài)的溫度。應(yīng)用：高熔點(diǎn)金屬可用于耐高溫零件的制造；低熔點(diǎn)金屬可制造保險(xiǎn)絲、焊接釬料等。/sundae_meng3、電性能電阻率ρ——單位長(zhǎng)度、面積的電阻值，單位為Ω●m.電導(dǎo)率σ——1/ρ。單位為s/m應(yīng)用：銀導(dǎo)電性最好，銅與鋁次之；高分子材料導(dǎo)電性很差，一般都是絕緣體。/sundae_meng4、熱性能熱導(dǎo)率用λ表示，單位為W/(m·K）銀、銅的導(dǎo)熱性最好，鋁次之。導(dǎo)熱性好的材料可用于制造散熱器，差的可制造保溫器材。熱膨脹性——材料隨溫度的改變發(fā)生體積的改變。熱膨脹性用線膨脹系數(shù)α來(lái)表示，其含義是溫度上升1℃時(shí)單位長(zhǎng)度材料的伸長(zhǎng)量，單位為1/℃一般陶瓷的熱膨陶瓷熱膨脹性小，金屬次之，高分子材料最大。/sundae_meng5、磁性鐵磁性物質(zhì)（Fe、Ni、Co）非鐵磁性物質(zhì)（Al、Cu）鐵磁材料的磁性可用下列物理量表示：磁導(dǎo)率μ(μ=B/H）表示鐵磁材料磁化曲線上某一點(diǎn)的磁化強(qiáng)度B與外磁場(chǎng)強(qiáng)度H的比值；磁飽和強(qiáng)度B1，表示材料能達(dá)到的最大磁化強(qiáng)度；剩磁Br，表示外磁場(chǎng)強(qiáng)度退為零時(shí)，材料的剩余磁化強(qiáng)度；矯頑力He表示要使磁化強(qiáng)度降為零時(shí)，必須加反方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度He。/sundae_meng

三、化學(xué)性能1、耐腐蝕性耐腐蝕性——金屬材料在常溫下抵抗氧、水及其它化學(xué)物質(zhì)腐蝕破壞的能力。腐蝕分:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕；局部腐蝕和全面腐蝕為避免發(fā)生突發(fā)性事故，對(duì)特殊工件要用耐腐蝕材料制作，如酸泵、管道等。2、耐高溫氧化性高溫抗氧化性——材料具有高溫抗氧化的能力。如加熱爐、鍋爐等。/sundae_meng