1、書名：工程訓(xùn)練 ISBN： 978-7-111-25925-1 作者：鄭紅梅 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社 本書配有電子課件,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第一章 機(jī)械工程材料,工程訓(xùn)練（非機(jī)械類）機(jī)械工程材料,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第一章 機(jī)械工程材料,目的和要求 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 金屬材料 第三節(jié) 鋼的熱處理 第四節(jié) 鋼鐵的表面處理 第五節(jié) 非金屬材料和復(fù)合材料 第六節(jié) 工程材料的發(fā)展趨勢 復(fù)習(xí)思考題,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,1了解金屬材料的基礎(chǔ)知識(shí)。 2了解常用金屬材料的牌號(hào)、性能及用途。 3了解常用非金屬材料和復(fù)合材料的種類及用途。 4了解普通熱處理工藝（退火、

2、正火、淬火及回火）。 5了解鋼鐵材料常用的表面處理工藝。,目的和要求,目的和要求,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第一節(jié) 概 述,機(jī)械工程材料分類：金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料,機(jī)械工程材料： 用以制造各種機(jī)電產(chǎn)品的材料,金屬材料：鋼鐵材料（黑色金屬）和非鐵材料（有色金屬）,非金屬材料：高分子材料、陶瓷材料 非金屬材料具有金屬材料所不具備的某些特性，如耐腐蝕、隔聲、減振和耐熱等，而且價(jià)廉、易成形。,復(fù)合材料是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料合成的新材料。,第一節(jié) 概 述,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第二節(jié) 金屬材料,第二節(jié) 金屬材料 一、金屬材料的性能 金屬材料的性能分為：使用性能、工

3、藝性能 使用性能：金屬材料在使用過程中表現(xiàn)出來的性能，主要有力學(xué)性能、物理性能（密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、磁性等）和化學(xué)性能（耐酸性、耐堿性、抗氧化性等）。 工藝性能是金屬材料在制造加工過程中表現(xiàn)出來的性能。,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第二節(jié) 金屬材料,（一）力學(xué)性能,力學(xué)性能是金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。它是設(shè)計(jì)零件以及選用、鑒定和驗(yàn)收材料的重要依據(jù)。 力學(xué)性能：強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性,1強(qiáng)度,強(qiáng)度是指抵抗永久變形和斷裂的能力。,屈服強(qiáng)度是材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的 最低應(yīng)力值，用Re表示，單位MPa。,抗拉強(qiáng)度是材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值，用Rm表示，單位MPa

4、。,Re和Rm是零件設(shè)計(jì)時(shí)的主要強(qiáng)度依據(jù)，也是評(píng)定金屬材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)。,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第二節(jié) 金屬材料,2塑性,塑性是指斷裂前材料產(chǎn)生不可逆永久變形的能力,塑性判據(jù)：斷后伸長率A（%）和斷面收縮率Z（%）,A和Z值越大，則其塑性越好。 良好的塑性是塑性成形（如鍛造、軋制、沖壓等）不可缺少的條件，可緩和應(yīng)力集中和防止突然脆斷。,3硬度,硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。,（1）布氏硬度,用一定直徑D的硬質(zhì)合金球作為壓頭，以規(guī)定的壓力F將其壓入被測金屬材料的表面，保持一段時(shí)間后卸載，然后測量并計(jì)算金屬表面的壓痕的表面積S。以壓痕單位面積上承受的壓力F

5、/S作為布氏硬度值。單位MPa或kgf/mm2，一般不標(biāo)，布氏硬度數(shù)值用HBW表示（如550HBW）。,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第二節(jié) 金屬材料,（2）洛氏硬度,用頂角為120的金剛石圓錐體或直徑為1.588mm的淬火鋼球作壓頭，在規(guī)定的載荷下壓入被測金屬材料的表面，卸載后，通過測定的壓痕深度計(jì)算出洛氏硬度值，用符號(hào)HR表示。,常用的洛氏硬度標(biāo)尺有A、B、C三種 應(yīng)用最多的是HRC（如65HRC） 淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、工具等都用HRC表示。,硬度是設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)必須考慮的技術(shù)指標(biāo)和選擇加工工藝的依據(jù)。,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第二節(jié) 金屬材料,4沖擊韌性,沖擊韌性是金屬材料抵抗

6、沖擊載荷的能力。,沖擊韌度：沖擊試樣缺口底部單位截面積上承受的沖擊吸收功,沖擊韌性低的材料稱為脆性材料，沖擊韌性高的材料稱為韌性材料。,脆性材料在斷裂前無明顯的塑性變形，斷口較平整，呈晶狀或瓷狀，有金屬光澤。,韌性材料斷裂前有明顯的塑性變形，斷口呈纖維狀，無光澤。,沖擊吸收功（Ak）：規(guī)定形狀和尺寸的試樣在沖擊試驗(yàn)力一次作用下折斷 時(shí)所吸收的功,沖擊韌性用沖擊韌度或沖擊吸收功表示。,4沖擊韌性,工程訓(xùn)練 高職高專 ppt 課件,第二節(jié) 金屬材料,（二）工藝性能 金屬材料對(duì)某種制造工藝所表現(xiàn)的適應(yīng)性稱為工藝性能。,第二節(jié) 金屬材料,鋼、鑄鐵是以鐵為基體，含有不同碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的合金,（一）鋼的分類

7、、牌號(hào)和用途,1鋼的分類,（1）按化學(xué)成分分類：碳素鋼、合金鋼,1）碳素鋼 ：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%的鐵碳合金。 主要元素：鐵和碳；雜質(zhì)元素：錳、硅、硫、磷等 錳和硅：煉鋼時(shí)為脫氧而加入， 硫和磷：煉鋼原料中帶入的有害雜質(zhì) 按碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類： 低碳鋼（w（C）0.25） 中碳鋼（0.25w（C）0.6） 高碳鋼（w（C） 0.6）,二、鋼與鑄鐵,第二節(jié) 金屬材料,2）合金鋼 合金鋼：為了提高鋼的某些性能或獲得某些特殊性能， 煉鋼時(shí)特意加入某一種或幾種合金元素。 按合金元素含量分類（總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）： 低合金鋼（小于5） 中合金鋼（510） 高合金鋼（大于10）,第二節(jié) 金屬材料,（2）按品質(zhì)分

8、類 1）普通鋼，w (P)0.045，w(S)0.05 2）優(yōu)質(zhì)鋼，w (S、P)0.035 3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，w (P)0.030.035，w (S)0.02 0.03 （3）按用途分類 1）結(jié)構(gòu)鋼，制造：工程構(gòu)件及機(jī)器零件 2）工具鋼，制造：刃具、量具和模具 3）特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼 4）專業(yè)用鋼：橋梁、航空、焊條、船、鍋爐,第二節(jié) 金屬材料,2鋼的牌號(hào)和用途 （1）碳素鋼 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)： “屈”字漢語拼音 “Q”+屈服強(qiáng)度數(shù)值+質(zhì)量等級(jí)+脫氧方法 質(zhì)量等級(jí)：A、B、C、D A級(jí)鋼： w（S） 0.050%， w（P） 0.045% B級(jí)鋼： w（S）、 w（P） 0.

9、045% C級(jí)鋼： w（S）、 w（P） 0.040% D級(jí)鋼： w（S）、 w（P） 0.035% 沸騰鋼牌號(hào)尾部加“F”，半鎮(zhèn)靜鋼牌號(hào)尾部加“b”，鎮(zhèn)靜鋼不加字母 碳素結(jié)構(gòu)鋼w（C）= 0.060.38，有害雜質(zhì)和非金屬夾雜物較多,第二節(jié) 金屬材料,2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)：二位數(shù)字 以萬分?jǐn)?shù)表示鋼中碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù) 45鋼，平均w（C）=0.45 沸騰鋼，牌號(hào)后加“F” ，如08F 含錳量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（ w （Mn）=0.71.2），在數(shù)字后加“Mn”符號(hào)，如16Mn、45Mn等。 3）碳素工具鋼 牌號(hào)：“T”（“碳”字的漢語拼音字首）+數(shù)字 數(shù)字以千分?jǐn)?shù)表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù) 高

10、級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，牌號(hào)后加“A”,第二節(jié) 金屬材料,第二節(jié) 金屬材料,（2）合金鋼 1）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)： “屈”字漢語拼音首位字母“Q”+屈服強(qiáng)度數(shù)值+質(zhì)量等級(jí) 大量用于：橋梁、船舶、車輛、高壓容器、管道、建筑物 2）合金結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)：二位數(shù)字+化學(xué)元素符號(hào)+數(shù)字 兩位數(shù)字以萬分?jǐn)?shù)表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù) 元素符號(hào)表示合金鋼中所含的合金元素 數(shù)字表示合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)（） 合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5時(shí)，只標(biāo)元素，不標(biāo)含量； 平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.52.49%、2.53.49%、3.54.49%、時(shí)，則相應(yīng)標(biāo)2、3、4、,第二節(jié) 金屬材料,第二節(jié) 金屬材料,3）合金工具鋼 牌號(hào)：一位數(shù)字

11、+化學(xué)元素符號(hào)+數(shù)字 一位數(shù)字：以千分?jǐn)?shù)表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（C）1.0，不標(biāo) 元素符號(hào)表示合金鋼中所含的合金元素 數(shù)字表示合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)（） 合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5時(shí)，只標(biāo)元素，不標(biāo)含量； 平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.52.49%、2.53.49%、3.54.49%、時(shí)，則相應(yīng)標(biāo)2、3、4、 用來制造：各種刃具、量具、模具，如鉆頭、鉸刀、量塊和沖模等,第二節(jié) 金屬材料,3鑄鋼 按化學(xué)成分分：鑄造碳鋼、鑄造合金鋼,（1）鑄造碳鋼 中碳鑄鋼，占鑄鋼件80以上，制作飛輪、機(jī)架、水壓機(jī)工作缸等。 牌號(hào)：“ZG”+二組數(shù)字 “ZG”為“鑄”和“鋼”的漢語拼音首位字母 第一組數(shù)字：屈服強(qiáng)度最低值

12、第二組數(shù)字：抗拉強(qiáng)度最低值 ZG270-500，表示Re270MPa，Rm500MPa的鑄造碳鋼 （2）鑄造合金鋼 在鑄造碳鋼的基礎(chǔ)上加入某些合金元素，其強(qiáng)度、耐熱性、耐磨性和耐蝕性等比鑄造碳鋼有顯著提高。 制造：需要熱處理強(qiáng)化的機(jī)械零件，如齒輪、葉片、噴嘴體等 牌號(hào)：與合金鋼基本相同，僅前面加“ZG”,第二節(jié) 金屬材料,（二）鑄鐵的分類、牌號(hào)和用途 鑄鐵是碳w(C)2.11的鐵碳合金 為提高性能，加Mn、Cr、Cu、Mo、V等，制成合金鑄鐵，如耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵等。,鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性能、減摩性和減振性，而且熔煉工藝與設(shè)備比較簡單，成本低廉，因而應(yīng)用廣泛。,第二節(jié)

13、金屬材料,碳在鑄鐵中存在的形式和石墨形態(tài),圖1-2 鑄鐵中不同石墨形態(tài)的比較 a）灰鑄鐵(片狀石墨) b）球墨鑄鐵(球狀石墨) c）可鍛鑄鐵(團(tuán)絮狀石墨) d）蠕墨鑄鐵(蠕蟲狀石墨),第二節(jié) 金屬材料,1白口鑄鐵 碳以Fe3C形式存在，斷口呈銀白色。 硬而脆，難以加工，硬度高、耐磨性好，制造耐磨零件,2普通灰鑄鐵 碳以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色 抗拉強(qiáng)度低，塑性、韌性很差，鑄造性能和切削加工性能很好 減摩性和減振性也很好，缺口敏感性小，在鑄鐵中應(yīng)用最廣。 牌號(hào)：HT+三位數(shù)字 “HT”為“灰鐵”的漢語拼音首位字母， 三位數(shù)字表示f30mm試棒的最低抗拉強(qiáng)度值（MPa）,3球墨鑄鐵,第二節(jié) 金

14、屬材料,表1-3 灰鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用,第二節(jié) 金屬材料,3球墨鑄鐵 球狀石墨 形成：碳、硅含量稍高的鐵液內(nèi)加入球化劑（如稀土鎂合金）和孕育劑（如硅鐵）進(jìn)行球化處理和孕育處理 特點(diǎn)：強(qiáng)度與中碳鋼媲美。疲勞極限較高，塑性及沖擊韌性較好，焊接性、熱處理性能較好。減振性、鑄造性能、切削加工性能良好，缺口敏感性小。 牌號(hào)：“球鐵”的漢語拼音首位字母“QT”+最低抗拉強(qiáng)度值+斷后伸長率,表1-4 球墨鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用,第二節(jié) 金屬材料,4可鍛鑄鐵 團(tuán)絮狀石墨 形成：碳、硅含量較低的鐵液先澆注成白口鑄鐵件，再經(jīng)長時(shí)間高溫退火（5070h），使硅生成團(tuán)絮狀石墨。 特點(diǎn)： 強(qiáng)度較高，有一定的塑性和韌性，不可鍛造

15、 牌號(hào)：“可鐵”的 “KT”+最低抗拉強(qiáng)度值+斷后伸長率 黑心可鍛鑄鐵在“KT”后加符號(hào)“H”，珠光體可鍛鑄鐵加符號(hào)“Z”,第二節(jié) 金屬材料,5蠕墨鑄鐵 鐵液中加入蠕化劑（如鎂鈦合金等）和孕育劑，獲得蠕蟲狀石墨 抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度很好，有一定的韌性和較高的耐磨性，較好的導(dǎo)熱性和鑄造性能。 常代替高強(qiáng)度灰鑄鐵、合金鑄鐵、鐵素體球墨鑄鐵和黑心可鍛鑄鐵，制造復(fù)雜的大型鑄件。,第二節(jié) 金屬材料,三、非鐵材料 非鐵材料：除鋼鐵等黑色金屬以外的其它金屬，如鋁、銅、鎂、鋅、 鈦、鉛、錫等及其合金。,（一）銅及銅合金 1純銅 呈紫紅色，又稱紫銅。良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和塑性。 牌號(hào)：“T+數(shù)字” ，數(shù)字

16、表示純度，數(shù)字越大，純度越低，其導(dǎo)電性能越差。 2銅合金 按化學(xué)成分：黃銅(銅鋅合金)、青銅及白銅 按加工方法：壓力加工銅合金及鑄造銅合金 應(yīng)用較廣的為黃銅和青銅。,第二節(jié) 金屬材料,（1）黃銅 以鋅為主，分為普通黃銅和特殊黃銅 1）普通黃銅（銅鋅二元合金） a.普通加工黃銅 多為型材，塑性和強(qiáng)度最好，應(yīng)用最多 牌號(hào)：H+兩位數(shù)字，H黃銅，數(shù)字銅含量的百分?jǐn)?shù)。 b.普通鑄造黃銅 多鑄造成形 優(yōu)良的力學(xué)性能、鑄造性能、切削加工性能，可焊接。 牌號(hào)：Z+Cu+元素符號(hào)+數(shù)字，Z鑄造， 元素符號(hào)合金元素，數(shù)字合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）,第二節(jié) 金屬材料,2）特殊黃銅 普通黃銅中加入Sn、Pb、Al、Si

17、、Mn、Fe等合金元素組成的銅合金。 可提高強(qiáng)度和耐蝕性以及改善工藝性能 a.特殊加工黃銅 牌號(hào)：H+主加元素符號(hào)+銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）+主加元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（） HPb59-1：含銅59，含Pb1，余量Zn的鉛黃銅 b.特殊鑄造黃銅 牌號(hào)：Z+Cu+主加元素符號(hào)+主加元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）+其它元素符號(hào) +其它元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）。 ZCuZn33Pb2：平均w (Zn)33，平均w (Pb)2，其余銅,第二節(jié) 金屬材料,（2）青銅 除Zn、Ni為主加合金元素以外的銅合金。分：錫青銅和特殊青銅 1）錫青銅 以錫為主加元素，分：加工錫青銅和鑄造錫青銅 a. 加工錫青銅 w（Sn）10，塑性差，只適于鑄造。 牌號(hào)：

18、Z+Cu+主加元素符號(hào)+主加元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）+其它元素符號(hào) +其它元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）。 ZCuSn10P1：w（Sn）10，w（P）1，余為銅,第二節(jié) 金屬材料,2）特殊青銅 不含錫的青銅 加工鋁青銅（QAl7、QAl9-4） 加工鈹青銅（QBe2、QBel.9-0.1） 鑄造鋁青銅（ZCuAl9Mn2） 鑄造鉛青銅(ZCuPb30) 特殊青銅比錫青銅具力學(xué)性能高、耐磨性高與耐蝕性高 （3）白銅 以Ni為主加合金元素的銅合金 普通白銅(B19) 鋁白銅（BAll3-3） 錳白銅（BMn3-12） 白銅耐蝕性好、電阻率高 制造船舶儀器零件、化工機(jī)械零件和醫(yī)療器械,第二節(jié) 金屬材料,第二節(jié) 金屬材料

19、,（二）鋁及鋁合金 1純鋁 質(zhì)輕、熔點(diǎn)低，具有良好的塑性、耐蝕性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，價(jià)格低，強(qiáng)度低、硬度低 用途：電線、電纜、耐蝕器皿、生活用具、鋁合金 a.工業(yè)高純鋁牌號(hào)：1A99、1A97、1A93、1A90、1A85 1純鋁，A原始純鋁，兩位數(shù)字鋁的純度 b.工業(yè)純鋁牌號(hào)：1070A、1060A、1050A 兩位數(shù)字鋁的純度，A優(yōu)質(zhì)純鋁,第二節(jié) 金屬材料,2鋁合金 為提高鋁的強(qiáng)度，加入一定量的其它元素，制造承受載荷的零件 主加元素：銅、錳、硅、鎂、鋅等，具有高溶解度且顯著強(qiáng)化 輔加元素：鉻、鐵、鋯，細(xì)化鋁合金晶粒和改善熱處理性能 （1）變形鋁合金 牌號(hào)：2、3、9 2A11：2主加元素銅，

20、Al原始鋁合金，“11”為標(biāo)準(zhǔn)硬鋁 常用：防銹鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁 （2）鑄造鋁合金 鑄造性能好，生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件 Al-Si系、Al-Cu系、A1-Mg系和Al-Zn系，A1-Si系應(yīng)用最廣 ZLl02：2號(hào)Al-Si系鑄造鋁合金。優(yōu)質(zhì)鑄造鋁合金最后面加“A”,第三節(jié) 鋼的熱處理,第三節(jié) 鋼的熱處理,是將固態(tài)鋼加熱、保溫和冷卻以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝方法。,只改變金屬材料的組織和性能，不改變其形狀和大小。,熱處理可改善或提高金屬材料的力學(xué)性能與工藝性能，是挖掘其 潛力的重要手段。,需要熱處理的零件，在機(jī)床制造中約占70左右，各類工具、彈 簧和滾動(dòng)軸承則是100需要熱處理。,第三

21、節(jié) 鋼的熱處理,一、鋼的普通熱處理 退火、正火、淬火及回火 （一）退火 將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間后，隨爐或埋入導(dǎo)熱性差的介質(zhì)中緩慢冷卻的熱處理工藝。 根據(jù)鋼的成分、退火目的和加熱溫度的不同，分為： 完全退火：鑄件、鍛件、熱軋型材或焊接件，使其晶粒 細(xì)化、組織均勻和消除內(nèi)應(yīng)力，可作為不重要 零件的最終熱處理或重要零件的預(yù)先熱處理。 球化退火：降低高碳鋼的硬度和提高韌性，改善切削加 工性能。 去應(yīng)力退火：消除鑄件、鍛件或焊件的內(nèi)應(yīng)力及由粗切 削加工所引起的內(nèi)應(yīng)力。,第三節(jié) 鋼的熱處理,（二）正火 將鋼件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間后，在空氣中冷卻的熱處理工藝。 正火目的與退火相似，同一鋼件

22、正火后強(qiáng)度、硬度比退火后高 正火冷卻較快、操作簡便、生產(chǎn)率高，所以在滿足要求的情況下，應(yīng)盡量采用正火。 普通結(jié)構(gòu)件常用正火作為最終處理。 （三）淬火 將鋼件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間后，在水中或油中快速冷卻的熱處理工藝。 淬火目的：提高鋼的硬度和耐磨性，是鋼重要的強(qiáng)化方法。 淬火后鋼的脆性大、內(nèi)應(yīng)力大，為降低淬火鋼的脆性，減小內(nèi)應(yīng)力，獲得所需性能，必須進(jìn)行回火。,第三節(jié) 鋼的熱處理,（四）回火 把淬火后的鋼重新加熱到某一溫度，保溫一定時(shí)間后，冷卻到室溫的熱處理工藝。 1低溫回火 （150250） 目的：保持淬火后高的硬度和耐磨性，降低淬火應(yīng)力和脆性 用于各種工具、量具、冷沖模和滲碳或表面淬火

23、零件 2中溫回火（350500） 目的：降低淬火硬度，提高彈性、屈服強(qiáng)度以及韌性。 用于各種彈簧和熱鍛模。 3高溫回火（500650） 目的：使淬火后的硬度降得更低，得到強(qiáng)度、塑性、韌性都較好的 綜合力學(xué)性能。 用于軸、齒輪和連桿等重要機(jī)械零件。 淬火后再經(jīng)高溫回火稱為調(diào)質(zhì),第三節(jié) 鋼的熱處理,二、表面熱處理 需表面熱處理零件：工作表面要求具有高的硬度和耐磨性，而心部要求有足夠的塑性和韌性，如齒輪、曲軸等。 （一）表面淬火 表面淬火是僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的工藝。 加熱方法：電感應(yīng)、火焰、電接觸、浴爐、電解液、脈沖能量 常用：感應(yīng)加熱和火焰加熱,圖1-4 表面淬火示意圖 a) 感應(yīng)加熱 b) 火

24、焰加熱 1工件 2加熱感應(yīng)器 3淬火噴水套 4加熱淬火層 5燒嘴 6噴水管 7淬硬層,第三節(jié) 鋼的熱處理,（二）表面化學(xué)熱處理 定義：將鋼置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝 方法：滲碳、滲氮、滲鋁和滲鉻 作用：調(diào)整零件的表層的力學(xué)性能或改善一些價(jià)廉易得材料的性 能，以代替某些比較貴重的材料。 （三）熱處理新工藝 目的：提高熱處理的質(zhì)量和生產(chǎn)率、減少能耗、降低成本、減少環(huán)境 污染 方法：真空熱處理、形變熱處理、激光束或電子束加熱表面淬火,第四節(jié) 鋼鐵的表面處理,第四節(jié) 鋼鐵的表面處理,第四節(jié) 鋼鐵的表面處理 一、概述 表面處理是通過

25、各種不同的工藝方法對(duì)零件表面進(jìn)行處理，以改善工件表面層的力學(xué)、物理或化學(xué)性能的加工方法，包括電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂等等。 特點(diǎn)： 1提高零件使用性能，延長其使用壽命 2降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益 3獲得光滑如鏡，各種絢麗多彩的裝飾表面 應(yīng)用：機(jī)械、軍工、模具、輕工、化工、儀器儀表、電子電器、 建筑、航空航天、船舶、車輛等,第四節(jié) 鋼鐵的表面處理,第四節(jié) 鋼鐵的表面處理,1電鍍 定義：用電解的方式，在工件（金屬或非金屬）表面沉積一層不同于基體的金屬或合金鍍層或復(fù)合鍍層等的工藝方法。 目的：提高金屬的抗腐蝕性、反光性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、釬焊性，增加表面硬度和耐磨性，修復(fù)磨損零件，防止局部滲碳、滲氮等。 鍍

26、層金屬：在空氣和溶液里不易起變化、硬度較大的金屬（如鎳、鉻、鋅、銅等）及合金（如銅鋅合金、銅錫合金等）。 電鍍?nèi)齻€(gè)工藝過程： 鍍前處理：表面整平脫脂（除油）酸洗（除銹）浸蝕（活 化表面） 電鍍過程：是一種氧化還原過程。 鍍后處理：清洗鈍化漂白清洗，不同鍍層，鍍后處理不同 應(yīng)用：修復(fù)軸瓦、套類等零件的磨損表面，強(qiáng)化、改性和裝飾零件表面,第四節(jié) 鋼鐵的表面處理,2氧化處理（發(fā)藍(lán)處理或煮黑處理） 通過化學(xué)或電化學(xué)方法，在鋼鐵表面生成的氧化膜（ Fe3O4，即磁性氧化鐵)。 生產(chǎn)中一般用堿性化學(xué)氧化處理法，工藝流程： 有機(jī)溶劑除油化學(xué)除油熱水清洗流動(dòng)冷水清洗酸洗（工業(yè)鹽酸）流動(dòng)冷水清洗化學(xué)氧化回收槽浸

27、洗流動(dòng)冷水清洗鈍化處理熱水清洗（70100）熱風(fēng)吹干或室溫干燥檢驗(yàn)浸油 應(yīng)用：機(jī)械零件、電子設(shè)備、精密光學(xué)儀器、彈簧和兵器,第四節(jié) 鋼鐵的表面處理,第五節(jié) 非金屬材料和復(fù)合材料 一、非金屬材料 塑料、橡膠和陶瓷材料等 塑料是以合成樹脂為主要成份的高分子材料，為改善塑料的強(qiáng)度、減磨性和耐熱性等性能，還需加入添加劑，如填充劑、增塑劑、固化劑、潤滑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑和著色劑等。 1塑料的分類、特性和應(yīng)用 按使用性能分：通用塑料、工程塑料 按受熱時(shí)的性能分：熱塑性塑料、熱固性塑料 熱塑性塑料隨溫度升高而變軟，隨溫度降低而變硬，可反復(fù)多次使用。 熱固性塑料一旦硬化便不再變軟，高溫下仍保持原來的硬度，溫度

28、過高時(shí)發(fā)生分解，不可再成形。,第四節(jié) 鋼鐵的表面處理,第五節(jié) 非金屬材料和復(fù)合材料,2塑料的成形 （1）注射成形 將粉狀或粒狀塑料放在注射機(jī)的料斗內(nèi)，加熱成粘流狀態(tài)，用很高的速度將其注入閉合的模具內(nèi)，冷卻后脫模，即得到所需的制品。,特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可制造形狀復(fù)雜、精密的制品，是熱塑性塑料成形的主要法之一。,第五節(jié) 非金屬材料和復(fù)合材料,（2）擠出成形 是使加熱或未經(jīng)加熱的塑料通過模孔擠出變成連續(xù)成形制品的方法。 適于制造：塑料管材、板材、線材,圖1-6 塑料的擠出成形示意圖 1電動(dòng)機(jī) 2變速箱 3料斗 4料筒 5螺桿 6機(jī)頭和口模,第五節(jié) 非金屬材料和復(fù)合材料,（3）壓塑成形 將

29、顆?；蚱瑺钏芰涎b入加熱至一定溫度的下模模腔內(nèi)，再閉合上模加壓，同時(shí)加熱模具，使塑料軟化呈可塑狀態(tài)。在壓力作用下，已軟化的塑料流動(dòng)并充滿型腔，繼而在熱和壓力的作用下固化成形。 多用于：熱固性塑料 （4）注坯吹塑成形 在預(yù)熱的管坯中吹入壓縮空氣，使管坯沿模腔變形而成制品。 只適用于熱塑性塑料成形，可制成瓶、罐、桶等中空塑料制品。,第五節(jié) 非金屬材料和復(fù)合材料,（二）橡膠 是高分子聚合物 按原料分：天然橡膠和合成橡膠 按應(yīng)用范圍分：通用橡膠和特種橡膠,表1-9 常用橡膠的特性和應(yīng)用,第五節(jié) 非金屬材料和復(fù)合材料,（三）陶瓷材料 無機(jī)非金屬材料 優(yōu)點(diǎn)：硬度很大、抗壓強(qiáng)度高、耐高溫、抗氧化、耐磨和耐蝕等

30、。 缺點(diǎn)：質(zhì)脆易碎、延展性差、經(jīng)不起急冷急熱的溫度突然變化。 分為：傳統(tǒng)陶瓷、特種陶瓷 傳統(tǒng)陶瓷：由粘土、長石和石英等天然原料，經(jīng)粉碎、制坯和燒結(jié) 等工序獲得所需性能和形狀的制品。 特種陶瓷：用人工化合物為原料，如氧化物、氮化物、硅化物等， 采用燒結(jié)工藝制成的具有各種特殊的力學(xué)、物理或化學(xué) 性能的陶瓷。 分為：壓電陶瓷、磁性陶瓷、電光陶瓷、高溫陶瓷和電容陶瓷 用于：化工、電子、冶金、機(jī)械、宇航、火箭和能源工業(yè),第五節(jié) 非金屬材料和復(fù)合材料,二、復(fù)合材料 由兩種或兩種以上化學(xué)性質(zhì)不同的材料經(jīng)人工合成獲得的新型材料。 復(fù)合材料質(zhì)輕、強(qiáng)度高、力學(xué)性能好、特殊功能： 耐磨、耐蝕、導(dǎo) 熱或絕熱、導(dǎo)電、隔聲、減振、吸波、抗高能粒子輻射 復(fù)合材料=基體材料（粘接作用）+增強(qiáng)材料（強(qiáng)化作用） 按基體類型分：金屬基復(fù)合材料、非金屬基復(fù)合材料 按增強(qiáng)材料分：纖維復(fù)合材料、顆粒復(fù)合材料、層狀復(fù)合材料 玻璃纖維樹脂復(fù)合材料用于：汽車車身、船體、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、風(fēng)扇葉 片、防護(hù)罩以及齒輪和軸承等。 碳纖維樹脂復(fù)合材料用于：直升飛機(jī)槳葉、飛機(jī)機(jī)身及機(jī)尾零部件 以及活塞、連桿和軸承等耐磨材料,第六節(jié) 工程材料的發(fā)展趨勢