電大機械制造基礎課程重要概念

1、本課程中重要的基本概念（ 1）1金屬材料的力學性能P.2金屬材料的機械性能（力學性能）是指在外載荷作用下其抵抗變形 或破壞的能力。材料在不同的載荷狀態(tài)下會呈現不同的特性，常用的機械 性能有強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度等。2強度P.2金屬材料在外載荷的作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力稱為強度， 強度可分為屈服強度、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度等。屈服強度P.3常用的強度指標有屈服強度和抗拉強度。材料產生屈服現象時的 最小應力值稱為屈服強度，用符號（r（MPa）表示：抗拉強度P.3材料被拉斷前所能承受的最大載荷時的應力值稱為抗拉強度，用 符號（T b（MPa表示：3硬度P.4硬度是指金

2、屬材料抵抗比它更硬的物體壓入其表面的能力，即抵 抗局部塑性變形的能力。P.5布氏硬度：用符號HBS（用淬火鋼球作壓頭）或HBW（用硬質合金 球作壓頭）表示。P.6洛氏硬度：洛氏硬度表示的方法為在符號前寫出硬度值。每一種 標度用一個字母在 HR 后加以注明其中最常用的是 HRA、HRB、HRC 三種。4. 疲勞強度P.8金屬材料經受無數次交變載荷作用而不引起斷裂的最大應力值稱 為材料的疲勞強度。5蠕變強度P.8在長期高溫載荷的作用下，材料沒有達到屈服極限時產生的塑性 變形稱為蠕變強度。6鐵碳合金相圖及應用P.9簡化的鐵碳合金相圖如圖1-7所示。圖中橫坐標表示含碳量（小于 6.69的部分 ），因為

3、含碳量大于 6.69的鐵碳合金在工業(yè)上沒有實用意義。 當含碳量為 6.69時鐵和碳形成較穩(wěn)定的滲碳體，可作為合金的一個組 元。鐵合金相圖就以純鐵Fe為一組元，Fe3C為另一組元組成，故又稱 Fe-Fe3C 相圖。P.10鐵碳合金相圖可在選擇材料方面、鑄造方面、鍛造方面和熱處理 方面應用。7鋼的普通熱處理工藝熱處理是將金屬材料在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，改善金屬材料機械 性能的一種工藝。普通熱處理有退火、正火、淬火、回火四個基本環(huán)節(jié)。其中，退火和 正火大多屬于預先熱處理工藝，淬火、回火屬于最終熱處理。8退火P.12是指將金屬或合金加熱到適當溫度，保持一定時間，然后緩慢隨 爐冷卻的熱處理工藝。退火工

4、藝可以分為完全退火、等溫退火、球化退火 和去應力退火等。9正火P.13正火是將鋼材或鋼件加熱到臨界溫度 Ac3 （或Accm）以上 3050oC或更高的溫度，保溫適當時間后（達到完全奧氏體化和奧氏體 均勻化后），在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。10淬火P.14是將鋼加熱到Ac3或Ac1以上3050C,保溫后快速冷卻以獲 得馬氏體的熱處理工藝。11回火是將淬火后的零件，加熱到Ac1點以下某一溫度，保溫一段時間， 然后在油中、水中或空氣中冷卻。根據回火溫度的不同，可分為低溫回火、中溫回火及高溫回火三種。 調質是鋼淬火后再高溫回火的操作稱為調質處理。12.表面淬火P.18是把鋼的表面迅速加熱到淬火溫

5、度，而心部溫度仍保持在臨界溫 度以下，然后快速冷卻，使鋼的表面至一定深度的組織轉變?yōu)轳R氏體，而 心部組織不變（即為原來的韌性、塑性較好的退、正火或調質狀態(tài)的組織）本課程中重要的基本概念( 2)1碳鋼及分類P.25含碳量小于2.11%的鐵碳合金稱為碳素鋼，簡稱碳鋼。P . 2 5-26常用分類方法如下。1 )按含碳量分根據鋼中含碳量的多少，分為低碳鋼(wcv 0.25%)、中碳鋼(0.25% 0.60%)。2) 按質量分根據鋼中有害雜質硫、磷含量的多少，分為普通碳素鋼(ws 0.05%, wpw 0.04%)、優(yōu)質碳素鋼(ws 0.035, wpw 0.03%)和高 級優(yōu)質碳素鋼(ws 0.02

6、%, wp 0.8%)、硅( 0.4%)、鉻、鎢、鎳、鉬、釩、鋁、銅、鈦、 硼、鈮等。P.28低合金高強度結構鋼：是在普通碳素鋼的基礎上加入少量合金元 素(%)制成的。合金結構鋼：按處理工藝特征不同，合金結構鋼又分為 合金滲碳鋼 和 合金調質鋼 等。P.29合金彈簧鋼：用于制造各種彈簧或彈性元件的合金鋼稱為合金彈 簧鋼。合金彈簧鋼碳的質量在0.45%0.7%之間，加入的主要元素有 Mn 、Si、Cr 等。P.29滾動軸承鋼：用于制造滾動軸承中的滾動體（滾珠、滾柱、滾針） 和套圈的合金鋼稱為滾動軸承鋼。P.29合金工具鋼：用于制造各種工模具的合金鋼稱為合金工具鋼。P.30合金工具鋼按用途一般分為

7、合金刃具鋼、合金模具鋼和合金量具 鋼。P.31特殊性能鋼：特殊性能鋼是指具有特殊的物理或化學性能，并兼 有一定力學性能的合金鋼。它包括不銹鋼、耐熱鋼和耐磨鋼等。不銹鋼按其組織狀態(tài)分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹 鋼等幾大類。其牌號表示法與低合金工具鋼相同。4鑄鐵P.32鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金。它是以鐵、碳、硅為主， 并含有較多的錳、硫、磷等雜質的多元合金。5鑄造P.45鑄造是指熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融的金屬澆入鑄型，凝固 后獲得一定形狀和性能的鑄件的成形方法。鑄造生產的特點： 鑄造能生產形狀復雜，特別是內腔復雜的毛坯。 鑄造的適應性廣。 鑄造的成本低。 鑄造可以節(jié)約金屬材料，減少切削加工工作量。6鍛壓P.52鍛壓屬于金屬塑性加工的范疇.金屬塑性加工是指固態(tài)金屬在外力作用下產生塑性變形，獲得一定形狀、尺寸和力學性能的材料、毛坯或 零件的成形加工方法。鍛壓主要包括鍛造、沖壓、軋制、擠壓和拉撥等。7.焊接P.59是指通過加熱、加壓或兩者并用，使連接件達到原子結合的一種 加工方法。它屬于永久性連接金屬的工藝方法.其 實質是借助金屬原子的 間擴散結