金屬工藝學(xué)_課件

1、11/4/2021 8:48 AM11/4/2021 8:48 AM本課程的性質(zhì)及研究對(duì)象本課程的性質(zhì)及研究對(duì)象性質(zhì)：性質(zhì)： 金屬工藝學(xué)金屬工藝學(xué)( (材料材料成形成形及機(jī)械制造及機(jī)械制造工藝工藝基礎(chǔ)基礎(chǔ)) )是一門(mén)研究材料成形工藝是一門(mén)研究材料成形工藝和機(jī)械制造工藝的綜合性基礎(chǔ)課。和機(jī)械制造工藝的綜合性基礎(chǔ)課。研究對(duì)象：研究對(duì)象： 1 1、它主要講授工程材料常用的、它主要講授工程材料常用的成形方法成形方法及機(jī)械及機(jī)械加工方法加工方法和和工藝特點(diǎn)、工藝特點(diǎn)、機(jī)械制造過(guò)程中常用的一些先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械制造過(guò)程中常用的一些先進(jìn)技術(shù)。 2 2、各種、各種工藝工藝方法本身的規(guī)律性及在機(jī)械制造中的應(yīng)用和相互

2、聯(lián)系；方法本身的規(guī)律性及在機(jī)械制造中的應(yīng)用和相互聯(lián)系； 3 3、金屬零件的加工、金屬零件的加工工藝工藝過(guò)程；過(guò)程； 4 4、金屬材料性能及其對(duì)加工、金屬材料性能及其對(duì)加工工藝工藝的影響；的影響； 5 5、工藝工藝方法的綜合比較等。方法的綜合比較等。 同學(xué)們同學(xué)們11/4/2021 8:48 AM本課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法本課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法 重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)及難點(diǎn) 基本原理基本原理 工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn) 相互關(guān)系相互關(guān)系 學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法 在理解基礎(chǔ)上記憶在理解基礎(chǔ)上記憶 在記憶基礎(chǔ)上加深理解在記憶基礎(chǔ)上加深理解 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 理論性強(qiáng)理論性強(qiáng) 實(shí)踐性強(qiáng)實(shí)踐性強(qiáng) 無(wú)公式推導(dǎo)無(wú)公式推導(dǎo)11/

3、4/2021 8:48 AM本課程的基本要求本課程的基本要求 歡迎同學(xué)們參與本門(mén)課程的教學(xué)改革，希望每位同學(xué)對(duì)我們歡迎同學(xué)們參與本門(mén)課程的教學(xué)改革，希望每位同學(xué)對(duì)我們的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及教師的講授問(wèn)題，的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及教師的講授問(wèn)題，至少提一條至少提一條寶貴寶貴的意見(jiàn)或建議的意見(jiàn)或建議 請(qǐng)留下您的聯(lián)系方式請(qǐng)留下您的聯(lián)系方式: :姓名姓名 電子郵件電子郵件 電話(huà)電話(huà) 希望同學(xué)們遵守學(xué)校的教學(xué)規(guī)則，按時(shí)聽(tīng)課、交作業(yè)。下述希望同學(xué)們遵守學(xué)校的教學(xué)規(guī)則，按時(shí)聽(tīng)課、交作業(yè)。下述情況之一者情況之一者, ,不得參加最后的理論考試不得參加最后的理論考試 （1 1）三次以上未交課外作業(yè)或課堂作業(yè)者）

4、三次以上未交課外作業(yè)或課堂作業(yè)者 （2 2）三次點(diǎn)名未到者）三次點(diǎn)名未到者11/4/2021 8:48 AM 考試方式考試方式 閉卷閉卷 先要獲得考試資格再參加理論考試先要獲得考試資格再參加理論考試 成績(jī)成績(jī): : 平時(shí)平時(shí)20%(20%(課堂作業(yè)、課外作課堂作業(yè)、課外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、考勤）業(yè)、實(shí)驗(yàn)、考勤）+ +考試考試80%80%自我介紹：自我介紹： 物流工程學(xué)院物流工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造系機(jī)械設(shè)計(jì)與制造系 羅繼相羅繼相 研究方向：研究方向： 材料成形技術(shù)材料成形技術(shù) 現(xiàn)代模具技術(shù)現(xiàn)代模具技術(shù)我的聯(lián)系方式：我的聯(lián)系方式：TelTel：1360716919613607169196 E-E-mai

5、l:mail: luojx- luojx-QQ:809116230QQ:80911623011/4/2021 8:48 AM課外讀物及參考教材課外讀物及參考教材1 1、材料成形及機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)材料成形及機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)該教材為該教材為2121世紀(jì)高等學(xué)校工程材料及機(jī)械制造工藝基世紀(jì)高等學(xué)校工程材料及機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)系列教材，礎(chǔ)系列教材，20022002年年1111月華中科技大學(xué)出版社出版月華中科技大學(xué)出版社出版2 2、 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，張世昌等編寫(xiě)，普通高等教育，張世昌等編寫(xiě)，普通高等教育“十五十五”國(guó)家規(guī)劃教材，高等教育出國(guó)家規(guī)劃教材，高等教育出版社出版版社出版 2001

6、2001年年8 8月月3 3、 現(xiàn)代工程材料成形與制造工藝基礎(chǔ)現(xiàn)代工程材料成形與制造工藝基礎(chǔ)，王喜玉主編，山東省教育廳，王喜玉主編，山東省教育廳“九五九五”立項(xiàng)重點(diǎn)教材立項(xiàng)重點(diǎn)教材機(jī)械工業(yè)機(jī)械工業(yè) 出版社出版，出版社出版， 20012001年年7 7月月4 4、工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)，相瑜才、孫維連編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，相瑜才、孫維連編，機(jī)械工業(yè)出版社出版， 20042004年年5 5、 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)，傅水根，傅水根 “ “十五十五”北京市精品教材項(xiàng)目，清華大學(xué)出版社出版，北京市精品教材項(xiàng)目，清華大學(xué)出版社出版， 20042004年年6 6月月6 6

7、、 機(jī)械制造工程實(shí)踐機(jī)械制造工程實(shí)踐，馬保吉，馬保吉，2121世紀(jì)高等學(xué)校教材世紀(jì)高等學(xué)校教材 西北工業(yè)大學(xué)版社出版，西北工業(yè)大學(xué)版社出版，20032003年年9 9月月7 7、材料成形技術(shù)基礎(chǔ)材料成形技術(shù)基礎(chǔ)，何紅媛，東南大學(xué)出版社出版，何紅媛，東南大學(xué)出版社出版， 20002000年年8 8月月 8 8、 制造工程與技術(shù)制造工程與技術(shù)（熱加工）（英文版）（美）（熱加工）（英文版）（美）S.S.卡爾帕基安（卡爾帕基安（SeropeSerope KalpakjianKalpakjian）著，）著，時(shí)代教育時(shí)代教育. .高校雙語(yǔ)優(yōu)秀教材，機(jī)械工業(yè)出版社出版，高校雙語(yǔ)優(yōu)秀教材，機(jī)械工業(yè)出版社出版，

8、 20042004年年3 3月月11/4/2021 8:48 AM 金金 屬屬 工工 藝藝 學(xué)學(xué)熱加工工藝基礎(chǔ)熱加工工藝基礎(chǔ)冷加工工藝基礎(chǔ)冷加工工藝基礎(chǔ)工程材料導(dǎo)論金屬液態(tài)成形金屬塑性成形金屬連接成形表表面面切切削削成成形形的的基基本本方方法法 金金 屬屬 切切 削削 加加 工工 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)講授內(nèi)容講授內(nèi)容11/4/2021 8:48 AM零件的生產(chǎn)工藝過(guò)程零件的生產(chǎn)工藝過(guò)程選材選材選毛坯選毛坯預(yù)先熱處理預(yù)先熱處理機(jī)械加工機(jī)械加工最終熱處理最終熱處理檢驗(yàn)檢驗(yàn) 應(yīng)根據(jù)零件的性能要求、受載情況、服役條應(yīng)根據(jù)零件的性能要求、受載情況、服役條 件、件、工作環(huán)境等：工作環(huán)境等：選材：選材：金屬材料種類(lèi)繁

9、多，性能不一，金屬材料種類(lèi)繁多，性能不一，根據(jù)根據(jù)零件的性能要求、零件的性能要求、服役條件服役條件的的不相同，再加上材料的資源、價(jià)格等多方面考慮。不相同，再加上材料的資源、價(jià)格等多方面考慮。11/4/2021 8:48 AM毛坯選擇毛坯選擇機(jī)械加工方法機(jī)械加工方法軸軸車(chē)削車(chē)削傳統(tǒng)的有傳統(tǒng)的有現(xiàn)代的有現(xiàn)代的有有液態(tài)成形毛坯有液態(tài)成形毛坯塑性成形毛坯塑性成形毛坯連接成形毛坯連接成形毛坯粉末冶金成形粉末冶金成形型材等毛坯型材等毛坯車(chē)削、刨車(chē)削、刨 削、銑削削、銑削拉削、鏜削、磨削等拉削、鏜削、磨削等數(shù)控加工、電火花數(shù)控加工、電火花加工、激光加工等加工、激光加工等特種加工方法特種加工方法預(yù)先熱處理預(yù)先

10、熱處理： 為使切削加工能順利進(jìn)行，可通過(guò)預(yù)先熱處理調(diào)整為使切削加工能順利進(jìn)行，可通過(guò)預(yù)先熱處理調(diào)整硬度，為切削加工做好組織準(zhǔn)備。硬度，為切削加工做好組織準(zhǔn)備。最終熱處理：最終熱處理： 使材料的性能達(dá)到要求。使材料的性能達(dá)到要求。11/4/2021 8:48 AM 第第1篇篇 工程材料導(dǎo)論工程材料導(dǎo)論材料、信息、能源、生物稱(chēng)為現(xiàn)代技術(shù)的四大支柱。材料、信息、能源、生物稱(chēng)為現(xiàn)代技術(shù)的四大支柱。 復(fù)合材料復(fù)合材料工程材料工程材料金屬材料金屬材料陶瓷材料陶瓷材料高分子材料高分子材料11/4/2021 8:48 AM工工 程程 材材 料料 導(dǎo)導(dǎo) 論論1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1

11、.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.3 1.3 金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 重點(diǎn)了解金屬材料的重點(diǎn)了解金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)和測(cè)試力學(xué)性能指標(biāo)和測(cè)試方法，以及各個(gè)指標(biāo)方法，以及各個(gè)指標(biāo)的物理意義。的物理意義。 第第1 1章章 金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能作業(yè)：作業(yè)：P11P11頁(yè)：頁(yè)：1.11.1；1.91.9教學(xué)要求：教學(xué)要求：了解金屬材了解金屬材料的性能及測(cè)試方法。料的性能及測(cè)試方法。11/4/2021 8:48 AM 金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能強(qiáng)度：強(qiáng)度：材料在外力作用下

12、抵抗變形和斷裂的能力稱(chēng)為材料的強(qiáng)度。材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力稱(chēng)為材料的強(qiáng)度。 =【(L-L0)/L0 】 % =F/S 彈性極限彈性極限 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 塑性：塑性：塑性是指金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力塑性是指金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力 %000lllll伸長(zhǎng)率：伸長(zhǎng)率： 斷面收縮率：斷面收縮率： %00AAA(l(l）彈性極限）彈性極限(2(2）屈服點(diǎn)）屈服點(diǎn) (3) (3) 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 鑄鐵、陶瓷等脆性材料：只有彈性變形鑄鐵、陶瓷等脆性材料：只有彈性變形階段，中、高碳鋼：沒(méi)有屈服階段。階段，中、高碳鋼：沒(méi)有屈服階段。ee、ss、bb是機(jī)械零件

13、和構(gòu)件設(shè)計(jì)是機(jī)械零件和構(gòu)件設(shè)計(jì)和選材的主要依據(jù)。和選材的主要依據(jù)。應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱(chēng)為材料的應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱(chēng)為材料的彈性模量彈性模量E(MPaE(MPa）（剛度）（剛度） 或或 數(shù)值越大，表數(shù)值越大，表示材料的塑性愈好。示材料的塑性愈好。11/4/2021 8:48 AM 第第2章章 鐵碳合金鐵碳合金2.1 金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)2.2 鐵碳合金相圖及其應(yīng)用鐵碳合金相圖及其應(yīng)用2.3 常用的金屬材料及選用常用的金屬材料及選用教學(xué)要求：教學(xué)要求：了解金屬的晶體結(jié)構(gòu)了解金屬的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、純金屬的結(jié)晶與鑄錠、晶體缺陷、純金屬的結(jié)晶與鑄錠及合金的相結(jié)構(gòu)。及合金的相結(jié)構(gòu)。本章

14、重點(diǎn)本章重點(diǎn)金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶特點(diǎn)。金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶特點(diǎn)。鐵碳合金的基本組織鐵碳合金的基本組織二元合金狀態(tài)圖分析二元合金狀態(tài)圖分析作業(yè)：作業(yè)：P30: 2.2; 2.7P30: 2.2; 2.7工工 程程 材材 料料 導(dǎo)導(dǎo) 論論鐵碳合金是最重要的工程材料，鋼鐵碳合金是最重要的工程材料，鋼和鑄鐵是制造機(jī)器設(shè)備的主要金屬和鑄鐵是制造機(jī)器設(shè)備的主要金屬材料，在工業(yè)生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位。材料，在工業(yè)生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位。與其它材料相比，其資源廣泛、冶與其它材料相比，其資源廣泛、冶煉方便、價(jià)格低廉、性能優(yōu)越。煉方便、價(jià)格低廉、性能優(yōu)越。金屬材料鐵碳合金是以鐵、碳為主金屬材料鐵碳合金是以鐵、碳為

15、主要組元組成的合金。要組元組成的合金。11/4/2021 8:48 AM 硬度：硬度：金屬材料受壓時(shí)抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力金屬材料受壓時(shí)抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力 沖擊韌度：沖擊韌度：材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力 ak=沖擊破壞所消耗的功沖擊破壞所消耗的功Ak/標(biāo)準(zhǔn)試樣斷口截面積標(biāo)準(zhǔn)試樣斷口截面積F ；(J/cmJ/cm2 2) 疲勞強(qiáng)度：疲勞強(qiáng)度：金屬材料金屬材料在交變應(yīng)力作用下在交變應(yīng)力作用下不會(huì)發(fā)不會(huì)發(fā)生疲勞破壞生疲勞破壞 ，疲勞強(qiáng)度，疲勞強(qiáng)度以以-1-1 金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能（1）布氏硬

16、度（HBS）（2）洛氏硬度（HRC）11/4/2021 8:48 AM1. 1. 在做材料的拉伸試驗(yàn)時(shí)是否一定要做成標(biāo)準(zhǔn)試樣？為什在做材料的拉伸試驗(yàn)時(shí)是否一定要做成標(biāo)準(zhǔn)試樣？為什么？么？2. 2. 縮頸現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖的哪一點(diǎn)？如果沒(méi)有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)縮頸現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖的哪一點(diǎn)？如果沒(méi)有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，是否表示該試樣沒(méi)有發(fā)生塑性變形？象，是否表示該試樣沒(méi)有發(fā)生塑性變形？3. 3. 將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判別它將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判別它的變形性質(zhì)？的變形性質(zhì)？11/4/2021 8:48 AM1.2 1.2 金屬材料金屬材料的物理、化學(xué)性能的物理、化學(xué)性能 物

17、理性能：物理性能：包括密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等包括密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等 化學(xué)性能：化學(xué)性能：在室溫或高溫時(shí)抵抗各種介質(zhì)的化學(xué)侵蝕能力在室溫或高溫時(shí)抵抗各種介質(zhì)的化學(xué)侵蝕能力 耐腐蝕性：耐腐蝕性： 金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸汽等化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸汽等化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力。力。 抗氧化性：抗氧化性： 幾乎所有的金屬能與空氣中的氧作用形成氧化物，這稱(chēng)為氧化。幾乎所有的金屬能與空氣中的氧作用形成氧化物，這稱(chēng)為氧化。 1.3 1.3 金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能 是材料對(duì)各種加工工藝的適應(yīng)能力是材料對(duì)各種加工工藝的適應(yīng)能力 它包括它包括鑄造性能鑄造性能、鍛壓性能鍛壓性能、焊接性能焊接性能、切削加工性能切削加工性能和和熱處理性熱處理性能。能。工藝性能的好壞直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本，所以它也是選工藝性能的