金屬材料損壞與變形

1、金屬材料與熱處理陳健晶體的缺陷 第二章金屬材料的性能了解金屬材料的失效形式， 了解塑性變形的基本原理，提高對金屬材料的性能的認(rèn)識。正確理解載荷，內(nèi)力、應(yīng)力的含義。應(yīng)力的應(yīng)用意義。與變形相關(guān)的概念金屬的變形講授、提問引導(dǎo)、圖片展示、舉例分析、一， 晶體的缺陷： 1點(diǎn)缺陷：間隙原子，空位原子，置代原子，在材料上表現(xiàn)為：使材料強(qiáng)度，硬度和電阻增加。 2線缺陷：刃位錯(cuò)（如圖：P-6），在材料上表現(xiàn)為：使得金屬材料的塑性變形更加容易。 3面缺陷：有晶界面缺陷和亞晶界面缺陷，表現(xiàn)為金屬的塑性變形阻力增大，內(nèi)部具有更高的強(qiáng)度和硬度。因此晶界越多，金屬材料的力學(xué)性能越好。第二章 金屬材料的性能導(dǎo)入新課：我們經(jīng)

2、常見到一些機(jī)械零件因受力過大被破壞，而失去了工作能力。大家能否舉些身邊的例子呢？如：彎曲的自行車輻條，斷掉的鋸條、滑牙的螺栓等。機(jī)械零件常見的損壞形式有三種：         變形：如鐵釘?shù)膹澢?#160;        斷裂：如刀具的斷崩。         磨損：如螺栓的滑扣。本次課給大家介紹金屬材料損壞的形式、變形概念與本質(zhì)等等，首先我們來了解一些基本概念。&#

3、167;2-1  金屬材料的損壞與塑性變形一、與變形相關(guān)的概念、載荷1、概念金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。2、分類         根據(jù)載荷作用性質(zhì)分，載荷分三種：、靜載荷：大小不變或變化過程緩慢的載荷。如：桌上粉筆盒的受力，用雙手拉住一根粉筆兩端慢慢施力等。、沖擊載荷：突然增加的載荷。如：用一只手捏住粉筆的一端，然后用手去彈擊粉筆。、變交載荷：大小、方向或大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的載荷。如：通過在黑板上繪圖分析自行車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輻條的受力。    

4、60;    根據(jù)載荷作用形式分，載荷又可以分為拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭曲載荷等。          拉伸載荷             壓縮載荷          彎曲載荷      

5、0;                     剪切載荷                    扭曲載荷一、與變形相關(guān)的概念、載荷1、概念金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。2、分類：根據(jù)載荷作用性質(zhì)分，三種：、靜載荷：

6、大小不變或變化過程緩慢的載荷。如：桌上粉筆盒的受力，用雙手拉住一根粉筆兩端慢慢施力等。、沖擊載荷：突然增加的載荷。如：用一只手捏住粉筆的一端，然后用手去彈擊粉筆。、變交載荷：大小、方向或大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的載荷。如：通過在黑板上繪圖分析自行車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輻條的受力。         根據(jù)載荷作用形式分，載荷又可以分為拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭曲載荷等。          拉伸載荷  

7、           壓縮載荷          彎曲載荷               剪切載荷              

8、60;     扭曲載荷、內(nèi)力1、概念材料受外力作用時(shí)，為保持其不變形，在材料內(nèi)部產(chǎn)生的與外力相對抗的力。 注意：   內(nèi)力一定是在外力的作用下，材料內(nèi)部所產(chǎn)生的相互作用力。2、特點(diǎn)、內(nèi)力的大小：外力增加時(shí)內(nèi)力也增加，其數(shù)值大小與外力相等，當(dāng)內(nèi)力達(dá)到其極限值時(shí)，外力再增加，材料將被破壞。、內(nèi)力的方向：與外力相反。、內(nèi)力的作用方式：隨外力的作用方式而變化。、應(yīng)力1、概念假設(shè)作用在零件橫截面上的內(nèi)力大小均勻分布，單位橫截面積上的內(nèi)力。 即：R = F / S（R應(yīng)力，Pa；  F外力，N； 

9、0; S橫截面面積，m2）思考     公式中的內(nèi)力為什么用外力代替？                                答： 內(nèi)力 = 外力2、意義用“應(yīng)力”可以表示不同材料的承載能力（見各種手冊中的強(qiáng)度指標(biāo)），也可以在現(xiàn)有外力下材料內(nèi)

10、部單位面積的受力。如：相同截面的粉筆和鐵棒，在相同外力的作用下的結(jié)果。（粉筆先斷，說明鐵棒的應(yīng)力比粉筆大，即承載能力較強(qiáng)。） 如：相同截面的同一粉筆在不同的外力的作用下的結(jié)果。（作用力大的粉筆先斷，說明先斷的粉筆內(nèi)部單位面積的受力較大） 二、金屬的變形    、變形階段彈性變形 彈塑性變形 斷裂1、彈性變形：當(dāng)外力消除后變形消失，金屬恢復(fù)到原來的形狀。性能和組織不發(fā)生變化。如：當(dāng)鐵絲受力較小時(shí)產(chǎn)生微量變形，松手后鐵絲恢復(fù)原狀，為彈性變形。2、塑性變形：當(dāng)外力消除后，金屬變形不能恢復(fù)原來的形狀。性能和組織發(fā)生變化。如：當(dāng)鐵絲受力較大而產(chǎn)生彎曲，松

11、手不能恢復(fù)原狀，為塑性變形。 如：晶體的滑移與位錯(cuò)。  、金屬塑性變形的影響因素1、晶粒位向的影響：提高了塑性變形的抗力。2、晶界的作用：晶界越多，則晶體的塑性變形抗力越大。3、晶粒大小的影響 ：晶粒越細(xì)，塑性變形抗力就越大。細(xì)晶粒的多晶體不僅強(qiáng)度較高，而且塑性和韌性也較好。小結(jié)：細(xì)晶粒的金屬具有較高的強(qiáng)度、塑性及韌性。 三、金屬材料的冷塑性變形與加工硬化冷塑性變形對金屬組織結(jié)構(gòu)的影響主要有兩個(gè)方面：1、產(chǎn)生纖維組織金屬的塑性變形，在外形變化的同時(shí)，晶粒的形狀也會(huì)發(fā)生變化。通常晶粒會(huì)沿變形方向壓扁或拉長。如下圖。2、形變強(qiáng)化（加工硬化）冷塑性變形除了使晶

12、粒的外形發(fā)生變化外，還會(huì)使晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度增加，晶格畸變加劇，從而使金屬隨著變形量的增加，使其強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性下降。  見車工工藝書P32， 圖 220車削一般軸類工件，尤其是較重的工件時(shí)，可將工件的一端用三爪卡盤或四爪單動(dòng)卡盤夾緊，另一端用后頂尖支頂（見圖1），這種裝夾方法為一夾一頂裝夾。有兩裝夾方法如下： 為防止進(jìn)給力的作用使工件產(chǎn)生軸向位移，在主軸前錐孔內(nèi)裝限位。 利用工件的臺(tái)階進(jìn)行限位。4、兩頂尖裝夾 圖2這種裝夾方法適用于較長的工件或必須經(jīng)過多次裝夾才能加工好的工件。優(yōu)點(diǎn) ： 裝夾方便，不需找正，裝夾精度高。缺點(diǎn)： 剛度低，影響切削用量的提高。使用一

13、夾一頂裝夾和用兩頂尖裝夾工件時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：（1） 軸線要一至。（2） 尾座套筒盡量縮短（3） 中心孔形狀要正確，粗糙度小（4） 用死頂尖時(shí)要用黃油潤滑。（5） 配合松緊合適。（6）見車工工藝書P33 圖222.二 中心鉆及頂尖1、中心孔的形狀和作用A型 圓錐孔和圓柱孔組成，錐角為60度B型 在A型上加一個(gè)120度護(hù)錐。C型 在B型上加一個(gè)螺孔。R型 A型相似，把圓錐面改成60度圓弧面。中心孔折斷的原因和預(yù)防：軸線與旋轉(zhuǎn)中心不一致。工件端面不平。切削用量選用不合適中心鉆磨鈍沒有充分澆注切削液或排屑不及時(shí)。2、頂尖常用的頂尖有死頂尖和活頂尖兩種，如圖3所示。（固定頂尖） 圖3（回轉(zhuǎn)頂尖）前頂尖 工

14、作時(shí)前頂尖隨同工件一起旋轉(zhuǎn)，與中心孔無相對運(yùn)動(dòng)，因此不產(chǎn)生摩擦。后頂尖 有固定和回轉(zhuǎn)兩種，固定頂尖適用低加工精度 較高的工件。回轉(zhuǎn)頂尖能高速工作，但有積累誤差。 . 車工工藝陳健08數(shù)控（1），（2）2軸類工件的檢測1. 掌握游標(biāo)卡尺和千分尺的使用。2. 了解游標(biāo)卡尺和千分尺的結(jié)構(gòu)。1. 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法。2. 分千尺的讀數(shù)方法。讀數(shù)的三個(gè)步驟游標(biāo)卡尺和千分尺習(xí)題集P17191. 游標(biāo)卡尺和千分尺的檢測要求。2. 游標(biāo)卡尺上量爪和下量爪的應(yīng)用。3. 讀數(shù)主法。講授與示范.一長度單位國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在機(jī)械工程圖樣中所標(biāo)注的線性尺寸一般以毫米（mm）為單位.二游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺是車工最常用的中等精度的通用量具，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。游標(biāo)卡尺可分為三用游標(biāo)尺和雙面游標(biāo)卡尺。1、游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)：由上量爪、下量爪、緊固螺釘、游標(biāo)、尺身、深度尺、微調(diào)查裝置、等組成的。 使用范圍：使用時(shí)，旋松緊固螺釘即可測量。下量爪測量外徑和長度，上量爪測量孔徑和槽寬，深度尺是測量工件的深度和臺(tái)階。.2、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法測量范圍分為0 125；0 150；0 200；0 300等，以游標(biāo)的“0”線為基準(zhǔn)進(jìn)行讀數(shù)的。分為三個(gè)步驟： 首先讀出尺身上游標(biāo)“0”線左邊的整數(shù)毫米值。 用與尺身某刻線對齊的游標(biāo)上的刻線格數(shù)乘以游標(biāo)的讀數(shù)值。 整數(shù)加小數(shù)既為被測表面的尺寸。三 千分尺1、千分尺