機(jī)械制造基礎(chǔ)緒論 金屬材料的性能ppt課件

1、 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 機(jī)械制造根底機(jī)械制造根底docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 機(jī)械制造根底機(jī)械制造根底 緒論緒論 資料性能資料性能 授課班級(jí)授課班級(jí)機(jī)電（3+2）1102授課時(shí)間授課時(shí)間2019-2-10（1、2）學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)時(shí)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)容學(xué)習(xí)內(nèi)容教學(xué)過(guò)程組織與方法教學(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)

2、生舉例4. 性能指標(biāo)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 緒緒 論論 本課程主要論述機(jī)電產(chǎn)品制造過(guò)程中零件及工具本課程主要論述機(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。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、工具等的資料通常將制造機(jī)械零件、工程構(gòu)件、工具等的資料稱為工程資料；稱為工程資料； 將改動(dòng)原資料的尺寸、外形和性能的加工過(guò)程稱將改動(dòng)原資料的尺寸、外形和性能的加工過(guò)程稱為成形。為成形。 根據(jù)制造目的不同，選用適宜的原資料和加工方根據(jù)制造目的不同，選用適宜的原資料和加工方法，以保證用最低本錢(qián)消費(fèi)出性能最優(yōu)的產(chǎn)品。法，以保證用最

3、低本錢(qián)消費(fèi)出性能最優(yōu)的產(chǎn)品。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 機(jī)械制造根底在制造業(yè)中的位置和作用機(jī)械制造根底在制造業(yè)中的位置和作用docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容工程資料工程資料金屬熱成型金屬熱成型公差與丈量公差與丈量金屬切削原理金屬切削原理金屬切削工藝金屬切削工藝課程性質(zhì)及位置課程性質(zhì)及位置docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 金屬資料的性能金屬資料的性能 金屬資料的性能是指用來(lái)表征資料在給定外界條件下的行為參量，資料

4、的性能包括工藝性能和運(yùn)用性能兩類。 1工藝性能熱處置性能、鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能等。 2運(yùn)用性能力學(xué)性能、物理和化學(xué)性能等。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能 力學(xué)性能資料在外力作用下所顯示的抵抗才干。它是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、選材、驗(yàn)收、鑒定的根據(jù)；也是加工產(chǎn)品實(shí)行質(zhì)量控制的重要參數(shù)。主要目的有強(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才干。用應(yīng)力來(lái)表示。主要強(qiáng)度目的有屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 強(qiáng)度目的強(qiáng)度目的 1屈服點(diǎn) S=Fs/S

5、o 2抗拉強(qiáng)度 b =Fb/Sodocin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 2、塑性、塑性 塑性塑性資料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形資料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的才干。其主要判據(jù)有斷后伸長(zhǎng)率和斷面的才干。其主要判據(jù)有斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。收縮率。 1斷后伸長(zhǎng)率斷后伸長(zhǎng)率 =(L1-Lo)/Lo% 2斷面收縮率斷面收縮率 =(So-S1)/So%docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 3、硬度、硬度硬度硬度資料抵抗部分變

6、形，特別是塑性資料抵抗部分變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的才干。是衡量資料軟變形、壓痕或劃痕的才干。是衡量資料軟硬的根據(jù)。硬的根據(jù)。布氏硬度布氏硬度HB洛氏硬度洛氏硬度HR維氏硬度維氏硬度HV docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 布氏硬度布氏硬度HB原理：采用直徑為原理：采用直徑為D淬火鋼球或硬質(zhì)合金球，以淬火鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的壓力規(guī)定的壓力F壓入資料的外表，堅(jiān)持規(guī)定的時(shí)間壓入資料的外表，堅(jiān)持規(guī)定的時(shí)間后卸載，丈量壓痕直徑后卸載，丈量壓痕直徑d，并按下式，并按下式docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 規(guī)范書(shū)寫(xiě)方式：150HBS

7、10/1000/30 360HBS 510HBW 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資料；不宜丈量廢品或薄片金屬。 運(yùn)用：原資料和半廢品的硬度丈量。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 洛氏硬度洛氏硬度HR原理：用頂角原理：用頂角120的金的金剛石圓錐或直徑為剛石圓錐或直徑為1.588mm的淬火鋼球作的淬火鋼球作壓頭，在實(shí)驗(yàn)壓力壓頭，在實(shí)驗(yàn)壓力F(由由初始?jí)毫Τ跏級(jí)毫o和主實(shí)驗(yàn)力和主實(shí)驗(yàn)力F1合成合成)的作用下壓入資的作用下壓入資料外表，堅(jiān)持規(guī)定時(shí)間料外表，堅(jiān)持規(guī)定時(shí)間后卸載，堅(jiān)持初始實(shí)驗(yàn)后卸載，堅(jiān)持初始實(shí)驗(yàn)力，丈量剩余壓痕深度力，丈量剩余

8、壓痕深度即為洛氏硬度。其值用即為洛氏硬度。其值用下式計(jì)算：下式計(jì)算：HRKedocin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 3維氏硬度維氏硬度HV 壓頭為四棱錐，原理同布氏硬度。壓頭為四棱錐，原理同布氏硬度。 維氏硬度可以丈量從軟到硬的各種金屬資料，而且維氏硬度可以丈量從軟到硬的各種金屬資料，而且丈量的硬度值具有延續(xù)性丈量的硬度值具有延續(xù)性 10 一一 1 000 HV 。維。維氏硬度丈量壓痕小，可丈量較薄的資料和滲碳、滲氏硬度丈量壓痕小，可丈量較薄的資料和滲碳、滲氮等外表硬化層。氮等外表硬化層。docin/s

9、undae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 各種硬度間關(guān)系：各種硬度間關(guān)系： 硬度在硬度在200600HB時(shí)，時(shí)， HRC1/10HB 硬度小于硬度小于450HB時(shí)，時(shí)， HBHV docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 4、韌性、韌性 資料抵抗沖擊破壞的資料抵抗沖擊破壞的才干。才干。 1沖擊吸收功沖擊吸收功Ak Aku(Akv)mg(h1h2) 沖擊韌度：沖擊韌度： kuAku/S docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 2韌脆轉(zhuǎn)變溫度韌脆轉(zhuǎn)變溫度 指沖擊吸收功急劇變化區(qū)所對(duì)應(yīng)的溫度指沖擊吸收功急劇變化區(qū)所對(duì)應(yīng)的溫度范圍。范圍。do

10、cin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 3Ak主要用途主要用途 Ak對(duì)資料內(nèi)部組織缺陷非常敏感，且操作對(duì)資料內(nèi)部組織缺陷非常敏感，且操作簡(jiǎn)便，因此運(yùn)用廣泛。主要用途如下。簡(jiǎn)便，因此運(yùn)用廣泛。主要用途如下。 評(píng)定資料的冶金質(zhì)量和熱加工質(zhì)量。經(jīng)評(píng)定資料的冶金質(zhì)量和熱加工質(zhì)量。經(jīng)過(guò)斷口分析，可知能否含有氣泡、夾渣、過(guò)斷口分析，可知能否含有氣泡、夾渣、偏析等冶金缺陷和鍛造、熱處置缺陷。偏析等冶金缺陷和鍛造、熱處置缺陷。 可測(cè)定韌脆轉(zhuǎn)變溫度。低的可用于高寒可測(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)脆性斷裂山區(qū)；高的在冬季易出現(xiàn)脆性斷裂docin/sundae_meng

11、 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 6、疲勞、疲勞 1疲勞景象疲勞景象 疲勞斷裂疲勞斷裂在交在交變載荷作用下，零變載荷作用下，零部件經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間任部件經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)或較多次應(yīng)力循務(wù)或較多次應(yīng)力循環(huán)后，發(fā)生忽然斷環(huán)后，發(fā)生忽然斷裂景象。裂景象。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 疲勞斷裂的緣由在尖角、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)不能接受外力時(shí)，即發(fā)生忽然斷裂。 本質(zhì)：裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展、斷裂。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 2疲勞極限-1 當(dāng)循環(huán)應(yīng)力小于某一值后資料可經(jīng)受無(wú)數(shù)次循環(huán)而不斷裂，

12、此應(yīng)力值為-1。鋼鐵資料的-1=10的7次方次下的應(yīng)力。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 3提高疲勞極限途徑 一是提高b；二是改善零件的構(gòu)造外形、降低外表粗糙度、采取外表強(qiáng)化。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 二、物理性能二、物理性能 資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)的分量，單位為Kg/m,g/cm。 運(yùn)用：選材；計(jì)算零件設(shè)計(jì)和估算毛坯質(zhì)量。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 2、熔點(diǎn)、熔點(diǎn) 熔點(diǎn)熔點(diǎn)固態(tài)轉(zhuǎn)變液態(tài)的溫度。固態(tài)轉(zhuǎn)變液

13、態(tài)的溫度。 運(yùn)用：高熔點(diǎn)金屬可用于耐高溫零件的制運(yùn)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、焊接釬料造；低熔點(diǎn)金屬可制造保險(xiǎn)絲、焊接釬料等。等。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 3、電性能、電性能 電阻率電阻率單位長(zhǎng)度、面積的電阻值，單單位長(zhǎng)度、面積的電阻值，單位為位為m. 電導(dǎo)率電導(dǎo)率1/。單位為。單位為s/m 運(yùn)用：銀導(dǎo)電性最好，銅與鋁次之；高分運(yùn)用：銀導(dǎo)電性最好，銅與鋁次之；高分子資料導(dǎo)電性很差，普通都是絕緣體。子資料導(dǎo)電性很差，普通都是絕緣體。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 4、熱性能、熱性能 熱導(dǎo)率

14、熱導(dǎo)率 用用表示，單位為表示，單位為 W/ ( m K 銀、銀、銅的導(dǎo)熱性最好，鋁次之。導(dǎo)熱性好的資銅的導(dǎo)熱性最好，鋁次之。導(dǎo)熱性好的資料可用于制造散熱器，差的可制造保溫器料可用于制造散熱器，差的可制造保溫器材。材。 熱膨脹性熱膨脹性資料隨溫度的改動(dòng)發(fā)生體積資料隨溫度的改動(dòng)發(fā)生體積的改動(dòng)。的改動(dòng)。 熱膨脹性用線膨脹系數(shù)熱膨脹性用線膨脹系數(shù) 來(lái)表示，其含義來(lái)表示，其含義是溫度上升是溫度上升 1 時(shí)單位長(zhǎng)度資料的伸長(zhǎng)量，時(shí)單位長(zhǎng)度資料的伸長(zhǎng)量，單位為單位為 1/ 普通陶瓷的熱膨陶瓷熱膨脹性普通陶瓷的熱膨陶瓷熱膨脹性小，金屬次之，高分子資料最大。小，金屬次之，高分子資料最大。docin/sundae

15、_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 5、磁性、磁性 鐵磁性物質(zhì)鐵磁性物質(zhì)Fe、Ni、Co 非鐵磁性物質(zhì)非鐵磁性物質(zhì)Al、Cu 鐵磁資料的磁性可用以下物理量表示：鐵磁資料的磁性可用以下物理量表示： 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 (=B / H 表示鐵磁資料磁化曲表示鐵磁資料磁化曲線上某一點(diǎn)的磁化強(qiáng)度線上某一點(diǎn)的磁化強(qiáng)度 B 與外磁場(chǎng)強(qiáng)度與外磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 的比值；的比值； 磁飽和強(qiáng)度磁飽和強(qiáng)度 B1 ，表示資料能到達(dá)的最大，表示資料能到達(dá)的最大磁化強(qiáng)度；磁化強(qiáng)度； 剩磁剩磁 Br ，表示外磁場(chǎng)強(qiáng)度退為零時(shí)，資，表示外磁場(chǎng)強(qiáng)度退為零時(shí)，資料的剩余磁化強(qiáng)度；料的剩余磁化強(qiáng)度； 矯頑力矯頑力 He表示要使磁化強(qiáng)度

16、降為零時(shí)，表示要使磁化強(qiáng)度降為零時(shí)，必需加反方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度必需加反方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度 H e。docin/sundae_meng 機(jī)械制造基礎(chǔ) 緒論 材料性能 三、化學(xué)性能三、化學(xué)性能 1、耐腐蝕性、耐腐蝕性 耐腐蝕性耐腐蝕性金屬資料在常溫下抵抗氧、水及其金屬資料在常溫下抵抗氧、水及其它化學(xué)物質(zhì)腐蝕破壞的才干。它化學(xué)物質(zhì)腐蝕破壞的才干。 腐蝕分腐蝕分:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕；部分腐蝕和全面化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕；部分腐蝕和全面腐蝕腐蝕 為防止發(fā)生突發(fā)性事故，對(duì)特殊工件要用耐腐蝕為防止發(fā)生突發(fā)性事故，對(duì)特殊工件要用耐腐蝕資料制造，如酸泵、管道等。資料制造，如酸泵、管道等。 2、耐高溫氧化性、耐高溫氧化性