第5章　機(jī)械工程材料與形位公差

第5章機(jī)械工程材料與形位公差5.1金屬材料的力學(xué)性能5.2鋼鐵材料5.3鋼的熱處理5.4合金鋼5.5鑄鐵5.6非金屬材料5.7形位公差與測(cè)量5.1金屬材料的力學(xué)性能5.1.1強(qiáng)度與塑性5.1.2硬度5.1.3韌性與疲勞5.1.1強(qiáng)度與塑性1．強(qiáng)度的主要指標(biāo)（1）彈性極限e與彈性模量E。（2）屈服極限。（3）抗拉強(qiáng)度。2．塑性的主要指標(biāo)（1）斷后伸長率。試樣拉斷后標(biāo)距的伸長量與原始標(biāo)距的百分比，用符號(hào)表示。（2）斷面收縮率。試樣拉斷后斷口處（縮頸處）橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比，用表示。5.1.2硬度1．布氏硬度2．洛氏硬度5.1.3韌性與疲勞1．韌性金屬材料抵抗沖擊載荷破壞的能力稱為韌性，用沖擊韌度表征。2．疲勞疲勞是指零件在交變應(yīng)力作用下，過早發(fā)生破壞的現(xiàn)象。5.2鋼鐵材料5.2.1鐵碳合金5.2.2碳鋼5.2.1鐵碳合金1．鐵碳合金的基本組織及特點(diǎn)鐵碳合金的基本組織有鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體以及萊氏體。2．Fe-Fe3C相圖在極其緩慢的加熱或冷卻的條件下（稱之為平衡態(tài)），鐵碳合金的成分與組織狀態(tài)、溫度三者之間的關(guān)系及其變化規(guī)律的圖解稱之為鐵碳合金相圖。5.2.2碳鋼1．碳鋼的分類（1）按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低碳鋼wc≤0.25%；中碳鋼0.25<wc≤0.60%；高碳鋼wc>0.60%。（2）按用途可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。2．常用碳鋼（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。（3）碳素工具鋼。（4）鑄鋼。5.3鋼的熱處理5.3.1退火與正火5.3.2淬火與回火5.3.1退火與正火在鋼的普通熱處理中，一般將退火與正火稱為預(yù)先熱處理，而將淬火與回火稱為最終熱處理。預(yù)先熱處理的目的是消除工件的某些缺陷，為后續(xù)工序和最終熱處理作組織準(zhǔn)備。最終熱處理的目的是使零件獲得所要求的使用性能。1．退火將金屬材料加熱到一定溫度，保溫后緩冷的熱處理工藝，稱為退火，又稱燜火。常用的退火方法有完全退火、球化退火和去應(yīng)力退火。2．正火正火是將零件加熱到Ac3或Acm以上30℃～50℃，保溫（完全奧氏體化）后在空氣中冷卻的熱處理工藝。正火的目的是細(xì)化晶粒、調(diào)整硬度、消除網(wǎng)狀的二次滲碳體組織等，基本方法與退火相同。5.3.2淬火與回火1．淬火淬火是將零件加熱到Ac3或Ac1以上某一溫度，保溫后以不小于臨界冷卻速度冷卻，獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。2．回火將淬火零件重新加熱到Ac1以下某一溫度，保溫后以一定的冷速冷至室溫的工藝稱為回火。5.4合金鋼5.4.1合金元素在鋼中的作用5.4.2合金結(jié)構(gòu)鋼5.4.1合金元素在鋼中的作用

5.4.2合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入一種或幾種合金元素的鋼，包括低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼及其他結(jié)構(gòu)鋼等。5.5鑄鐵5.5.1灰鑄鐵5.5.2可鍛鑄鐵5.5.3球墨鑄鐵5.5.4蠕墨鑄鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.11%

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6.69%的鐵碳合金稱為鑄鐵。5.5.1灰鑄鐵灰鑄鐵中碳全部或大部分以片狀石墨形態(tài)存在，其斷口呈暗灰色，故稱灰鑄鐵。1．灰鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用灰鑄鐵的牌號(hào)以“灰鐵”二字的漢語拼音字母字首“HT”與一組數(shù)字表示，數(shù)字表示最小抗拉強(qiáng)度，如HT150表示最小抗拉強(qiáng)度為150MPa的灰鑄鐵。2．灰鑄鐵的熱處理灰鑄鐵熱處理的主要目的是消除鑄造內(nèi)應(yīng)力和白口組織。（1）去應(yīng)力退火。（2）石墨化退火。（3）表面淬火。5.5.2可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是將白口鑄鐵件在高溫下經(jīng)長時(shí)間的石墨化退火后得到的，其組織為團(tuán)絮狀石墨，基體為鐵素體或珠光體。5.5.3球墨鑄鐵鑄件在澆注前往鐵液中加入球化劑（如鎂或稀土鎂合金）和孕育劑（硅鐵或硅鈣合金），使片狀石墨呈球狀石墨分布，這種鑄鐵稱為球墨鑄鐵，簡稱球鐵。5.5.4蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是灰鑄鐵澆注時(shí)，向鐵液中加入蠕化劑（鎂鈦合金、稀土鎂合金等），獲得介于片狀石墨和球狀石墨之間，形似蠕蟲狀石墨的鑄鐵。5.6非金屬材料5.6.1橡膠5.6.2玻璃5.6.3塑料5.6.4陶瓷材料5.6.1橡膠橡膠是指在使用溫度范圍內(nèi)處于高彈性狀態(tài)的高分子材料。

1．橡膠的特性橡膠最顯著的特點(diǎn)是具有高的彈性和回彈性。2．橡膠制品在汽車上的應(yīng)用（1）輪胎。（2）其他橡膠配件。除輪胎以外，汽車用橡膠配件還包括各種車用膠管、傳動(dòng)帶、油封、高壓密封、減振緩沖膠墊、窗玻璃密封條、車門密封件等。這些零部件應(yīng)用于轎車的各部位，數(shù)量雖然不大，但對(duì)汽車的性能和質(zhì)量卻起著重要的作用。5.6.2玻璃玻璃是一種非晶態(tài)固體，它以石英砂、純堿、長石、石灰石等為主要原料，并加入某些金屬氧化物等輔料，在高溫窯中煅燒至熔融后，經(jīng)成形、冷卻所獲得的非金屬材料。5.6.3塑料塑料是一種以有機(jī)合成樹脂為主要組成的高分子材料，它通?？稍诩訜?、加壓條件下被注塑或固化成型，故稱為塑料。5.6.4陶瓷材料陶瓷是以天然或人工合成的各種無機(jī)化合物為基本原料，經(jīng)原料處理、成型、干燥、燒制等工序制成的無機(jī)非金屬固體材料。5.7形位公差與測(cè)量5.7.1尺寸誤差5.7.2形狀公差5.7.3常用檢測(cè)量儀5.7.1尺寸誤差尺寸誤差是指一批零件的尺寸變動(dòng)，即加工后零件