机械制造基础

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1、按结构工程材料可分为金属、非金属和复合材料。其中，金属材料得到了最为广泛的应用，良好的使用性能，优越的工艺性能。? 使用性能：力学（机械）性能、物理性能、化学性能? 工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能1.1 工程材料的性能1.1.1 力学（机械）性能材料在力的作用下所表现出来的性能。对材料的使用性能和工艺性能有着非常重要的影响一.强度与塑性拉伸试验FFb: 载荷下降，变形增加Fk: 断裂，强度极限载荷拉伸图， 1强度材料在力的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力屈服强度试样产生屈服时的应力。（MPa）Fs试样发生屈服时所承受的最大载荷，（N）；A0试样的原始截面积，（mm2

2、）。对于没有明显屈服现象的金属材料，用r0.2作为屈服点。r0.2产生0.2%塑性变形时的应力。抗拉强度金属材料在拉断前所承受的最大应力。（MPa）Fb试样在拉断前所承受的最大载荷，（N）；s，b在选 金属材料， 机械 时有重要 。s：强度 的 ， 发生塑性变形；b： 性材料， 发生塑性变形，在强度 时用b。2塑性金属材料产生塑性变形 的能力。伸 ：l0试样原始 度，mm；l1试样拉断 的 度，mm。断面 缩 ：A0试样原始截面积，mm2；A1试样拉断 ，断 处截面积，mm2。，越大，塑性越好性材料：5 塑性材料： 5 ， 10 ? ：一 10mm的 ，在拉伸断裂时 变为 8.5mm， 的抗拉

3、强度b450MPa， 能承受的最大载荷为断面 缩 为? ：图所currency1为“ 材料的拉伸（试样fifl ），试“材料的抗拉强度、屈服强度和塑性大， 出屈服强度的”。. 度金属材料抵抗部变形， 塑性变形、的能力。1.度(HB) ， 表HB 。80HB， 3HB。? 点：大（ 10、5、2.5），性好， 验， 试样， 能材料（HB450）。? 应用：铸、有 金属、 合金结构 。：HBS; 合金：HBW2. 度（HR）的 度，可 度 接出HR ? 点： 、 、，可 试样和材料， HB。? 应用： 到的“材料。所用 载荷的 ，分为HRA、HRB、HRC，其中HRC最为常用。 50HRC。度和强

4、度 了材料对塑变的抗力， 有一的 。一 强度 ，度 。 b0.36HB。. 性金属材料断裂前 的变形能试”： 试验.度：缺 处 位截面积 所 的 功中：k 度.Ak 断试样所消耗的 功A试样缺 处的截面积 mm2一 作为选 材料的参考， 接用于强度 。1.其 与很因 有2.大部分情况 次能 对组织缺陷很敏感。常用于 验冶炼、热加工、热处理等工艺 。四. 疲劳强度.金属材料在无数次循环载荷作用下 致引起 的最大应力。受到周期性非周期性动载荷作用，在大大 于该材料的强度极限下断裂-1：旋转对称弯疲劳试验机 N107； 有 金属 N108影响疲劳强度的因 材料内在因 ，含杂 ，表面划，化学 分，内部

5、缺陷外在因 ：温度，形状表面 1.1.2材料的物理、化学性能工程材料的主要物理性能有密度、熔点、热膨胀 和导电性等。的机器 有 的用途，对材料物理性能的要亦 。 飞机 应选用密度、强度的铝合金制造以减轻飞机的自重；电器 应选 导电性良好的材料；内燃机活塞应选用热膨胀性的材料。材料的化学性能 其在室温温下抵抗“化学作用的性能，包括耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。在腐蚀介 中在温下工作的 在空气中在室温下工作的 腐蚀更加强烈。 类 时，应 注 材料的化学性能。 ， 化工 备、医疗器械时可采用耐腐蚀性好的 锈 、工程塑料等材料。1.1.3材料的工艺性能材料的工艺性能 其机械性能、物理性能和化学性能的综合

6、。工艺性能的好 ， 接影响到制造 的工艺”和 以制造 本。工艺”的 ，材料的工艺性能可分为热处理性、铸造性、锻造性、焊接性和切削加工性等。在 和选 工艺力”时，为了使工艺 便， 本 廉， 能保证产 ，必须要材料具有良好的工艺性能。 ，灰铸的铸造性、切削加工性很好， 锻造性和焊接性很差，故只能用于制造铸 。 的锻造 和焊接性很好， 的锻造性和焊接性差，切削加工性也 好。 材料的“工艺性能将在有章节中分介绍。思考题：1.什么叫做应力什么叫做应变2.缩颈发生在拉伸图 那一点3.果 样没有出现缩颈现象， 否表currency1该 样没有塑性变形4.0.2的 什么能在拉伸图 画出 0.2吗5.和 度”有

7、什么优缺点下列情况应采用那“度”来 其度库存 材 合金刀 锻 台虎钳钳 6.下列符号所表currency1的力学性能 的 称和含 什么b s r0.2 -1 k HRC HBS HBW 7.将 表发 拉 一 ， 弹性变形 塑性变形8.、 、 等度机，用于度时有什么优缺点9.为什么 接用于 10.度和抗拉强度 有没有一的 为什么11.一 10mm的 ，在拉伸断裂时 变为 8.5mm， 的抗拉强度b450MPa， 能承受的最大载荷为断面 缩 为12. 有一 试样，原 为10 mm， 度为100mm。在试验力为 2 100 N 时屈服，试样断裂前的最大试验力为30 000 N，拉断 度为 133 m

8、m，断裂处最 为6 mm，试 s、b、。13 图所currency1为“ 材料的拉伸（试样fifl ），试“材料的抗拉强度、屈服强度和塑性大， 出屈服强度的”。1.2 合金的组织与状 图1.2.1 合金的 本组织一. 的 结构1. 的 本 象化 最 常数常数：原 在空 性 列。：为了 表明原 在空 的 列 ，可以 原 一 点， 原 的 与作用为 。“用于currency1原 在 中 列 的 空 点称为 。：能“表 的最 。 在空 的重复 列构 fi 。因， 的 可以出 和 的 。常数：用来currency1 大与形状的参数数。包括 的 a、b、c和 fl 、 参数。2. 的 结构 ：-，强度、

9、塑性好。面 ：-，很好的塑性。 ：在 的 有一 金属原 ，构 。在 的中 有一 原 ，所以叫作 。属于类 的金属有、和-等。面 ：在 的 有一 原 ，构 。在 的 面的中有一 原 ，所以叫做面 。属于类 的金属有铝、”、和-等。3. 金属的 结构? ： 组 的 结构? 缺陷： fi性的。有点缺陷、缺陷、面缺陷。以 的金属 结构 理的结构， 原 列位 的 组 的，称为 。： 内部的 位 一致。在工生产中，只有 制作 能 得 ， 导 、 性材料、温合金材料等。一 的金属材料， 使一 很的金属中也含有 状 ， 内部的 位 一致的， 位 ，“外形 的 状 常称为 。： 状 。 ： 组 的 结构称为 。

10、 发现， 使在一 内， 金属的结构与理的状 也有差 。因，在 金属中 存在着理结构的，称为 缺陷。缺陷： fi性的。有点缺陷、缺陷、面缺陷。点缺陷 空位和 原 使得原 的作用力 ，其周 的原 发生 开，使 结构的 性到 ， 发生， 变面缺陷 位 ， 的 。 可以 做 空位、 原 以位 积起来的一“面 状 缺陷，也 “杂 原 的所。 处表现出的强度和度。 越 ， 越， 对塑性变形的 作用越大，金属的强度、度越。一 情况下， 缺陷的存在可以金属的强度，常常降 金属的耐腐蚀性能。. 金属的结 ? 结 ： 金属 金属原 无 有 列的程1. 金属 的 程，可用 程中所得的温度与时 的 转变来表curre

11、ncy1，“”称热分 ”。金属的结 在一温度下 行的? T0理 结 温度，金属在在无限缓慢的 下（ 下）结 的温度，称为理 结 温度（ 熔化温度）。在 生产中，金属结 时的 度快，因 金属的结 总 在T0以下发生。? T1 结 温度金属的 结 温度 于理 结 温度的现象，称为 现象。? T=T0T1 度理 结 温度与 结 温度 差，称为 度。 度 一 恒 ，v ，T，结 推动力。 金属总 在 情况下 行结 的，所以 金属结 的一 必要 。2.结 程? 核的 断形 和 大? 自发形核：金属中的原 自发 到一起。T，自发形核? 外来 核：外来 的 点，杂 金属在 到结 温度时，其结 程 ：先在 中

12、产生一批 核， 形 的 核 断 大， 继续产生新的 核， 到部 转变 为止。最 形 外形 的 所组 的 。3. 的 化金属的 越 ， 越。于 处的 列位极 一致，犬牙交， 咬合。 增强了金属的结合力，了金属的力学性能。的粗 与 核的数目和 核 大的 度有。 金属中的 核越， 核 大的余 越， 的 越 。生产中， 化 的”下：? 增加 度结 时增加 度T 会使结 变 。增加 度， 要金属凝的 转变 度。 生产中常常 采用降 铸型温度和采用导热 数大的金属铸型来 度。 ，对大型铸 ，很难 得大的 度， 且 大的 度，又增加了铸 变形与开裂的倾。因工生产中用变 处理” 化 。? 变 处理变 处理 在浇注前 金属中加入一些 的难熔的物 （变 剂），在 中起附加 核的作用，使形核 增加， 显著 化。往 中加入钛、锆、铝等。? 附加振动金属结 时，利用机械振动、超声波振动、电 振动等”，既可使正在生 的枝 熔断 碎 化，又可使 碎的枝 尖端起 核作用，以增大形核 。? 热处理、力加工：果其 ，试下列铸造 下铸 大：（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）铸 壁 与铸 厚壁 ；（3）厚大壁 的表面部分与中部分；（4）浇注时采用振动与 采用振动。.的 转变大数金属在结 ， 至 到室温，其 类型将保持 变金属在 下，其 类型随温度发生转变的现象，称为 构转变。广