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1、机械制造基础第一部分工程材料与热处理1. 工程材料一般可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料2. 金属材料的性能包括：1、物理性能2、化学性能：3、机械性能：4、工艺性能3. 机械性能：强度；硬度；塑性；韧性；疲劳强度。4. 工艺性能：铸造性能；锻压性能；焊接性能；切削加工及热处理等方面的性能。性能。第一章材料的力学性能根据载荷性质零件受力情况可分为：静载荷是指逐渐而缓慢地作用在工件上的力。动载荷包括冲击载荷和交变载荷等。材料在外力作用下引起形状和尺寸的改变，称变形。变形又分弹性变形和塑性变形 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。以静载荷下抗拉强度作为判别金属材料强度高
2、低的基本指标。金属发生塑性变形但不破坏的能力，称为塑性硬度是指金属表面抵抗塑性变形和破坏的能力P9硬度测定的方法：压入法，它用一定的静载荷（压力）将压头压在金属表面上，然后通过测定压痕的面积或深度来确 定其硬度。常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度、和维氏硬度三种。布氏硬度的表示方法如：150HBS10/10000/30常用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。洛氏硬度：HRA、HRB、HRC维氏硬度HV硬度HRC :测量钢球：可以测试软、硬金属，尤其是可测试极薄零件的硬度和渗碳层、渗氮层的硬度 冲击载荷是指加载速度很快而作用时间很短的突发载荷。金属抵抗冲击载荷而不破的能力，称为冲
3、击韧度，也称冲击韧度，或冲击韧性机械零件在各种交变载荷作用下经过长时间工作也会发生破坏，通常这种破坏现象称为金 属的疲劳。第二章金属的组织结构第一节 金属的晶体结构与结晶常见金属的晶体结构：1、体心立方晶格；2、面心立方晶格；3、密排立方晶格金属的结晶过程就是由晶核的形成和晶粒的长大两个基本过程组成的。晶粒越细小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。在不同的温度区间，金属的晶体结构具有不同的晶格类型，称为同素异晶转变同素异晶转变，是金属的一个重要性能。凡是具有同素异晶转变的金属及其合金。都可以 用热处理的方法改变其性能合金一是由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的。合金在固态时，合金组元
4、互相溶解，即在某组元的晶格中含有其它组元的原子，这种新相 称为固溶体金属化合物一般具有较复杂的晶体结构，熔点高，性能硬而脆。塑性、韧性几乎为零，所以很少单独使用。当合金中含有金属化合物时，将使合金强度、硬度和耐磨性提高，而塑性降低。 因此，化合物是许多合金材料的重要强化相，与固溶体适当配合，可提高金属的综合力学 性能。在合金中，由两或两种以上的相按一定的质量分数组成的物质叫做机械混合物。铁碳合金的基本组织：1.铁素体（F）2.奥氏体（A）3.渗碳体（Fe3C）4.珠光体（P）1. 工业纯铁3 c 0.0218%2. 钢3c3-1 ，温、中温转变产物的组织和住能组织名称符号转变温度组织形态层间距
5、/m分辨所需放大倍数硬度/HRC珠光体P4,-650粗层状约0.350040040 45下贝氏体B下350M,黑色针状40045 55-室温v M(-50DTOO尸 1俨 101021O1 10* W 106 10?时间(对数坐标)图土6在等温转变曲线上估计连缱冷却时组织转变的情况钢的退火与正火机械零件经过铸造、锻压、焊接等工艺后。会存在内应力，组织粗大，不均匀， 偏析等缺陷。 淬火的加热温度：亚共析钢：加热温度一般为AC3+ (3050)C过共析钢：加热温度一般为AC1+ (3050)C加热介质：通常在电炉、燃料炉、盐浴炉和铅浴炉中进行。(3)钢的淬透性指钢在淬火后得淬硬层深度的能力。钢的淬
6、透性取决于其化学成份2. 回火一将淬火后获得马氏体组织的钢重新加热到AC1以下的某一温度，经保温后缓慢 冷却到室温这一热处理过程 回火马氏体 回火屈氏体 回火索氏体第四节钢的表面热处理有些零件，采用表面热处理可以获得表面高硬度和心部高韧性。一、表面淬火1 .火焰加热表面淬火法2. 感应加热表面淬火法二、化学热处理1. 渗碳2. 氮化3. 碳氮共渗第四章合金钢在冶炼碳钢时有目的地加入一种或几种合金元素所得到的特定性能的钢。称为合 金钢。合金元素的加入使冶炼、铸造、焊接及热处理工艺变得复杂了，成本也提高了在合金钢中常加入的合金元素有：锰、硅、铬、镍、钼、钨、帆、钛、铝、硼和 稀土等。一、合金钢的分
7、类和编号4)按用途分类：合金结构钢合金工具钢 特殊性能钢2、合金钢的编号编号原则数字+化学元素+数字”。2) 合金工具钢：牌号前面用一位数字表示平均含碳质量分数的千倍，3) 特殊性能钢:表示方法与合金工具钢基本相同。4) 滚动轴承钢： 二、合金结构钢1、低合金高强度结构钢低碳（Wc0.20% ）低合金（一般合金元素总量WMc3% ）2、合金渗碳钢3、合金调质钢4、合金弹簧钢5、滚动轴承钢三、合金工具钢用于制造刃具、模具、量具等工具的钢。称为工具钢1、合金刃具钢对刃具钢的性能要求是：1）高硬度2）高耐磨性3）高热硬性4）足够的强度、塑性和韧性。刃具钢又分两类：低合金工具钢高速钢2、合金模具钢Cr
8、12是最常用的冷作模具钢最常用的热压模具钢是3Cr2W8V四、特殊性能钢1、不锈钢2、耐热钢第五章有色金属第2部分毛坏的成型方法P113第八章 铸造1. 铸造、锻压和焊接三种基本的毛坯成形方法。2. 相同尺寸的锻件比，组织性能较差，承载能力不及锻件3. 铸造的工艺方法很多，一般可将其分为砂型铸造和特种铸造两大类4. 铸造是将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型中，待其冷凝后获得合格铸件的方法。5. 铸造获得的毛坯或零件称为铸件6. 相同尺寸的锻件比，组织性能较差，承载能力不及锻件7. 砂型铸造是铸型的原材料主要为型砂。而且液态金属完全靠重力充满铸型的型腔时。 称为砂型铸造。8. 砂型铸造一般可分
9、为手工砂型铸造和机器砂型铸造9. 特种铸造凡是不同于砂型铸造的其它各种铸造方法，统称为特种铸造。如金属型 铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造等。10. 压力铸造：液体金属在高压作用下，以高速压入金属的铸型中，并在压力下冷凝制得 铸件的方法，称为压力铸造。简称压铸。11. 压铸应用：主要用于有色合金薄壁铸件的大批生产。不能进行热处理12. 在铸造生产中用易熔化的材料（如蜡料）制成模样（铸型），然后将液体金属浇入熔模 形成的型壳（铸型）型腔中，待冷凝后获得铸件的方法称为熔模铸造。失蜡铸造（精密铸 造）13. 灰铸铁的性能特点：灰铸铁在生产中应用是最广的。它的抗拉强度不高。但具有良好 的吸
10、震性、小的缺口敏感性和良好的自润滑作用及贮油结构。因此，应用于：承受不大冲 击载荷、需要减震、耐磨的零件。常用灰铸铁制造。14：铸造工艺性能好的表现：熔点低，结晶温度范围小。流动性好。总收缩率小，铸件不易生产缩孔、裂纹等缺陷15. 可锻铸铁又称玛铁，是将白口铸铁作高温长时间退火处理后制得的。经处理，使铸铁 中的Fe3C发生分解，析出团絮状石墨，铸件力学性能提高，尤其可贵的是它具有一定的塑 性与韧性，故得可锻铸铁的名，并不是真能锻打。16. 铸铁种类：灰铸铁，孕育铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁17. 上述各种铸铁性能比较：力学性能变好。铸铁性能变差，适用于不同的铸件18. 哪些材料可以铸造：铸铁，铸钢，铜合金，铝合金19：铝合
