01绪论和工程材料的性能

机械制造基础绪论第一章工程材料导论1.1工程材料的性能工业中心机械制造基础教研室绪论一、课程性质综合性的专业技术基础课是工科专业的专业基础课，是联系基础课和专业课的桥梁。二、课程内容机械制造方面的基础知识将原材料制成零件的毛坯，将毛坯加工成机械零件，再将零件装配成机器的整个过程。机械制造过程原材料制造－毛坯－机械零件－机器设计图纸工艺文件原材料生铁，钢锭，型材….铸件锻件；冲压件焊接件型材坯料锻压成形铸造连接成形下料切削加工热处理车、钳、铣、刨、磨、特零件机械产品装配三、学习目的和学习方法目的：（1）了解和掌握常用的工程材料；（2）了解和掌握铸造、锻造、焊接、切削加工和特种加工的基础知识；（3）熟悉机械制造全过程，并了解现代机械制造技术。即了解常用工程材料的性质及其加工工艺的基础知识。特点：实践性强，内容广泛，较为繁杂。学习方法：广泛阅读，重在理解，适当记忆，理论联系实际四、与其它课程的联系“工程训练”实践部分；背景知识“机械设计”和“互换性与技术测量基础”理论依据“机械制造工程学”具体应用和延伸五、参考书目工程材料与机械制造基础齐乐华高等教育出版社，2006.金属工艺学（上、下册）邓文英主编高等教育出版社机械工程与技术SeropeKalpakjian/StevenR.Schmid机械工业出版社ManufacturingEngineeringandTechnology—HotprocessesManufacturingEngineeringandTechnology—Machining制造技术PNRao机械工业出版社ManufacturingTechnology—Foundry,FormingandWeldingManufacturingEngineeringandTechnology—MetalCutting&MachineTools第一章工程材料导论工程材料的种类：1.1工程材料的性能力学性能：材料在力的作用下所表现出来的性能。也称机械性能。零件的受力情况有静载荷、动载荷和交变载荷之分。包括弹性、强度、塑性、硬度、韧性等常见的外载荷有拉伸、压缩、弯曲、扭转等。拉伸试验拉伸曲线FFe:弹性变形Fe:弹性极限载荷FeFFs:发生部分塑性变形Fs:屈服载荷；S：屈服点FsFFb:明显塑性变形Fb:缩颈开始FFb:载荷下降，变形增加Fk:断裂，强度极限载荷0SFFlll，1.强度材料在力的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力（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）。对于没有明显屈服现象的金属材料，用σp0.2作为屈服点。称条件屈服强度。σp0.2——产生0.2%塑性变形时的应力。（非比例伸长与原标距长度比为0.2％时的应力）0ssFA1）屈服强度：试样产生屈服时的应力。1.强度2）抗拉强度：金属材料在拉断前所承受的最大应力Fb——试样在拉断前所承受的最大载荷，（N）；0(MPa)bbFA2.塑性金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力。1）伸长率：l0——试样原始标距长度，mm；l1——试样拉断后的标距长度，mm。%100001lll2塑性2）断面收缩率：A0——试样原始截面积，mm2；AK——试样拉断后，断口处截面积，mm2。00100%KAAA例：图示为三种不同材料的拉伸曲线（试样尺寸相同），试比较这三种材料的抗拉强度、屈服强度和塑性大小，并指出屈服强度的确定方法。3.硬度金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕的能力。1）布氏硬度2）洛氏硬度3）维氏硬度1）布氏硬度(HB)2）洛氏硬度(HR)思考：工厂为什么常用硬度这一性能指标？硬度是综合性的力学性能指标非破坏性实验测试过程简便迅速其它载荷作用下的力学性能1.冲击韧度2.疲劳强度3.断裂韧度4.磨损1.冲击韧度测试方法：摆锤式冲击试验.1.冲击韧度冲击韧度：缺口处单位截面积上所吸收的冲击功式中：αk－冲击韧度.Ak－冲断试样所消耗的冲击功S－试样缺口处的截面积cm²)(J/cm2SAakk2.疲劳强度金属材料在无数次循环载荷作用下而不致引起破坏的最大应力。2.疲劳强度σ-1测量：旋转对称弯曲疲劳试验机材料的其他性能(自学为主)耐磨性：包括咬合磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损；高温性能：主要指抗氧化、抗蠕变、抗应力松弛的能力；低温性能：主要指抗低温脆化的能力；物理性能：主要有比重、比热、导电性、导热性、色泽等；化学性能：主要指常温或高温下抵抗腐蚀或氧化的能力。例：一根φ10mm的钢棒，在拉伸断裂时直径变为8.5mm，此钢的抗拉强度σb＝450MPa，问此棒能承受的最大载荷为多少？断面收缩率为多少?思考题：1.将钟表发条拉成一条直线，这是弹性变形还是塑性变形？2.缩颈发生在拉伸图上那一点？如果式样没有出现缩颈现象，是否表示该式样没有塑性变形？3.下列情况应采用那种硬度法来检查其硬度？库存钢材硬质合金刀头锻件台虎钳钳口4.下列符号所表示的力学性能指标的名称和含义是什么？σbσsσr0.2σ-1δɑkHRCHBSHBW5.硬度和抗拉强度之间有没有一定的关系？为什么？