PPT《1.金属材料导论》

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金属材料导论 1.5 铁碳合金 1.1 金属材料的主要性能 1.2 金属及合金的晶体结构 1.3 合金的结构 1.4 二元合金状态图 零件的生产工艺过程 选材 选毛坯 预先热处理 机械加工 最终热处理 检验 应根据零件的性能要求、受载情况、服役条 件、工作环境等: 其中选材:金属材料种类繁多,性能不一,而且材料的发展日新月异,而零件的性能要求、服役条件各不相同,再加上材料的资源、价格等多方面考虑. 毛坯选择 机械加工方法 轴 车削 传统的有 现代的有 有液态成形毛坯 塑性成形毛坯 连接成形毛坯 粉末冶金成形 型材等毛坯 车削、刨削、铣削拉削、镗削、磨削等 数控加工、电火花加工、激光加工等特种加工方法 一个具体零件的加工往往可用多种不同的加工方法,而每种加工方法所能达到的加工精度、加工质量、加工范围、加工效率是不同的. 预先热处理: 为使切削加工能顺利进行,可通过预先热处理调整硬度,为切削加工做好组织准备. 最终热处理: 使材料的性能达到要求. 第1章 金属材料导论 材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱. 复合材料 工程材料 金属材料 陶瓷材料 高分子材料 1.1 金属材料的主要性能 本节重点:金属材料的力学性能 主要内容:金属材料的力学性能,包括材料的强 度 、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳 强度等. 本节难点:各性能指标的物理意义和测定方法 1.1.1 金属材料的力学性能 在低碳钢拉伸曲线中,把F-Δl坐标换成 σ-ε(应力―应变)就可以直接在图上读出力学性能指标,并且不需要做成标准试样. 强度 材料在外力作用,抵抗塑性变形和断裂的 能力.工程上常用的金属材料的强度指标 有屈服强度(σs)和抗拉强度(σb)等;

塑性 材料在外力作用下产生永久变形而不破 坏的性能.表示材料的塑性指标是:伸 长率δ和断面收缩率Ψ;

对于塑性差的 材料,用σ0.2来代替σs;

1)使材料具有良好的成形性;

2)受到外力变形时,有强化作用. 硬度 材料抵抗更硬的物体压入其内的能力.最 常用的硬度指标有:布氏硬度(HB)和 洛氏硬度 (HRA-C).布氏硬度和洛氏硬 度试验原理和使用范围均不相同;

零件发生疲劳破坏是没有预兆而突然断裂,此时发生疲劳破坏的应力远远小于抗拉强度,甚至比屈服强度还小,非常危险. 小结:金属材料的力学性能是在外力作用下表现出的力学性能,在实际生产中应用相当广泛. 1.1.2 金属材料的物理、化学性能(略) 冲击韧度 金属材料抵抗冲击载荷的作用而不破坏的 能力.常用的指标有冲击韧度(Ak). 疲劳强度 金属材料抵抗交变载荷的作用而不 破坏 的能力.常用的指标有疲劳强度(σ-1) . 思考题1将钟表发条拉成一直线,问这是弹性变形还是塑性变形?怎样判断它的变形性质?

2 疲劳破坏有什么危害?在什么情况下发生疲劳破坏,产生原因是什么?如何提高零件的疲劳强度? 1.2 金属及合金的晶体结构 2. 金属的结晶:原子由无序状态向有序状态转变的过程.有晶体形成. 本节重点:金属结晶的概念、结晶过程 本节难点:合金的结构 1. 三种常见的金属的晶格类型: 体心立方 面心立方 密排六方 基本概念 凝固:一般非晶体由液态向固态转变的过程 . 结晶:由液态金属转变为固态晶体的过程. 晶体: 原子排列时有序的,原子在三维空间做规则 的、周期性的、重复排列.有一定的熔点和 凝固点,性能趋向各向异性. 非晶体: 原子排列杂乱无章呈无序状态,没 有一 定的熔点和凝固点,性能趋向 各向同性. 晶体中的原子排列 金属的结晶纯金属的冷却曲线(理想状态) ?C T ? L a b S