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第一章 绪论、金属性能

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第一章 绪论、金属性能金 属 工 艺 学工艺是指用各种原材料、半成品加工为产品的方法与过程。金属工艺学就是用金属原材料或半成品加工机械零件的制造方法。对于学生而言,本课程属于工程实践的必修课程,学好它,可以为今后学习其他课程打下良好基础。掌握本课程相关知识,也能够让我们了解零配件的材料特性及制造方法,对将来在机械设备的设计、改进等工作方面可以提供强有力的帮助。绪论1.课程主要内容:(1)系统介绍机械工程材料的性能、应用及改进材料性能的工艺方法;(2)各种成形工艺方法及其在机械制造中的应用和相互联系;(3)机械零件的加工工艺过程。绪论2....

第一章 绪论、金属性能
金 属 工 艺 学工艺是指用各种原材料、半成品加工为产品的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 与过程。金属工艺学就是用金属原材料或半成品加工机械零件的制造方法。对于学生而言,本课程属于 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 实践的必修课程,学好它,可以为今后学习其他课程打下良好基础。掌握本课程相关知识,也能够让我们了解零配件的材料特性及制造方法,对将来在机械设备的设计、改进等工作方面可以提供强有力的帮助。绪论1.课程主要 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 :(1)系统介绍机械工程材料的性能、应用及改进材料性能的工艺方法;(2)各种成形工艺方法及其在机械制造中的应用和相互联系;(3)机械零件的加工工艺过程。绪论2.生产方法:绪论3.发展历史(材料、设备、工艺):绪论公元前100万年:石器时代公元前3000年:青铜器时代公元前1000年:铁器时代公元0年:水泥时代公元1800年:钢时代公元1950年:硅时代公元1990年:新材料时代绪论1996年我国钢产量超过一亿吨,变成世界第一产钢大国。这是为纪念钢产量突破一亿吨而发行的邮票。绪论绪论机械制造技术的发展是由机器代替手工,再进一步实现柔性化、集成化、自动化、智能化的现代制造技术。绪论4.基本要求:◆了解金属材料的种类、性能及其改性方法,初步掌握其应用范围和选择原则。◆掌握主要毛坯成形方法的基本原理和工艺特点,具有选择毛坯及工艺分析的初步能力。◆掌握机械制造生产过程、生产类型及其特点;掌握各种主要加工方法的实质、工艺特点、基本原理和设备。◆了解零件的结构工艺性。◆了解有关的新工艺、新技术及其发展趋势。绪论5.考核方式成绩评定 笔试闭卷的方式考核 期末成绩=考试成绩+平时成绩。(其中考试成绩占70%,平时成绩占30%)第一章 钢铁材料及热处理§1—1金属及合金的性能金属及合金的性能包括力学、物理、化学和工艺性能。它们是进行设计、选材和制定工艺的依据。 一、力学性能 力学性能是指金属材料在外力(载荷)作用下,所表现出的特性。主要包括强度、硬度、弹性、塑性和冲击韧性等。(一)强度强度是指金属抵抗永久变形(塑性变形)和断裂的能力。                  拉伸试验第一章 钢铁材料及热处理 第一章 钢铁材料及热处理低碳钢拉伸曲线从拉伸曲线中可以看出:①拉力F不超过Fe时,外力与变形成正比,去除拉力后,棒料恢复到原来长度,材料的变形为弹性变形。②拉力F超过Fs时,拉伸曲线呈水平方向的“锯齿线”, 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 拉力没有增大情况下棒料在伸长,这种现象称为“屈服”。材料屈服后,在去除拉力而棒料不能恢复到原来长度,材料的变形为塑性变形。③拉力F达到Fb时,棒料局部出现“颈缩”,棒料在颈缩处断裂。第一章 钢铁材料及热处理金属强度通常以应力的形式表示:第一章 钢铁材料及热处理常用的强度指标有:1.屈服点(屈服强度)2.抗拉强度(二)塑性塑性是指材料产生塑性变形而不发生断裂的能力。1.断后伸长率—试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比。2.断面收缩率—试样拉断后,缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。ẟ和ѱ的数值越大,表示材料的塑性越好。一般把ẟ˃5%的材料称为塑性材料,ẟ<5%的材料称为脆性材料。第一章 钢铁材料及热处理(三)硬度指材料抵抗局部变形,特别是局部塑性变形、压痕和划痕的能力。工程上常用有:布氏硬度、洛氏硬度。1.布氏硬度以荷载与压痕表面积的比值作为布氏硬度值。用HBS(淬火钢球)或HBW(硬质合金球)表示。第一章 钢铁材料及热处理根据压痕直径d查表确定布氏硬度值。布氏硬度值越大,材料越硬。HBS已于2003年取消,HBW是目前用于测量布氏硬度的唯一方法。用布氏硬度测材料的硬度值,其测试数据比较准确,但不宜测薄件、成品件或硬度较高的材料。主要用来测量灰铸铁、有色金属以及经退火、正火和调质处理的钢材。第一章 钢铁材料及热处理2.洛氏硬度用顶角为1200的金刚石圆锥体或直径为1.588mm淬火钢球作压头,在初始试验力F1(98N)及总试验力F作用下,将压头压入试样表面,按 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 保持时间后卸除主试验力,用测量的残余压痕深度增量计算硬度。第一章 钢铁材料及热处理采用不同的压头和荷载组成不同的洛氏硬度:HRA、HRB、HRC等,一般生产中多用HRC。在符号前写出硬度值。HRA:60Kg载荷,钻石锥,用于硬度很高的材料,例如硬质合金。HRB:100Kg载荷,直径1.588mm淬火钢球,用于硬度较低的材料,例如软钢、有色金属、退火钢、铸铁等。HRC:150Kg载荷,钻石锥,用于硬度较高的材料,如淬火钢。洛氏硬度法测量简单、迅速,可直接测量成品和硬的材料,也可以测量的较薄工件,但结果不够准确。硬度也是重要的力学性能指标,生产实践中往往通过测定材料的硬度来估算其强度指标第一章 钢铁材料及热处理 (四)冲击韧性冲击韧性是指材料抵抗冲击荷载的能力。对于工作中承受冲击荷载的零件,不能只考虑强度,还需考虑材料的韧性。第一章 钢铁材料及热处理工程上通常用摆锤冲击试验测量材料的冲击韧性。第一章 钢铁材料及热处理缺口背向摆锤冲击方向,摆锤举至H1高度(H1的高度以能冲断试样为准),然后自由落下,冲断试样升至高度H2。冲击试样缺口底部处单位横截面积A上的冲击吸收功Akv,称为冲击韧度αkv。αkv值越大,材料韧性越好。影响αkv因素很多,设计选材时只作参考。αkv=Akv/AJ/cm2第一章 钢铁材料及热处理第一章 钢铁材料及热处理(五)疲劳强度疲劳强度是指材料在多次(107次或更高次数)交变载荷作用下不引起断裂的最大应力。大小和方向不随时间变化或随时间变化缓慢的应力称为静应力;在静应力作用下,不超过弹性极限时,零件产生弹性变形,否则可能产生断裂和塑性变形。大小和方向随时间变化的应力称为变应力;机械零件一般情况都是在变载荷作用下产生变应力。应力随时间按一定规律周期性变化,且变化幅度保持常数的变应力称为稳定循环变应力;它分为不对称循环变应力、对称循环变应力、脉动循环变应力,其中对零件最不利的是对称循环变应力。零件在工作过程中受到方向、大小反复变化的交变应力的作用,会在远小于强度极限σb,甚至小于屈服点σs的条件下断裂,这种现象称为疲劳断裂;疲劳断裂时不产生明显塑性变形,具有比较大的危险性。提高疲劳强度的措施:降低零件表面粗糙度,表面强化。二、物理、化学性能物理性能:密度、熔点、热膨胀系数、导热性、导电性、磁性等。化学性能:耐腐蚀性。三、工艺性能工艺性能是指金属材料适应加工艺要求的能力。反应了材料加工的难易程度。第一章 钢铁材料及热处理§1—2铁碳合金及其状态图一、碳钢碳钢亦称碳素钢。主要由铁和碳两种元素组成的合金。主要成份是铁Fe,含C量低于2.11%。碳钢还含有少量的硫、磷、硅、锰等杂质。影响钢的性能和品质。第一章 钢铁材料及热处理含碳量越高,钢的强度和硬度越高,而塑性和韧性越低。而当含碳量超过0.9%时,使钢的强度有所降低。第一章 钢铁材料及热处理(一)碳钢中的常存杂质元素及其作用硫S和磷P——有害元素硅Si和锰Mn——有益元素(1)硫:可与铁生成FeS,这种金属导致热加工时开裂。在高温时出现脆裂的现象,称为“热脆”,因此钢中的含S量必须严格控制。(2)磷:在钢中能全部溶于铁素体,在室温下使钢的塑性和韧性急剧下降(Fe3P而使钢的脆性增加),产生低温脆性,这种现象称为“冷脆”,因此钢中的含P量也必须加以限制。第一章 钢铁材料及热处理(3)锰:脱氧剂,可清除钢中的FeO,形成MnS减轻硫的有害作用,改善钢的品质。锰能提高钢的强度和硬度。锰在碳钢中的含量一般为0.25%~0.80%,含量较低对钢的性能影响不大。(4)硅:脱氧剂,可清除钢中的FeO,脱氧能力比Mn还强。硅也能溶入铁素体,使铁素体强化,从而提高钢的强度和硬度,但降低塑性和韧性。作为杂质其含量应小于0.4%,对钢的性能影响也不大。第一章 钢铁材料及热处理(二)碳钢的分类1.按碳的含量分类第一章 钢铁材料及热处理2.按钢的质量分类第一章 钢铁材料及热处理3.按用途分类(1)碳素结构钢主要用于建筑、桥梁等工程结构和各种机械零件(如齿轮、轴、螺栓、弹簧等)。(2)碳素工具钢主要用于各种刀具、量具和模具。如丝锥、板牙、刮刀、锯条、冲模等。(3)专用钢包括锅炉钢、船用钢、易切削钢等。第一章 钢铁材料及热处理(三)碳钢的牌号、性能及主要用途1.普通碳素结构钢(GB/T700—1988)其牌号表示方法及符号、代号的含义:牌号碳素结构钢的牌号以钢材厚度(或直径)不大于16mm钢的屈服点σs的数值表示。符号、代号的含义:Q—屈服点“屈”字拼音首字母;A、B、C、D—质量等级,由A到D质量由低到高。F—沸腾钢“沸”字拼音首字母;b—半镇静钢“半”字拼音首字母;Z—镇静钢“镇”字拼音首字母;TZ—特殊镇静钢“特殊”两字首字母。在牌号表示方法中,“Z"和”TZ"代号省略。牌号表示方法:用Q、屈服点数值、质量等级和脱氧方法组成。如牌号Q235—B·b示例说明: Q—钢的屈服点“屈”字汉语拼音字头; 235—最低屈服点值235MPa;B—表示质量等级为B级。 b—半镇静钢。沸腾钢:脱氧不完全的碳素钢,钢水中留有高于碳氧平衡的氧量,与碳反应放出CO气体,浇注时在钢锭模内呈沸腾现象。半镇静钢:脱氧较完全的钢,脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间,浇注时有较小沸腾。镇静钢:脱氧完全的钢。特殊镇静钢:比镇静钢脱氧更充分彻底的钢。第一章 钢铁材料及热处理第一章 钢铁材料及热处理常用碳素结构钢的用途见表1—1。 Q195、Q215、Q235A、Q235B 塑性较好,有一定的强度,通常轧制成钢筋、钢板、钢管等,可用于做桥梁、建筑物等构件,也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉等。    Q235C、Q235D 可用于重要的焊接件。    Q255、Q275强度较高,可轧制成型钢、钢板作构件用。 常用碳素结构钢     钢板钢筋             建筑构件   螺钉铆钉              钢桥梁第一章 钢铁材料及热处理2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢供应时需保证化学成分和力学性能,主要用来制造机器中比较重要的零件。这类钢制作零件均需经过热处理。表示方法:用两位数字表示平均含碳量的万分数,较高含锰量再加Mn。 如:45钢,碳的平均含量为万分之四十五,即0.45%。 含锰较高的优质结构钢要标出Mn,如:45Mn。第一章 钢铁材料及热处理 常用优质碳素结构钢表1— 3。08F(含C量0.08%的沸腾钢)塑性、韧性好,可制造冷冲压零件;10、20钢 冷冲压性与焊接性能良好,可用作冲压件及焊接件,经过热处理(如渗碳)也可以制造轴、销等零件;   35、40、45(应用最广)、50钢 经热处理后,可获得良好的综合机械性能,用来制造齿轮、轴类、套筒等零件;  60、65钢 弹性好,主要用来制造弹簧。第一章 钢铁材料及热处理 常用优质碳素结构钢:                 螺栓齿轮       曲轴             弹簧第一章 钢铁材料及热处理第一章 钢铁材料及热处理3.碳素工具钢  碳素工具钢的含碳量在0.65%~1.35%之间。  表示方法:用“T”加表示平均含碳量千分数的数字,较高质量再加“A”。  如:T8表示平均碳含量为0.80%的碳素工具钢。  碳素工具钢均为优质钢,若含硫、磷更低,则为高级优质钢,在钢号后标注“A”字。例如,T12A表示碳质量分数为1.2%的高级优质碳素工具钢。 碳素工具钢用来制造各种刃具、量具、模具等。常用碳素工具钢:锉刀钻头量具第一章 钢铁材料及热处理 4.铸钢表示方法:ZG最小屈服数值—最小抗拉强度或用两位数字表示平均含碳量的万分数表示。  如:ZG200-400:表示最小屈服强度200MPa、最小抗拉强度400MPa的铸钢。 ZG45:表示平均含碳量为0.45%的铸钢。   第一章 钢铁材料及热处理   铸钢主要用于制造形状复杂,需要一定强度、塑性和韧性的零件。轧辊重型机械齿轮外壳 第一章 钢铁材料及热处理
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