材料及热加工复习资料2工程材料及热加工工艺绪论一.课程的任务及内容工艺方法工程材料———加工工艺———产品件装配试车工艺过程基本知识热加工冷加工成分.组织.性能铸.锻.焊.热（切削加工）关系.应用性质：机械类各专业必修的一门综合的技术基础课。任务：使学生获得有关金属学.钢的热处理.常用的金属材料及加工的基础知识，培养学生合理选材.确定热处理方法及安排工件加工工艺路线的初步能力。先修课：物理.化学.机械制图.金工实习等，与材料力学.机械设计等关系密切。作用：打基础为后续课为专业课为工作实践二．材料及发展趋势钢：碳钢.合金钢.铸钢….黑色金属金属材料铁：HT.QT.合金铸铁…Cu及Cu合金有色金属AI及AI合金工程材料其它：轴承…普通无机非金属材料陶瓷材料例特种非金属热塑性材工程塑料料工程塑料通用塑料热固性有机高特种塑料分子材料橡胶金属材料+非金属材料=复合材料结构材料机性.物性.化性工程材料（应用）功能材料特异物化性能.超导.激光材料……三.金属材料的应用.特点.陶瓷.高分子材料发展速度很快，但还不能全面代替传统的金属材料。金属材料各行各业应用广泛。原因：金属材料可满足各种各样的性能。具体：1.一般均具有优良的机械性能；2.具有优良的物理性能；3.具有优良的工艺性能；热处理较大范围改变金属材料的性能。四.影响金属材料性能的因素1.化学成分决定组织.性能2.处理工艺内部组织变化性能与微观组织有关。第一章金属材料的力学性能物理性能导电.热.磁.密度.熔点化学性能耐蚀.热.酸.抗氧化使用性能其它性能耐磨性.承受磨损耐久程度.综合性机械性能外力作用下表现的性能，变形.失效性能（力学性能）铸造性能流动性.收缩性.吸气性…工艺性能塑性成形性可锻性.冲压性（加工性能）焊接性热处理工艺性切削加工性根据使用性选择材料用途选材.选工艺性能是基础根据加工性选择加工方法机械性能（力学性能）是设计零件选材的依据，控制材料质量的重要参考。六大性能九大指标强度σbσSσ0.2塑性δψ刚度E力学性能指标布氏HBSHBW硬度洛氏HRAHRBHRC维氏HV冲击韧性Akuaku(Akak)疲劳强度σ-1§1刚度.强度.塑性作拉伸试验GB228-87低碳钢拉伸试样OE弹性阶段符合虎克定律呈线形关系E弹变点S平台屈服阶段（流动阶段）S点屈服点拉伸图（拉伸曲线）载荷和变形量（伸长量）F-ΔL或应力-应变图σ(F/S0)-ε(ΔL/L0)拉伸过程瞬间自动记录F与ΔL塑性材料>σb不均匀变形缩颈→断裂脆性材料>σb断裂一.刚度抵抗弹变的能力指标弹性模量EσE=——─(N/mm2)弹性范围内.应力与应变的比值（或线形关系.正比）εE↑刚度↑弹性变形小二.强度材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。常温静载1.屈服点S屈服强度表征材料对产生明显塑性变形的抗力有明显的屈服现象屈服点：产生屈服时的应力屈服强度（屈服极限）FSσS=-----(N/mm2)S02.名义屈服强度（条件屈服强度）σ0.2无明显屈服现象的材料高碳钢.铝.铜F0.2--产生0.2%残余塑性变形时的载荷σ0.2=-------S0规定：残余伸长为0.2%的应力σr0.2或者非比例伸长为0.2%的应力σp0.20.2%是条件屈服强度的“条件”3.抗拉强度σb拉断前承受的最大应力Fbσb=--------(N/mm2)S0表征了材料抵抗最大均匀变形的能力Fb即断裂载荷σb.σS（σr0.2σp0.2）两个重要力学性能指标，是零件选材强度设计主要依据。屈强比σS/σb↓可靠性↑利用率↓三.塑性外力作用下产生永久变形而不破坏的能力两个衡量指标δψ1.断后伸长率（相对延伸率）δL1-L0.δ=----------╳100%与标距长度有关L0↑δ↓L0短试样L0.=5d0δ5长试样L0.=10d0δ10同一材料δ5≠δ10δ5>δ10不能比较2.断面收缩率ψS0–S1ψ=----------╳100%不受标距尺寸影响，可靠反映材料塑性S0δ↑ψ↑塑性↑与负荷无关一般塑材δ>2~5%低碳钢脆材δ<2~5%HT注意：塑性好处（1）零件一旦超载，不致突然断裂破坏（2）是压力加工的必要条件§2.冲击韧性（韧性）抵抗冲击载荷下断裂的能力应变速度>1%/S为冲击；<1%/S为静载荷冲击试验法GB229-84冲击试样试验机冲击吸收功AKU=W(H-h)单位J或Kgf.m(1Kgf.m=9.8J)从表盘读出AKUaku=--------------J/cm2或Kgf/cm2冲击韧度SakuU型缺口akvV型缺口同一材料akv
