《机械制造基础》金属材料的力学性能.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 机械制造基础 一：机械制造业介绍 一：机械制造业介绍 二：制造业与现代化 15－16世纪：意大利文艺复兴激起了人类对自然界的向往，开辟了人类理性思维的人文时代。 先进的知识界认为：必须采用观察－实验－比较－归纳－推理 这种理性的科学方法才能认识世界、改造世界。 特别是数值网络化时代的到来，使得人类社会的活动呈现虚拟性.似乎认为：工业经济衰落了，今后的生产对象是“比特”，不是“原子” ，将出现无物质生产的社会. 20世纪80年代以来有普遍认为： 所有创造财富的资源中，知识可以取代其他资源. 知识是取代自然资源的替代品. 取之不尽、用之不竭的知识是终极的替代品. 目前有两种经济：朝阳经济和夕阳经济. 多数传统的产业成了夕阳，矿业、铁路、钢铁被新技术革命淘汰.现代经济的主要职能是知识和信息（不是物质）的生产和分配. 三 制造业创造了人类 恩格斯说：直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具开始的。动物所作的最多是收集，而人类则从事生产。 人类的进化从猿到人没有争议。人与猿分离是由于人学会了双足行走和用手制造和使用工具。 原始的制造工具和使用工具始于木棍、石器等。随着狩猎和采集技术的改进，工具日趋精细，种类多样，出现了有组织的石料开采和加工,形成了原始的制造业。 四 制造业是产业革命的主力军 第一次工业革命：瓦特蒸气机发明（产业革命） 第二次工业革命：电气化运动 第三次产业革命：20世纪下半叶的信息化运动 反映了新的科学技术成就对工业和社会各部门的 革命性影响。 今天中国的制造业直接创造国民生产总值1/3, 占工业生产总值4/5,为国家提供财政收入1/3以上 贡献出口总额的90%,就业人口为8043万。 《机械制造基础》课程包括的内容 ?工程材料 ?毛坯成型方法 ? 金属的各种加工工艺 ?公差配合与测量技术 性能、热处理方法、钢材等。 1、机械工程材料 制造各种机械设备的物质基础，必须对机械工程材料有一定的了解。 在机械设计中：根据工作条件选择合适材料和提出正确的技术要求。 在机械制造中：根据结构工艺性选择制定加工方法和工艺规程。 在对机械设备的使用、维护和管理中：设备工作状态、产品质量、经济效益等分析与评价。 1.1 金属材料的性能 金属材料的性能主要包括四个方面： 工艺性能 化学性能 力学性能 物理性能 机械设计与制造中考虑 特殊情况下考虑 金属材料力学性能 金属材料其它性能 强度 塑性 硬度 冲击韧性 物理性能 化学性能 工艺性能 1 、强度 （低碳钢的拉伸实验图） 强度(strength)的定义: (一般指抗拉强度) 强度分类：（以外力作用的方式不同分以下四类） 抗拉强度 抗弯强度 抗扭强度 抗压强度 强度分类 例子：低碳钢材料拉伸试样 试样原始标距 试样拉断后标距 试样原始横截面积 试样拉断后缩頚处最小横截面积 低碳钢的拉伸曲线图 弹性极限点 屈服极限点 强度极限 断裂点 脆性材料 （铸铁） 只有一个强度指标 金属材料以上各种强度在机械设计中具有重要的意义。 设计弹簧和弹性零件时： 采用韧性材料制造机械零件时： 采用脆性材料制造机械零件时： 2 、 塑性 定义：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力 衡量指标：材料断后伸长率 与端面收缩率 特别注意： 1、同一材料不同的长度的试样得到的断后伸长率不同。长比例试样 比短比例 试样的伸长率小。 2、但是断面收缩率则不受试样长短的影响。 3、金属塑性的优劣与零件成型加工关系密切。 一般情况允许 零件局部加工硬化，强度提高 但大多数零件只要 即可满足要求 3 、 硬度 定义：金属材料抵抗集中载荷作用的能力（或者说材料抵抗硬物压入的能力） 常用的硬度测试方法 布氏硬度HB (HBS,HBW) 洛氏硬度HR (HRA, HRB, HRC) HBS压球为钢球时布氏硬度符号 HBW压球为硬质合金布氏硬度符号 D 压头直径(mm) F 试验时的压力(kgf) d 压痕平均直径(mm) 测试硬度低的材料 测硬度高材料 实际上，根据材料表面 压痕直径d后直接查布氏 硬度表得出硬度值。不 需要按照上面公式计算 布氏硬度测试 力保持一定时间 洛氏硬度HR 初始载荷 总载荷 撤出主载荷后 初始位移 （压痕） 总位移 （总压痕） 撤出主载荷后总压痕 定义：在初始载荷和总载荷分别作用下压入被测量材料的表面，然后卸下主载荷后，用初载荷作用下所测量的压痕深度残余增量来计算硬度值。 根据实验所用的压头和载荷不同，洛氏硬度有几种硬度标尺（A,B,C） 洛氏硬度试验结果表示