《金属工艺学》素材.ppt

绪 论 金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术科学。 我国在商代就大量使用青铜器，当时青铜冶炼和铸造技术已经相当精湛。 在春秋末期我国就出现了铁器，也比欧洲早一千八百多年左右。 解放后，我国在金属材料、非金属材料及其加工技术方面有了突飞猛进的发展，推动了我国机械制造工业的发展 第一章 金属的性能 金属材料的性能包含使用性能和工艺性能。 使用性能是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，它包括物理性能、化学性能和机械（力学）性能等； 工艺性能是指金属材料在制造过程中适应加工的性能，如铸造性能、锻造性能、焊接性能以及切削加工性能等 。 第一节 金属的物理性能与化学性能 金属的物理性能主要包括密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。 2．熔点 金属和合金熔化时所需要的温度称为熔点。纯金属都有固定的熔点，合金的熔点取决于它的化学成分。 3．热膨胀性 金属材料随温度变化而体积发生膨胀或收缩的特性称为热膨胀性。 4．导热性 金属材料传递热量的性能称为导热性。金属的热导率越大，它的导热性就越好。 5．导电性 金属材料传导电流的能力称为导电性。电阻率是表示材料导电能力的性能指标。 ⒍ 磁性 金属材料在磁场中受到磁化的性能称为磁性。 二、金属的化学性能 主要的化学性能有；耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性 ⒈ 耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧气、水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏作用的能力称为耐腐蚀性 。 2. 抗氧化性 金属材料在加热时阻止氧化作用的能力称为抗氧化性。金属的氧化性随温度的升高而增加 。 ⒊ 化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属材料在高温下的化学稳定性称为热稳定性。 第二节 金属的力学性能 金属材料在外力（载荷）作用下所表现出来的性能，称为力学性能，或机械性能。力学性能主要有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。 一、力学基本概念 1. 载荷 载荷就是物体受到的外力，也称负载。可以分为静载荷、冲击载荷及交变载荷等三种。 2．变形 变形一般分为弹性变形和塑性变形。 （1）弹性变形 材料在载荷作用时发生变形，当载荷卸去后，变形也完全消失。例如弹簧的变形。 （2）塑性变形 当作用在金属材料上的载荷超过一定范围，这时若卸去载荷，金属材料还有一部分变形不能消失。例如折弯的钢管。 二、强度 强度可分为屈服强度（屈服点）、抗拉强度等。 1．屈服强度 屈服强度是指金属材料在外力作用下开始产生明显塑性变形时的最小应力，也叫屈服极限。 三、塑性 金属材料的塑性通常用伸长率δ和断面收缩率 来表示。 1．伸长率 伸长率是试样拉断后标距增长量与原始标距长度的百分比。 四、硬度 2．断面收缩率 断面收缩率是指试样拉断后断面处横截面面积的相对收缩值。 2．洛氏硬度 洛氏硬度HR根据不同的硬度标尺可分为HRA、HRB、HRC三种。 3．维氏硬度 维氏硬度HV与布氏硬度HB表示方法相似。 五、韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力叫韧性，也叫冲击韧性。 第三节 几种常用金属力学性能的测量方法 抗拉强度是通过拉伸试验测定的。 1. 拉伸试棒 拉伸试棒的形状一般有圆形和矩形两类，通常采用圆形试棒。 2．拉伸曲线 1. 布氏硬度的测试原理 布氏硬度是用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球），以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量表面压痕直径来计算硬度的一种方法。 2．洛氏硬度的测试原理 在初始试验力及总试验力先后作用下，将压头（金刚石圆锥体或淬火钢球）压入试样表面，经规定保持时间后卸除主试验力。 3. 维氏硬度的测试原理 维氏硬度试验是将相对面夹角为1360的四棱锥体金刚石作压头，以选定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量压痕对角线的长度来计算硬度。 三、冲击试验 1. 试验原理 冲击试验是在摆锤式冲击试验机上进行的。 2. 冲击吸收功-温度关系曲线 第四节、金属的工艺性能 一、铸造性 铸造性就是金属熔化成液态后，在铸造成型时所具有的一种特性。 第二章 铁碳合金 第一节 金属与合金的晶体结构 第一节 金属与合金的晶体结构 一.金属晶格 1.晶体与非晶体 晶体是指组成原子呈规则排列。 非晶体是指组成原子无规则的堆积在一起。 2.晶体结构 晶格 用一些假想的直线将各质点中心连接起来，形成一个空间格子，称为晶格 晶胞 从晶格中选取一个能反映晶粒排列特点的最小几何单元称为晶胞 3.金属晶格的类型 体心立方晶格 面心立方晶格