2008年金属工艺学1.ppt

2 3、要求： 掌握常用金属材料的牌号﹑性能﹑用途及选用原则； 掌握钢铁材料热处理的基本原则，初步掌握普通热处理方法的工艺特点和应用范围； 初步具有合理选择材料﹑确定零件生产工艺过程热处理工序位置的能力； 了解金属零件铸造﹑压力加工和焊接工艺的基本原理﹑特点及应用范围； 初步掌握简单机械零件铸造﹑压力加工和焊接工艺设计知识；初步学会分析一般零件毛坯结构工艺性。 4、内容 ： 本课程系统介绍了金属材料的机械性能和选择金属材料的一般原则，介绍了金属材料的铸造﹑压力加工﹑焊接﹑切削加工的实质﹑特点﹑工艺过程和零件结构设计的工艺原则，为学习其他有关课程和将来工作奠定必要的基础。 5、先修课程及后续课程 先修课程：《工程制图 》《 互换性与技术测量》《 金工实习 》 后续课程：《机械设计》《 机械制造 》 6、本课学习方法是：预习 、笔记 、复习、讨论问题 第一篇 金属材料导论 1、金属材料是现代制造机械最主要的材料。在各种机床、矿山机械、冶金设备、动力设备、农业机械、石油化工和交通运输机械中，金属制品中占80％～90％。 2、机械制造中所用的金属材料中以合金为主。最常 用的合金是以铁为基础的铁碳合金，如碳素钢、合金钢、灰铸铁等。还有以铜或铝为基础的黄铜、青铜、硅铝明等。 3、对金属材料的要求：应具有优良的力学性能和工艺性能、较好的化学稳定性和所需的物理性能。因此在设计零件时，要熟悉金属及合金的各种主要性能，并依据零件的技术要求合理地选用所需的金属材料。 4、内容：主要介绍金属材料的基础知识，为学习本课程中铸造、压力加工和焊接等加工工艺奠定必要的基础。 第一节 金属材料的力学性能 一、强度与塑性 ◆弹性极限 概念：弹性极性是指在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力。用符号 ?e表示。 补充概念： 应力是指物体受外力作用后所导致物体内部之间相互作用力（称为内力）与截面积的比值。用符号 ?表示。 应变是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化。用符号 ?表示。 ◆抗拉强度 概念：试样拉断前所承受的最大拉应力。用符号：?b表示 ◆断面收缩率 概念：断后截面处面积的最大缩减量与原始截面面积百分比。用符号?表示。 用符号：?k 表示， （J/cm2） 式中： ?k ——冲击韧度（冲击值） J/cm2； Ak ——冲断试样所消耗的冲击功（在刻度盘直接读出），J； S——试样缺口处的横截面积，cm2 说明：韧性值与温度有关；在20℃左右 可不显脆性，温度 降低后韧 性值减小，易脆断。如 ：碳钢 －20℃以下，易发生脆断。此时的温度称——脆性转变温度。 b.多次 冲击试验 ——小能量多次冲击 注：冲击能量小时，取决于材料的强度； 冲击能量大时，取决于材料塑性。 2、疲劳强度 第二节 金属材料的物理、化学及工艺性能 一、物理性能 金属材料的物理性能主要有：密度、热膨胀性、导电性和磁性等。如飞机零件：选密度小的铝、镁、钛合金。 二、化学性能 金属材料的化学性能是指在常温或高温时，抵抗各种介质腐蚀的能力，如耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。如化工设备、医疗用具：选用不锈钢材料。 三、工艺性能 工艺性能是金属材料物理、化学性能和力学性能在加工过程中的综合反映，是指是否易于进行冷、热加工的性能。按工艺方法的不同，可分为铸造性、可锻性、焊接性和切削加工性。 2、缩孔和缩松的防止 5、淬火冷却介质 水：较快，易变形开裂。油：较慢，减少变形，如10#、20#机油。食盐水：冷却能力提高，加10%NaCI， 6、淬火方法：单介质淬火法 7、钢的淬透性和淬硬性 （1）淬透性 hardenability ：获得硬度深度和硬度分布的能力。硬度层越深，淬透性越好。 （2）淬硬性 hardening capacity ：淬火后获得的最高硬度的能力。取决于WC的含量； 注意：淬火后硬度高的钢，不一定淬透性好； 淬火后硬度低的钢，也可能具有高的淬透性。 当WC≤0.7%，随WC↑，淬透性↑； 当WC0.7%，随WC↑，淬透性↓。 （3）对力学性能的影响： 淬透性好的钢，力学性能高；淬透性差的钢，尤其是心部力学性能底，受力易变形。 二、回火 tempering 1、概念：淬火后的工件，再加热到A1以下某一温度、保温一定时间，然后冷却到室温的工艺。 2、目的：（1）使工件获得要求的力学性能；（2）稳定工件尺寸；（3）消除或减少内应力；（4）改善工件的切削加工性。 3、回火方法 （组织转变、性能、应用）? （1）低温回火 （150—250℃）low—temperature tempering —