机械制造基础课件—机械设计中材料的选材与热处理—元丰.ppt

* * 铜合金 -铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍 特点：具有良好的塑性和液态流动性。青铜合金还具有良好的减摩性和抗腐蚀性。 青铜 黄铜 轴承合金（巴氏合金） -含锡青铜、不含锡青铜 轴套，衬套（巴氏合金） 有色金属 * * 高分子材料 复合材料 陶瓷 -- 塑料、橡胶、合成纤维。 --强度高、弹性模量大、质量轻。 非金属材料 --强度高、弹性模量大、质量轻。 塑料--塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件，而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热性、绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在机械制造中其应用日益广泛。 * * 橡胶--橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。 螺杆防尘罩（DF 6454） 非金属材料 * * 非金属材料 复合材料 克服了高分子材料和陶瓷材料的不足，综合了各种不同材料的优良性能，具有高的比强度、比刚度、抗疲劳、减振、耐磨性能优良等特点。尤其是金属基复合材料，从力学性能角度看，可能是最理想的机械工程材料。但复合材料价格昂贵，除在航天航空、船舶、武器装备等国防工业中的重要结构件上应用外，在一般的民用工业上应用有限。但应注意的是，随着复合材料的生产成本降低，其应用潜力巨大、前景极其广阔。 刹车片（M432A) * * 陶瓷材料硬而脆、加工性能差，也不能用作重要的受力零件； 目前主要应用领域是建筑陶瓷和功能材料。 陶瓷材料具有高热硬性及化学稳定性，可用作耐热、耐磨、耐蚀的零件，如燃烧器喷嘴、刀具与模具、石油化工容器等。 由于陶瓷功能材料具有极其广阔的应用前景，在高新技术产品中占据重要地位，故有人认为21世纪是“第二个石器时代”。陶瓷作为结构材料，目前尚处开发应用阶段。 非金属材料 陶瓷材料 * * 普通热处理：退火、正火、淬火、回火 表面热处理：渗碳、渗氮、高频淬火 钢的热处理 在铸造、压力加工和焊接成形过程中，不可避免地存在组织缺陷。对金属材料进行热处理主要源于提高其综合机械性能，符合材料在设计和制备过程中所遵循的“成分－组织－性能”的原则。 热处理是将金属材料以一定的速度加热到预定温度并保持预定的时间，再以预定的冷却速度进行冷却的综合工艺方法。 * * 钢的退火 加热－保温－缓冷（随炉冷却） 退火 1、去应力（应力存在，使材料本身性能下降） 2、调整内部组织（最大目的，使之变成均匀细小的组织） 3、改善切削加工性能（铸件、锻件冷却下来后，表面硬度太高，不易 切削加工，首先热处理，缓冷，表面硬度就会下降） 目的： * * ①完全退火 目的：a、使热加工造成的粗大、不均匀的组织细化 b、降低硬度，改善切削加工性能 ②等温退火 目的及加热过程与完全退火相同，但组织转变容易控制 ③球化退火 目的： a、为以后的热处理作组织准备 b、降低硬度，改善切削加工性能 ④去应力退火 目的：消除残余应力（不改变组织，只是去应力，因此加热温度很低） ⑤再结晶退火：目的：消除加工硬化的影响，不想让它加工硬化，加热后发生再结晶，性能回复到加工硬化前 钢的常用退火工艺 * * 钢的正火 加热－保温－空冷（冷却速度比退火快一些） 正火 与退火一样，只是第三个不同：退火是让它硬度↓而正火是当材料表面太软时，让它变硬一些 目的： * * ①冷却速度快，晶粒细小，强度、硬度更好 ②可以作为最终热处理（一些重要零件，要先预先 热处理，再最终热处理，但有些零件，受力不大 而且不非常重要，可把正火作为组中热处理 ③效率高（不用占用炉子，快） 对所有零件的预先热处理，能正火不退火 区别（与退火相比） 40Cr：退火σb /MPa: 656 正火σb /MPa: 754 * * 淬火 目的：1、获得硬、脆的马氏体 2、得到优异的力学性能 淬火的必要性 经过退火或正火的工件只能获得一般的强度和硬度，对于许多需要高强度、高耐磨条件下工作的零件则必须淬火与回火处理。 （所有重要机器零件都要进行淬火处理，退火、正火为它所准备） * * 淬透性与淬硬性 钢的淬透性大小通常用规定条件下淬火获得淬透层的深度（又称有效淬硬深度）的距离作为淬透层深度。 钢的淬硬性指淬火后马氏体所能达到的最高硬度，淬硬性主要决定于马氏体的碳含量。 * * （1）淬透性大的件易淬透，组织和性能均匀一致； （2）淬火性大的工件在淬火时，可选用冷却能力较小的 淬火介质以减小淬