内蒙古科技大学：《金属工艺学》课程教学课件（PPT讲稿）第一篇 金属材料导论

出土 内蒙古科技大学 学 工艺 (第一篇金属材料导论) 1 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 1 (第一篇 金属材料导论)

1.金属材料导论 1.1金属材料的主要性能 1.2金属及合金的晶体结构 1.3合金的结构 1.4二元合金状态图 1.5铁碳合金 2 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 2 1.金属材料导论 1.5 铁碳合金 1.1 金属材料的主要性能 1.2 金属及合金的晶体结构 1.3 合金的结构 1.4 二元合金状态图

零件的生产工艺过程 应根据零件的性能要求、受载情况、服役条件、 工作环境等： 选材 选毛坯 预先热处理 机械加工 检验 最终热处理 其中选材：金属材料种类繁多，性能不一，而且材料的发展日 新月异，而零件的性能要求、服役条件各不相同，再加上材料的 资源、价格等多方面考虑。 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 3 零件的生产工艺过程 选材 选毛坯 预先热处理 机械加工 检验 最终热处理 应根据零件的性能要求、受载情况、服役条 件、 工作环境等： 其中选材：金属材料种类繁多，性能不一，而且材料的发展日 新月异，而零件的性能要求、服役条件各不相同，再加上材料的 资源、价格等多方面考虑

有液态成形毛坯 塑性成形毛坯 毛坯选择 连接成形毛坯 粉末治金成形 轴（动画） 轴毛坯 型材等毛坯 传统的有之车削、刨削、铣削 拉削、镗削、磨削等 机械加工方法 数控加工、电火花 现代的有→ 加工、激光加工等 车削 特种加工方法 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 4 毛坯选择 机械加工方法 轴(动画) 车削 传统的有 现代的有 有液态成形毛坯 塑性成形毛坯 连接成形毛坯 粉末冶金成形 型材等毛坯 车削、刨削、铣削 拉削、镗削、磨削等 数控加工、电火花 加工、激光加工等 特种加工方法 轴毛坯

一个具体零件的加工往往可用多种不同的加工方 法，而每种加工方法所能达到的加工精度、加工质量 、加工范围、加工效率是不同的。 预先热处理：为使切削加工能顺利进行 可通过预先热处理调整硬度，为切削加工做好 组织准备。 最终热处理：使材料的性能达到要求。 资料：各种热处理工艺请看”热处理视频”. 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 5 一个具体零件的加工往往可用多种不同的加工方 法，而每种加工方法所能达到的加工精度、加工质量 、加工范围、加工效率是不同的。 预先热处理： 为使切削加工能顺利进行， 可通过预先热处理调整硬度，为切削加工做好 组织准备。 最终热处理： 使材料的性能达到要求。 资料:各种热处理工艺请看”热处理视频

第1章金属材料导论 材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。 金属材料 陶瓷材料 工程材料 高分子材料 复合材料 6 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 6 第1章 金属材料导论 材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。 复合材料 工程材料 金属材料 陶瓷材料 高分子材料

1.1金属材料的主要性能 本节重点：金属材料的力学性能 本节难点：各性能指标的物理意义和测定方法 主要内容：金属材料的力学性能包括材料的强 度、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳 强度等。 机械工程学院姜永军 ✉

机械工程学院姜永军 7 1.1 金属材料的主要性能 本节重点：金属材料的力学性能 主要内容：金属材料的力学性能,包括材料的强 度 、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳 强度等。 本节难点：各性能指标的物理意义和测定方法

1.1.1金属材料的力学性能 强度 材料在外力作用，抵抗塑性变形和断裂的 能力。工程上常用的金属材料的强度指标 有屈服强度（σs)和抗拉强度（σb)等； 6 O, 6。 在低碳钢拉伸曲线中，把F-△1 e 应力 Oe为弹性极限 坐标换成σ-：（应力一应变)就可 可s为屈服强度 以直接在图上读出力学性能指标， 可b为抗拉强度 并且不需要做成标准试样。 应变 动画 8 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 8 1.1.1 金属材料的力学性能 在低碳钢拉伸曲线中，把F-Δl 坐标换成σ-ε（应力—应变）就可 以直接在图上读出力学性能指标， 并且不需要做成标准试样。 强度 材料在外力作用，抵抗塑性变形和断裂的 能力。工程上常用的金属材料的强度指标 有屈服强度(σs)和抗拉强度(σb)等； 动画

塑性 材料在外力作用下产生永久变形而不破 坏的性能。表示材料的塑性指标是：伸 长率δ和断面收缩率平；对于塑性差的 材料，用σ0.2来代替os; 1)使材料具有良好的成形性； 2)受到外力变形时，有强化作用。 硬度 材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。最 常用的硬度指标有：布氏硬度(HB)和 洛氏硬度RA-C)。布氏硬度和洛氏硬 度试验原理和使用范围均不相同； 动画：布氏硬度 动画：洛氏硬度 9 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 9 塑性 材料在外力作用下产生永久变形而不破 坏的性能。表示材料的塑性指标是：伸 长率δ和断面收缩率Ψ；对于塑性差的 材料，用σ0.2来代替σs； 1）使材料具有良好的成形性； 2）受到外力变形时，有强化作用。 硬度 材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。最 常用的硬度指标有：布氏硬度（HB)和 洛氏硬度 (HRA-C)。布氏硬度和洛氏硬 度试验原理和使用范围均不相同； 动画:布氏硬度 动画:洛氏硬度

冲击韧度 金属材料抵抗冲击载荷的作用而不破坏的 能力。常用的指标有冲击韧度(Ak)。 疲劳强度 金属材料抵抗交变载荷的作用而不破坏 的能力。常用的指标有疲劳强度（σ-1）。 >零件发生疲劳破坏是没有预兆而突然断裂，此时发 生疲劳破坏的应力远远小于抗拉强度，甚至比屈服 强度还小，非常危险。 小结：金属材料的力学性能是在外力作用下表 现出的力学性能，在实际生产中应用相当广泛。 动画：冲击韧度 机械工程学院姜永军

机械工程学院姜永军 10 ➢零件发生疲劳破坏是没有预兆而突然断裂，此时发 生疲劳破坏的应力远远小于抗拉强度，甚至比屈服 强度还小，非常危险。 小结：金属材料的力学性能是在外力作用下表 现出的力学性能，在实际生产中应用相当广泛。 冲击韧度 金属材料抵抗冲击载荷的作用而不破坏的 能力。常用的指标有冲击韧度(Ak)。 疲劳强度 金属材料抵抗交变载荷的作用而不破坏 的能力。常用的指标有疲劳强度(σ-1) 。 动画:冲击韧度