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金属工艺_百度文库
发布时间:2021-09-11 09:00:16 来源:未知

  bob入口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 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。 有液态成形毛坯 塑性成形毛坯 毛坯选择 连接成形毛坯 粉末冶金成形 轴 型材等毛坯 传统的有 车削、刨 削、铣削 拉削、镗削、磨削等 机械加工方法 现代的有 数控加工、电火花 加工、激光加工等 车削 特种加工方法 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。 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 工程材料 陶瓷材料 高分子材料 复合材料 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。 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; 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。 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;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; 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。 1.1.2 金属材料的物理、化学性能(略) 思考题 1 将钟表发条拉成一直线,问这是弹 性变形还是塑性变形?怎样判断它的 变形性质? 2 疲劳破坏有什么危害?在什么情 况下发生疲劳破坏,产生原因是什 么?如何提高零件的疲劳强度? 1.2 金属及合金的晶体结构 本节重点:金属结晶的概念、结晶过程 本节难点:合金的结构 1. 三种常见的金属的晶格 类型: 体心立方 面心立方 密排六方 2. 金属的结晶:原子由无序状态向有 序状态转变的过程。有晶体形成。 基本概念 凝固:一般非晶体由液态向固态转变的过程 。 结晶:由液态金属转变为固态晶体的过程。 晶体: 原子排列时有序的,原子在三维空间做规则 的、周期性的、重复排列。有一定的熔点和 凝固点,性能趋向各向异性。 非晶体: 原子排列杂乱无章呈无序状态,没 有一 定的熔点和凝固点,性能趋向 各向同性。 晶体中的原子排列 金属的结晶 ?C L a:结晶开始点 b:结晶终了点 T? a b S 0 纯金属的冷却曲线(理想状态) 金属的结晶 T0:理论结晶温度 ?C T1:实际结晶温度 L ΔT=T0--T1(过冷度) T0 T1 S 0 纯金属的冷却曲线(实际) 金属的结晶 ?C L a L+s b a:结晶开始点 b: 结晶终了点 合金的结晶是在一个 温度范围内完成。 s 0 合金的冷却曲线 金属的结晶 结晶的必要条件----过冷度 金属的结晶过程: 原子团 形核 晶核长大 小晶粒 晶粒(外形不规则的 小晶体) 形核:自身晶核、外来晶核 晶核长大方式:树枝状方 式 晶界—晶粒间的分界面; 单晶体—结晶方位完全一致的的晶体 多晶体—由多晶粒组成的晶体结构 ü细化晶粒的方法 ?增加冷却速度,增大过冷度; ?增加外来晶核; ?采用机械、振动、电磁搅拌等; ü晶粒粗细对材料力学性能的影响 晶粒越细,强度越高,塑性和韧性也越好。 金属的同素异构转变 金属的同素异构转变的慨念 金属在固态下,随着温度的改变其 晶体结构发生变化的现象。 金属的同素异构转变的意义 可以用热处理的方法即可通过加 热、保温、冷却来改变材料的组织, 从而达到改善材料性 能的目的。 δ-Fe 1538c? 体心立方 1394? c γ -Fe 912? c 面心立方 α- Fe 室温 体心立方 1.3 合 金 的 结 构 ? 概念 ? 合金、组元、相; ? 固溶体:置换固溶体、间隙固溶体; ? 金属化合物; ? 固溶强化的概念。 本节要点:研究金属材料的加工工艺,必须了解金 属及合金的晶体结构和结晶。 1.3.1 合金的结构——概念 合金:由两种或两种以上的元素通过熔炼后 所获得的新的物质仍然具有金属特性。 组元:组成合金的基本元素。 相: 凡是成分相同、结构相同并与其他部 分有界面分开的均匀组成部分。 例如:单一的液 单一的固相; 液相、固相两相共存; 问题: 水、油混装在一个瓶子里,是几个相? 将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相? 1.3.2 合金的结构——固溶体 固溶体: 由两种组元相互溶解后所组成的新的物 质仍然保持其中某一组元的


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