《工程材料和热处理》ppt课件

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1、第二章工程材料和热处理第一节概述第二节金属材料的力学性能第三节常用的工程材料第四节钢的热处理第五节表面精饰第六节材料的选用原则本章重点常用的表面精饰有哪些？第二章重点第二章结束第一节概述结构材料：工程上要求强度、韧性、塑性、硬度、耐磨性等力学性能的材料功能材料：具有电、光、声、热、磁等功能和效应的材料金属材料：碳钢、铸铁、合金钢、有色金属（铝，铜，…）无机非金属材料：陶瓷有机材料：塑料、橡胶、合成纤维第二章：第一节概述第二节金属材料的力学性能一、应力极限如右图，应力——应变曲线（低碳钢）1、比例极限σP应力与应变成正比的最大应力→σP2、

2、屈服极限σS应力几乎不变而应变增加→屈服段的最小应力→σS3、强度极限σB材料断裂前的最大应力→σB第二章：第二节金属材料的力学性能二、弹性模量E比例极限内——弹性模量，应力与应变的比例系数1、伸长率δ2、断面收缩率ψ四、冲击韧性缺口底部单位截面积所能承受的冲击功三、延展性第二章：第二节金属材料的力学性能五、弹性能Ee和韧性能Et在弹性变形范围内，应变能以势能的形式储存在材料内部，撤去外力又立即全部释放，这种应变能-----弹性能Ee若应力超过比例极限，材料就要永久变形，应变能的大部分将消耗在材料的塑性变形上，并以热的形式散放。材料在断裂

3、前吸收的能量------韧性能Et第二章：第二节金属材料的力学性能六、硬度材料表面在一个小体积范围内抵抗弹性变形，塑性变形或破裂的能力HBS——布氏硬度HRC——洛氏硬度HV——维氏硬度第二章：第二节金属材料的力学性能第三节常用的工程材料（一）黑色金属材料普通碳素结构钢：Q235,Q460优质碳素钢：20，25，……40，45，55合金钢：加入合金，提高综合机械性能Mn，Cr，Ni，Mo，W，V，Ti铸铁灰铸铁HT20-40球墨铸铁QT40-10第二章：第三节常用的工程材料（二）有色金属材料1、铜合金：耐磨、减摩、耐腐、导热、导电、自润滑

4、性黄铜：Zn，Pb（铜）青铜：Sn（锡）/Al，Be（铍），Mn2、铝合金：轻，强度高，良好可塑性，耐腐蚀→支架，壳体等3、精密合金：具有特殊物理性能（如恒弹性，定热膨胀等）弹性合金——仪器中的弹性元件，如波纹管，簧片，游丝，膜片定膨胀合金——具有一定的线膨胀系数第二章：第三节常用的工程材料（三）非金属材料1、工程塑料、尼龙：耐磨，坚韧，抗疲劳，吸水2、橡胶，有弹性和缓冲性能3、陶瓷，压电陶瓷——绝热——陶瓷发动机——坚硬——陶瓷合金刀具第二章：第三节常用的工程材料第四节钢的热处理钢的热处理——通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢的组织结

5、构发生变化（晶粒的粗细和排列），从而改变金属性能一、普通热处理1、退火——加热到临界温度（钢的金相组织发生变化的温度）以上20~30℃，保温，随炉缓慢冷却，消除内应力，晶粒细化，组织均匀。2、正火——加热到临界温度30~50℃以上，保温，空气冷却，V冷却快，组织更细，机械性能（力学性能）高于退火。3、淬火——加热到临界温度30~50℃以上，保温，投入水、盐水、油中冷却，有内应力，强度，硬度↑，韧性↓，脆。第二章：第四节钢的热处理4、回火——加热到临界温度以下的温度，保温后，空气冷却或油冷，消除内应力。低温回火——保持高硬度中温回火——保持

6、高弹性高温回火——淬火+高温回水→调质，综合性能好二、表面热处理1、表面淬火感应加热，火焰加热，电接触加热，电解液加热2、化学热处理渗碳，氮化，碳氮共渗（氰化）第二章：第四节钢的热处理第五节表面精饰一、电镀1.镀铬2.镀镍适于钢、铜、铝及其合金。对酸碱盐均有较强的抵抗能力，导电性好，有磁性。适于钢、铜、铝及其合金。镀铬层的化学稳定性高，外观颜色好，受潮后不变色，有较高的硬度和耐磨性。抛光后的反射率高。第二章：第五节表面精饰3.镀镉4.镀锌适于钢、铜、铝及其合金。对稀硫酸和碱有较强的抵抗能力，适用于海边的机械。适于钢、铜、铝及其合金。对钢制

7、零件有保护作用，防腐能力强于镉，中等硬度，耐磨性低。第二章：第五节表面精饰5.镀银适于铜合金。具有良好的化学稳定性和导电性，反射率可以达到90%以上。氯气、硫化物可使镀层变黑，不宜与橡胶接触。第二章：第五节表面精饰二、化学处理2.铝及铝合金的阳极氧化1.黑色金属表面氧化与磷化氧化膜厚度薄，不影响尺寸精度，保护能力差，适用于仪器内部。磷化膜结晶细，厚度后，耐磨性强。用于保护和装饰性覆盖层。稳定性高，耐热好，膜层厚，耐磨性高，可作为涂漆的底层。钝化后可提高化学稳定性第二章：第五节表面精饰三、涂漆3.铜及铜合金氧化氧化膜为黑色，与基体结合能力强

8、，耐磨性及防腐能力不强，易变色。黄铜用氨液氧化后不易附着灰尘，适用于光学零件用的机械结构件。保护、装饰、消光、绝缘第二章：第五节表面精饰第六节材料的选用原则（略）一、使用要求二、工艺要求三、经