工程材料与加工 教学课件 作者 李龙根 第一章 金属材料的性能4.pptx

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1、SH.TIF第一章 金属材料的性能4第一节 金属材料的力学性能4第二节 金属材料的物理、化学及工艺第二章 金属材料的组织结构及改性第一节 纯金属的晶体结构及结晶15第二节 合金的晶体结构及结晶22第三节 铁碳合金30第四节 钢的热处理38第五节 钢的表面处理49第三章 钢铁材料及应用55第一节 碳素钢55第二节 合金钢58第三节 铸铁73第四章 有色金属及其合金83第一节 铝及铝合金83第二节 铜及铜合金88第三节 滑动轴承合金92第四节 钛及钛合金94第五节 镁及镁合金96第五章 非金属材料及成形98第一节 塑料制品及成形98第二节 橡胶制品及成形103第三节 

2、陶瓷制品及成形105第四节 玻璃制品成形107第六章 液态金属材料铸造成形109第一节 金属及合金的铸造性能109第二节 铸造成形技术114第三节 铸造工艺设计122第七章 固态金属材料塑性成形127第一节 金属塑性变形过程128第二节 锻压成形130第三节 板料冲压137第四节 其他塑性成形工艺简介142第五节 应用实例分析147第八章 固态材料连接152第一节 焊接工艺152第二节 粘接工艺164第三节 应用实例分析166第九章 粉末压制和复合材料成形168第一节 粉末压制成形工艺168第二节 常用复合材料成形工艺171第三节 应用实例174第十章 零件选材与

3、加工工艺分析180第一节 零件失效180第二节 零件毛坯选择182第三节 零件加工工艺基础知识184第四节 典型零件加工工艺实例分析192第四节 典型零件加工工艺实例分析192一、引言材料是人类用来制造各种产品的物质基础,人类文明的进步有赖于新材料的不断发展。材料不仅是人类赖以生存的基本资源,而且关系着国家的安全和强盛,因此世界各国对材料科学都非常重视。图0-1 汽车结构材料组成第四节 典型零件加工工艺实例分析192二、工程材料与加工各种产品的制造都必需用到材料,工程师在设计和制造过程中必须了解他们所用材料的性能和特点。以汽车制造为例,要使用诸如钢铁、有色金属及合

4、金、玻璃、塑料、橡胶等。而仅对钢材一项而言,就有2000多种不同的牌号和规格。要设计一个特定的零件,首先就碰到如何选材的问题。图0-2 机械零件制造工艺过程第四节 典型零件加工工艺实例分析192三、本课程主要内容及教学要求本课程主要内容有三大部分:工程材料知识(第一章至第五章)、热加工工艺知识(第六章至第九章)、冷加工工艺知识(第十章)。第一章 金属材料的性能第一节 金属材料的力学性能第二节 金属材料的物理、化学及工艺性能第一节 金属材料的力学性能一、金属材料拉伸和压缩试验(一)拉伸试验1.低碳钢的拉伸试验图1-1 标准拉伸试样(圆形)第一节 金属材料的力学性能图

5、1-2 低碳钢力-伸长曲线示意图第一节 金属材料的力学性能图1-3 低碳钢拉伸时σ-ε示意图第一节 金属材料的力学性能第一节 金属材料的力学性能图1-4 其他材料的拉伸试验图第一节 金属材料的力学性能图1-5 铸铁拉伸试验图2.其他材料的拉伸试验第一节 金属材料的力学性能(二)压缩试验1.塑性材料的压缩试验2.脆性材料的压缩试验图1-6 低碳钢压缩σ-ε图第一节 金属材料的力学性能图1-7 灰铸铁压缩σ-ε图二、强度与塑性第一节 金属材料的力学性能金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。根据所受外力的不同,材料强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭

6、强度和抗剪切强度等。常用的强度指标为静拉伸试验条件下,材料抵抗塑性变形能力的屈服点σs和抵抗破坏能力的强度极限σb,也称抗拉强度。(一)静载时的强度1.屈服点σs2.抗拉强度σb(二)变载时的强度第一节 金属材料的力学性能图1-8 疲劳断裂示意图第一节 金属材料的力学性能图1-9 金属材料疲劳曲线(三)高温强度第一节 金属材料的力学性能(四)塑性1.伸长率2.断面收缩率三、弹性和刚度(一)弹性(二)刚度第一节 金属材料的力学性能四、硬度材料抵抗局部变形,特别是抵抗另一更硬物体压入其表面的能力称为硬度,是衡量材料软硬的指标。硬度测试方法很多,可用不同的指标来表示。第

7、一节 金属材料的力学性能图1-10 布氏硬度试验原理图(一)布氏硬度试验第一节 金属材料的力学性能(二)洛氏硬度试验第一节 金属材料的力学性能图1-11 洛氏硬度试验原理图第一节 金属材料的力学性能表1-1 常用洛氏硬度值的符号、试验条件与应用① kgf是非法定计量单位,此处暂保留,1kgf=9.8N。(三)维氏硬度试验法第一节 金属材料的力学性能图1-12 维氏硬度试验示意图第一节 金属材料的力学性能图1-13 冲击试验五、冲击韧度第一节 金属材料的力学性能第二节 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是指密度、熔点、导热性、导电性、磁

8、性及热胀冷

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