《机械制造基础》金属材料的力学性能.

机械制造基础一：机械制造业介绍一：机械制造业介绍二：制造业与现代化15－16世纪：意大利文艺复兴激起了人类对自然界的向往，开辟了人类理性思维的人文时代。先进的知识界认为：必须采用观察－实验－比较－归纳－推理这种理性的科学方法才能认识世界、改造世界。特别是数值网络化时代的到来，使得人类社会的活动呈现虚拟性.似乎认为：工业经济衰落了，今后的生产对象是“比特”，不是“原子”，将出现无物质生产的社会.20世纪80年代以来有普遍认为：所有创造财富的资源中，知识可以取代其他资源.知识是取代自然资源的替代品.取之不尽、用之不竭的知识是终极的替代品.目前有两种经济：朝阳经济和夕阳经济.多数传统的产业成了夕阳，矿业、铁路、钢铁被新技术革命淘汰.现代经济的主要职能是知识和信息（不是物质）的生产和分配.三制造业创造了人类恩格斯说：直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具开始的。动物所作的最多是收集，而人类则从事生产。人类的进化从猿到人没有争议。人与猿分离是由于人学会了双足行走和用手制造和使用工具。原始的制造工具和使用工具始于木棍、石器等。随着狩猎和采集技术的改进，工具日趋精细，种类多样，出现了有组织的石料开采和加工,形成了原始的制造业。四制造业是产业革命的主力军第一次工业革命：瓦特蒸气机发明（产业革命）第二次工业革命：电气化运动第三次产业革命：20世纪下半叶的信息化运动反映了新的科学技术成就对工业和社会各部门的革命性影响。今天中国的制造业直接创造国民生产总值1/3,占工业生产总值4/5,为国家提供财政收入1/3以上贡献出口总额的90%,就业人口为8043万。《机械制造基础》课程包括的内容٭工程材料٭毛坯成型方法٭金属的各种加工工艺٭公差配合与测量技术5、机械加工4、其他成型工艺3、焊接2、金属压力加工1、铸造性能、热处理方法、钢材等。1、机械工程材料制造各种机械设备的物质基础，必须对机械工程材料有一定的了解。在机械设计中：根据工作条件选择合适材料和提出正确的技术要求。在机械制造中：根据结构工艺性选择制定加工方法和工艺规程。在对机械设备的使用、维护和管理中：设备工作状态、产品质量、经济效益等分析与评价。1.1金属材料的性能金属材料的性能主要包括四个方面：工艺性能化学性能力学性能物理性能机械设计与制造中考虑特殊情况下考虑金属材料力学性能金属材料其它性能强度塑性硬度冲击韧性物理性能化学性能工艺性能1、强度（低碳钢的拉伸实验图）强度(strength)的定义:(一般指抗拉强度)强度分类：（以外力作用的方式不同分以下四类）抗拉强度抗弯强度抗扭强度抗压强度强度分类例子：低碳钢材料拉伸试样试样原始标距试样拉断后标距试样原始横截面积试样拉断后缩頚处最小横截面积低碳钢的拉伸曲线图弹性极限点屈服极限点强度极限断裂点脆性材料（铸铁）只有一个强度指标b金属材料以上各种强度在机械设计中具有重要的意义。设计弹簧和弹性零件时：采用韧性材料制造机械零件时：采用脆性材料制造机械零件时：0SFee许0SFss许0SFbb许2、塑性定义：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力衡量指标：材料断后伸长率与端面收缩率100%LLLδ001%100010SSS特别注意：1、同一材料不同的长度的试样得到的断后伸长率不同。长比例试样比短比例试样的伸长率小。0010dL005dL2、但是断面收缩率则不受试样长短的影响。3、金属塑性的优劣与零件成型加工关系密切。%5%,10s一般情况允许零件局部加工硬化，强度提高但大多数零件只要即可满足要求3、硬度定义：金属材料抵抗集中载荷作用的能力（或者说材料抵抗硬物压入的能力）常用的硬度测试方法布氏硬度HB(HBS,HBW)洛氏硬度HR(HRA,HRB,HRC))(2)(22dDDDFHBWHBSHBS压球为钢球时布氏硬度符号HBW压球为硬质合金布氏硬度符号D压头直径(mm)F试验时的压力(kgf)d压痕平均直径(mm)测试硬度低的材料测硬度高材料实际上，根据材料表面压痕直径d后直接查布氏硬度表得出硬度值。不需要按照上面公式计算布氏硬度测试力保持一定时间洛氏硬度HR初始载荷总载荷撤出主载荷后初始位移（压痕）总位移（总压痕）撤出主载荷后总压痕定义：在初始载荷和总载荷分别作用下压入被测量材料的表面，然后卸下主载荷后，用初载荷作用下所测量的压痕深度残余增量来计算硬度值。根据实验所用的压头和载荷不同，洛氏硬度有几种硬度标尺（A,B,C）洛氏硬度试验结果表示方法：HRA,HRB,HRCHRC60：用c标尺测定的洛氏硬度值为60HR：表示洛氏硬度C：表示所用的标尺60：表示硬度值注意1:硬度试验是一种非破坏性试验，可以直接在零件上测定硬度。2:一般零件图上标注所要求的硬度值最为零件性能的技术要求。3:金属材料的硬度与其它性能指标之间有一定关系。如硬度与抗拉强度的经验公式：低碳钢合金调质钢高碳钢HBSb36.0HBSb33.0HBSb34.04、冲击韧度定义：金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。主要是为了零件的检验抗冲击载荷能力。有的零件在静载荷时强度高，但是在冲击载荷时很脆弱。)/()()(2cmJSAAaakukvkukv冲击韧度值kgf.m/cm2或J/cm2冲击吸收功J(或kgf.m)U,V型缺口试件缺口底部横截面cm2试件冲击试验试件40554055101010102R0.52R1V型切口试样U型切口试样4、疲劳强度疲劳：材料在循环应力的作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。尽管零件所受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后，也会产生裂纹或突然断裂。疲劳极限：材料在一应力作用下可经无限次循环而不断裂，此应力值为材料的疲劳极限（疲劳强度）金属材料力学性能金属材料其它性能强度塑性硬度冲击韧性物理性能化学性能工艺性能