机械基础_常用机械工程材料

常用机械工程材料这一章主要内容1.机械工程材料的基础知识2.机械工程材料的选择3.机械工程材料的成型工艺常用机械工程材料一、机械工程材料的基础知识1.机械工程材料的分类目前世界上的材料已达到40余万种，后面将重点介绍常用钢材和工程塑料。力学性能是在载荷作用时所表现的性能。这些性能是材料选择、加工工艺评定及材料检验等的重要依据。常用机械工程材料一、机械工程材料的基础知识2.机械工程材料的性能常用机械工程材料一、机械工程材料的基础知识2.机械工程材料的性能强度是材料在受外加载荷作用下，抵抗其永久变形和断裂的能力。“拉、压、弯、剪、扭，我都不怕，还怕你砸吗？”塑性是材料在受外加载荷作用下，产生塑性变形而不破坏的能力。硬度是材料抵抗其他更硬物体压入其表面的能力，反应软硬程度。常用机械工程材料一、机械工程材料的基础知识2.机械工程材料的性能韧性是材料在受冲击载荷作用下，断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力。疲劳强度是材料在受交变载荷或周期性载荷作用下，抵抗疲劳断裂的能力。常用机械工程材料一、机械工程材料的基础知识3.机械工程材料力学性能的测试指标①强度和塑性根据载荷作用方式不同，进行试验测定。强度可分为抗拉、抗压、抗弯、抗剪和抗扭强度。大小通常用应力（单位面积所能承受的力MPa）来表示。在工程中大部分零件工作时不允许出现屈服现象（塑性变形）。断后延伸率A和断后收缩率Z是测定塑性的指标。塑性好的金属材料可以进行冲压、焊接加工。常用机械工程材料一、机械工程材料的基础知识3.机械工程材料力学性能的测试指标有一定硬度的材料才可以进行切削、打磨、抛光加工。②硬度常用机械工程材料一、机械工程材料的基础知识3.机械工程材料力学性能的指标③韧性常用一次摆锤冲击弯曲试验、小能量多次冲击试验来测定金属材料的韧性。大小用冲击韧度来表示。冲击韧度越大，表示材料的韧性越好。温度降低——脆性增加——韧性降低④疲劳强度疲劳试验是模拟实际中的工作情况进行的破坏性试验。目前还没有完全标准化。引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点。每种材料都有一个韧脆转变温度，选择材料时，应考虑周围环境温度的最低温度必须高于材料的韧脆转变温度。否则将出现脆断问题。零件采用合理结构、提高表面粗糙度、避免表面划伤和腐蚀、降低残余应力等都可以防止疲劳破坏的发生。常用机械工程材料二、机械工程材料的选择1.钢铁材料的选择铁碳合金中的主要杂质是碳，但还含有少量的硅、锰、硫、磷等元素。其中硅、锰是有利元素，按一定的比例存在于钢铁中可以显著提高材料的强度、硬度和耐磨耐腐性，而硫、磷则有害，会分别造成钢铁的热脆性和冷脆性，降低材料使用性能。钢与铁的区别常用机械工程材料二、机械工程材料的选择1.钢铁材料的选择常用机械工程材料二、机械工程材料的选择1.钢铁材料的选择常用机械工程材料二、机械工程材料的选择2.塑料材料的选择在受热后分子结构转化成网状而固化成型，变硬后即使加热也不能使它再软化。这种材料的特点是质地坚硬，耐热性好，尺寸比较稳定，不溶于溶剂。在受热条件下软化熔融，冷却后定型，并可多次反复而始终具有可塑性，加工时所起的是物理变化。常用机械工程材料二、机械工程材料的选择2.塑料材料的选择常用热塑性塑料-结晶型PE聚乙烯无毒无味、强度较差PP聚丙烯(百折胶）不怕折、耐高温、强度较好POM聚甲醛(赛钢）强度很高、高弹性模量和密度PA聚酰胺(尼龙)良好的韧性、延伸性和强度PET聚对苯二甲酸乙二醇酯韧性最好、不耐热、不耐碱常用机械工程材料二、机械工程材料的选择2.塑料材料的选择常用热塑性塑料-无定型ABS丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物（不碎胶）综合机械性能良好、产品尺寸稳定、有光泽、耐热性较差PS聚苯乙烯（硬胶）性脆易裂、透明性好、价格低PC聚碳酸酯（防弹胶）透明性好，耐冲击、耐高温、价格较贵、疲劳强度低PMMA（有机玻璃）聚甲基丙烯酸甲酯透明性很好、质硬性脆TPU热塑性聚氨酯弹性体减振性突出，耐寒、耐磨常用机械工程材料三、机械工程材料的成型工艺1.金属零件的热加工成型铸造锻造焊接常用机械工程材料三、机械工程材料的成型工艺2.金属零件的冷加工成型钻孔加工车加工铣加工镗孔加工常用机械工程材料三、机械工程材料的成型工艺3.塑料的加工成型常用机械工程材料四、思考题1.何谓金属的力学性能？常用的力学性能指标有哪些？2.简述拉伸变形的几个阶段。3.下面硬度要求和写法是否正确？为什么？1）12~15HRC2）HRC12-153）550-600HBS4）250-300HBW4.简述钢与铁的区别。5.请问钢铆钉用什么钢材制造？而铣刀又用什么钢材制造呢？6.汽车厂现有三种钢材，牌号为08、45、65Mn，分别要用于制造仪表板、汽车弹簧、变速箱传动轴，请问这三种零件分别要选择哪种钢材来制造才合理？7.简述什么样的塑料是热塑性塑料？列出3个热塑性塑料的英文简称及中文名称。8.现有一款鼠标新产品，请问针对鼠标外壳和该产品的透明包装壳，应该选择怎样的加工成型方法？又分别要用什么塑胶材料来生产？9.简述注塑加工工艺过程。谢谢