机械制造基础常用工程材料资料
机械工程材料手册
机械工程材料手册机械工程材料是机械制造中的重要组成部分，它直接影响着机械产品的性能、质量和寿命。
在机械工程中，选择合适的材料对于产品的设计和制造至关重要。
本手册将介绍常见的机械工程材料及其特性，帮助工程师和设计师更好地选择和应用材料，提高产品的性能和可靠性。
一、金属材料。
金属材料是机械制造中最常用的材料之一，它具有良好的强度、硬度和耐磨性。
常见的金属材料包括钢、铝、铜、铁等。
钢是一种铁碳合金，具有优异的机械性能，适用于制造各种零部件和结构件。
铝具有较低的密度和良好的导热性，适用于制造轻型结构件。
铜具有良好的导电性和导热性，适用于制造电气部件和散热器。
铁是一种常见的结构材料，具有良好的可焊性和加工性，适用于制造各种机械零部件。
二、非金属材料。
除了金属材料外，非金属材料在机械工程中也扮演着重要的角色。
常见的非金属材料包括塑料、陶瓷、复合材料等。
塑料具有良好的耐腐蚀性和绝缘性，适用于制造各种零部件和外壳。
陶瓷具有良好的耐高温性和硬度，适用于制造高温部件和摩擦件。
复合材料由两种或两种以上的材料组成，具有优异的综合性能，适用于制造高强度和轻质的零部件。
三、材料选择与应用。
在机械工程中，材料的选择与应用是至关重要的。
首先，需要根据产品的工作条件和要求选择合适的材料，如强度、硬度、耐磨性等。
其次，需要考虑材料的加工性能和成本，确保能够满足制造工艺和经济性的要求。
最后，需要对材料进行合理的设计和应用，确保产品具有良好的性能和可靠性。
综上所述，机械工程材料是机械制造中不可或缺的一部分，合理选择和应用材料对于产品的性能和质量至关重要。
本手册将帮助工程师和设计师更好地了解机械工程材料的特性和应用，提高产品的设计和制造水平，推动机械制造技术的发展。
结语。
通过对机械工程材料的介绍，我们可以更好地了解不同材料的特性和应用，为机械产品的设计和制造提供参考和指导。
希望本手册能够帮助工程师和设计师更好地选择和应用材料，提高产品的性能和可靠性，推动机械制造技术的发展。
工程材料及机械制造基础
工程材料及机械制造基础工程材料及机械制造基础随着工业化进程的加快，机械制造产业成为了产业结构调整和经济转型的重要部分。
而机械制造又离不开工程材料的选用和应用，因此，熟悉工程材料及机械制造基础知识，对机械制造从业者至关重要。
一、工程材料1. 金属材料金属材料是指以金属元素或其合金为主要成分和基体组成的材料。
金属材料具有导电性好、热导率高、强度高、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此在机械制造中被广泛应用。
常用金属材料有钢、铜、铝、镁、锌等。
2. 非金属材料非金属材料是指一类不含金属或含金属量较低的材料。
常用的有陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
其中，陶瓷材料通常用于高温炉具和电子产品；高分子材料适用于制作塑料制品、橡胶制品和纺织品等；复合材料在航空、航天、汽车等领域有广泛应用。
二、机械制造基础1. 机械制造方法常见的机械制造方法有车、铣、钻、刨、磨、冲压、焊接、锻造等。
各种机械制造方法的应用根据具体工艺之间的关系进行设计和选择。
2. 机械制造技术机械制造技术是指制造加工过程中使用的各种技术和方法，包括材料加工技术、生产加工技术、制造技术等。
其中，材料加工技术包括金属材料的锻造、挤压、模锻等方法，非金属材料的成型、压缩、挤压、拉伸等方法；生产加工技术包括车床加工、铣床加工、磨床加工等；制造技术则包括设计、加工、质量控制等。
3. 机械制造质量控制机械制造质量控制是保证机械制造品质的关键要素。
质量控制主要通过检测、检验等方式实现。
检测是检查组件、零件尺寸、外形、材料、硬度等，以记录分析；检验是通过材料检验、件检验、总体检验等方式，按照规定质量要求，分析原因，以实现优质机械制造。
三、结语工程材料和机械制造基础是机械制造产业不可或缺的组成部分，掌握了这些基础知识，能够实现从材料的选择、到机械制造过程中的技术选择、生产、质量控制，以及最终出厂的检查等各个环节的全掌控。
因此，各个从业者在实践中深入理解和应用这些知识，是非常必要的。
机械设计基础中的工程材料概述
机械设计基础中的工程材料概述工程材料在机械设计中扮演着重要的角色，它们是构建可靠机械系统的基础。
本文将从材料的选择和应用角度，对机械设计基础中的工程材料进行概述。
首先，我们将介绍几种常见的工程材料，包括金属材料、聚合物材料和复合材料。
然后，我们将讨论这些材料的物理和力学性质，以及它们在机械设计中的应用。
最后，我们将探讨未来工程材料的发展趋势。
一、金属材料的概述金属材料是一类常见的工程材料，其特点是具有优良的导电性和导热性，同时还具有较高的强度和韧性。
金属材料可以分为两大类：非铁基金属和铁基金属。
常见的非铁基金属材料包括铜、铝、镁等，而铁基金属材料则主要包括铁、钢和铸铁。
金属材料在机械设计中广泛应用于结构件、轴承、齿轮等部件的制造上。
二、聚合物材料的概述聚合物材料是一类具有高分子结构的工程材料，具有较低的密度、良好的耐化学性和电绝缘性。
聚合物材料可以分为两大类：热塑性聚合物和热固性聚合物。
常见的热塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯等，而热固性聚合物则主要包括环氧树脂、不饱和聚酯等。
聚合物材料在机械设计中常用于制造轻量化部件、密封件、绝缘件等。
三、复合材料的概述复合材料是由两个或两个以上的不同材料组合而成的工程材料，结合了各种材料的优点。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料和层合板材料等。
纤维增强复合材料由纤维和基体组成，具有较高的强度和刚度，常用于制造航空航天器和高性能汽车等。
颗粒增强复合材料由颗粒和基体组成，常用于制造摩擦材料和摩擦密封材料等。
层合板材料由多个薄板层叠而成，具有较高的抗弯刚度和抗冲击性能。
四、工程材料的物理和力学性质工程材料的物理和力学性质对其在机械设计中的应用具有重要影响。
物理性质包括密度、热导率、导电率等，力学性质包括强度、韧性、硬度等。
这些性质可以通过实验测试和理论计算来确定，以满足设计要求。
例如，在选择材料时，需要考虑到其强度、刚度和耐磨性等方面的要求，以确保系统的可靠性和耐久性。
机械制造基础常用工程材料
机械制造基础常用工程材料引言在机械制造领域，选择适当的工程材料对产品的质量、性能以及寿命有着至关重要的影响。
机械制造基础常用工程材料包括金属材料、非金属材料以及复合材料等。
本文将对这些常用工程材料进行介绍和分析。
金属材料金属材料是机械制造领域最常用的材料之一。
金属材料通常具有良好的导电性、导热性、可塑性和机械强度等优点。
根据金属材料的组成和性质，可以进一步分为以下几类：1.铁基合金：如铸铁、钢等。
铁基合金具有高强度、耐磨损和耐腐蚀等特点，广泛应用于机械制造中的零件制造和结构件。
2.非铁基合金：如铜合金、铝合金等。
非铁基合金具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性能，适用于需要较高导电性和导热性能的部件制造。
3.非晶态合金：非晶态合金是一种非晶态结构的金属材料。
非晶态合金具有优异的力学性能和化学稳定性，适用于高强度和高稳定性要求的机械部件。
非金属材料除金属材料外，机械制造中还广泛使用了各种非金属材料。
非金属材料具有一些金属材料所不具备的特点，如较低的密度、较高的绝缘性能等。
常见的非金属材料包括：1.塑料：塑料是一种具有可塑性的高分子材料，具有良好的耐磨损性、耐化学腐蚀性和绝缘性能等特点。
塑料在机械制造中被广泛应用于制造零件和外壳等。
2.橡胶：橡胶是一种弹性体材料，具有良好的弹性和抗老化性能。
橡胶常用于制造密封件和减震件等。
3.陶瓷：陶瓷是一种脆性材料，具有优异的耐高温和耐磨损性能。
陶瓷常用于制造高温零件和耐磨件等。
复合材料复合材料是由两种或多种不同性质的材料组合而成的新材料。
复合材料具有金属材料、非金属材料和复合材料的优点，并弥补了各种材料的不足之处。
常见的复合材料包括：1.碳纤维复合材料：碳纤维复合材料具有高强度、低密度和良好的抗腐蚀性能，适用于制造高强度和轻量化的结构件。
2.玻璃纤维复合材料：玻璃纤维复合材料具有良好的电绝缘性和机械性能，广泛应用于电器领域和机械制造中。
3.金属基复合材料：金属基复合材料由金属基体和增强相组成，具有高强度、高刚性和良好的耐磨损性，适用于制造高负荷和高速运动零件。
机械制造基础常用工程材料
•优质碳素结构钢按锰的质量分数不同，分为两组： •普通锰(Mn＝0.25%～0.80%) •较高锰的(Mn=0.70%～1.20%)钢。 • 较高锰的优质碳素结构钢牌号数字后加“Mn”，如
45Mn。
•2020/7/17
•
3）碳素工具钢的编号方法
•其牌号以“T”开头，后面的数字表示平均碳的质量分数的千倍
法同一般的合金结构钢。滚动轴承钢都是高级优质钢，但牌号后不 加“A”。
•例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数Cr＝
1.5％的滚动轴承钢。
•2020/7/17
•
④ 合金工具钢
•当c＜1％时，用一位数字表示碳的质量分数的千倍 •当碳的质量分数≥1%时，则不予标出
• 合金元素的标注与合金结构钢相同
•高速工具钢例外，其平均碳的质量分数无论多少均不标出。因合金
•一般的轴承用钢是高碳低铬钢，其碳的质量分数为c＝0.95％～1.15
％，属过共析钢。铬的含量为Cr＝0.4％～1.65％ 。
•滚动轴承钢的热处理包括预先热处理(球化退火)和最终热处理(淬火与
低温回火)
•常用滚动轴承钢牌号有GCr9G、GCr15、GCr15SiMn。
•2020/7/17
•
⑥低合金刃具钢
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•
④合金弹簧钢
•合金弹簧钢的碳的质量分数一般为c＝0.5％～0.7％，碳的质量分数 •过高时，塑性和韧性差，疲劳强度下降。常加入以硅、锰为主的提高 •淬透性的元素。硅、锰合金元素溶入铁素体中，使铁素体得到强化。
•常用合金弹簧钢牌号有60Si2Mn、60Si2CrVA和50CrVA。合金弹簧
钢主要用于制造各种弹性元件，如在汽车、拖拉机、坦克、机车车辆上 制作减震板簧和螺旋弹簧，大炮的缓冲弹簧，钟表的发条等。
机械制造基础第1章工程材料1.7其他材料
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②有机高分子材料的物理性能特点 ◆电绝缘性优良 ◆耐热性差 ◆导热性差 ③高聚物在化学性能方面的特点主要表现为化学稳定性高，
通常在碱、酸、盐中耐蚀性较强。
④有机高分子化合物易老化
常用的高分子工程材料有：工程塑料、合成橡胶、化纤等。
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（一） 工程塑料
1、组成 ⑴合成树脂：是决定塑料性能和使用范围的主要组成物，它 是由低分子化合物通过加聚反应或缩聚反应合成的高聚物。 ⑵添加剂 a.填充剂——调整塑料性能 b.增塑剂——增加塑料的可塑性和柔韧性 c.稳定剂——防止高聚物成型时受热分解和塑料老化 d.润滑剂——防止在成型过程中产生粘模，并增加成型时的 流动性，保证制品表面光洁 e.固化剂——使热塑性的线型高聚物加热成型时，交联成网 状体型高聚物并固结硬化 f.着色剂——使塑料具有不同的色彩 g.其 它——如阻燃剂、抗静电剂、发泡剂
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1.7.1粉末冶金材料
（ 3）钨钛钽钴类（ WC+TiC+TaC+Co） )硬质合金 (YW) 主要成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌） 及钴。这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合 金。其牌号由“YW”加数字（“硬”、“万”两字汉 语拼音字首），数字表示该合金的序号。通用硬质合 金既可以加工塑性材料，又可加工脆性材料及有色金 属。因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合 金）。目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等 难加工材料。
1.7其他材料
1.7.1粉末冶金材料 粉末冶金是用金属粉末或金属粉末与非金属粉 末的混合物作为原料，经压制成型后烧结，以获得 金属零件和金属材料的方法。粉末冶金是一种不经 熔炼生产材料或零件的方法，其零件的生产是一种 精密的无切削或少切削的加工方法。粉末冶金可生 产其他工艺无法制造或难于制造的零件和材料，如 高熔点材料、复合材料、多孔材料等。硬质合金材 料就是采用粉末冶金法烧结而成的。下面我们主要 介绍硬质合金。
机械制造基础 原材料资料
机械制造基础第一部分工程材料与热处理1.工程材料一般可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料2.金属材料的性能包括：1、物理性能2、化学性能：3、机械性能：4、工艺性能3．机械性能：强度；硬度；塑性；韧性；疲劳强度。
4．工艺性能：铸造性能；锻压性能；焊接性能；切削加工及热处理等方面的性能。
性能。
第一章材料的力学性能根据载荷性质零件受力情况可分为：静载荷——是指逐渐而缓慢地作用在工件上的力。
动载荷——包括冲击载荷和交变载荷等。
材料在外力作用下引起形状和尺寸的改变，称变形。
变形又分弹性变形和塑性变形强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
以静载荷下抗拉强度作为判别金属材料强度高低的基本指标。
金属发生塑性变形但不破坏的能力，称为塑性硬度是指金属表面抵抗塑性变形和破坏的能力P9硬度测定的方法：压入法，它用一定的静载荷（压力）将压头压在金属表面上，然后通过测定压痕的面积或深度来确定其硬度。
常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度、和维氏硬度三种。
布氏硬度的表示方法如：150HBS10/10000/30常用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
洛氏硬度：HRA、HRB、HRC维氏硬度 HV硬度HRC：测量钢球：可以测试软、硬金属，尤其是可测试极薄零件的硬度和渗碳层、渗氮层的硬度冲击载荷是指加载速度很快而作用时间很短的突发载荷。
金属抵抗冲击载荷而不破的能力，称为冲击韧度，也称冲击韧度，或冲击韧性机械零件在各种交变载荷作用下经过长时间工作也会发生破坏，通常这种破坏现象称为金属的疲劳。
第二章金属的组织结构第一节金属的晶体结构与结晶常见金属的晶体结构：1、体心立方晶格；2、面心立方晶格；3、密排立方晶格金属的结晶过程就是由晶核的形成和晶粒的长大两个基本过程组成的。
晶粒越细小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。
在不同的温度区间，金属的晶体结构具有不同的晶格类型，称为同素异晶转变同素异晶转变，是金属的一个重要性能。
机械制造、工程建设常用钢材牌号大全及详细性能用途(工程机械专用重点资料)
—
—
—
ZG30NiCrMo
—
—
590
730
17
35
—
—
—
—
ZG35NiCrMo
—
—
660
830
14
30
—
—
—
—
29
G1.2.3 不锈耐酸铸钢(表 G3-6) 表 G3-6 不锈耐酸铸钢的力学性能及应用举例（摘自 GB/T 2100—1980）
组织 类型
牌号
马 ZG1Cr13
氏
体
ZG2Cr13
σb /MPa
—
350
— ——
—
750~800℃退火 800℃退火 850℃退火
铸造性能较差,晶粒 易粗大，韧性较低，在 氧化性酸中具有良好 的耐蚀性，如在温度不 太高的工业用稀硝酸。 在草酸中不耐蚀，主要 用于制造硝酸的设备、 制造食品和人造纤维 工业用的设备。
铸造工艺性能与 ZG1Cr17 相似，磷酸与 沸腾的醋酸等还原性 介质中具有良好的耐 蚀性，用于维尼纶，电 影胶片以及造纸机械 用的铸件
3. 当需方对屈服强度有要求时，供需双方协议才进行测定；
4. 硬度值仅作参考，如需规定硬度值，由供需双方协定。
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G1.2 铸钢
G1.2.1 不锈铸钢(见表 G3-4) 表 G3-4 工程结构用中、高强度不锈铸钢的力学性能及应用举例(摘自 GB/T 6967—1986)
力学性能≥
牌号
σs
σb
δ
15
9
KTB380-12
12
15
9
KTB400-05
12
15
340
—
5
(完整版)常用机械工程材料基础
850 1080
用于表面强度高，心部韧性高的场合，渗 碳、淬火后可获得很高的表面硬度。耐磨 性高。如制造万向节、精密传动螺纹轴等。
用于重载、高强度、大尺寸、高耐磨场合。 可氮化处理。
500 用于高低温、强腐蚀性条件。如船舶等。
轴类零件实例之悬吊型DXR之球馆旋转轴：
球馆组件
伸缩桶
束光器
球馆旋转主轴系统组件 （锥齿轮传动、电磁离合器、 伺服电机、圆周定点定位）
值齿轮、 齿条属于 渐开线的 一种。
涡轮蜗杆
传动比大，传动平稳，结 多用于中、小负荷和间歇
构小，在一定的压力角下 传动场合。医疗设备中的 可以自锁。但传动效率低。电动推杆多数为涡轮蜗杆
传动。
这里主要 指阿基米 德和渐开 线形式。
锥齿轮
锥齿轮分直齿和斜齿等。 直齿锥齿轮制造较斜齿容 易，成本低。但传动噪声 大，没有斜齿平稳，传动 速度小。斜齿锥齿轮经磨 齿后速度可达5m/s.
45~50
206 强度和弹性均优于碳素弹簧钢丝。用于重 要的弹簧。
45~50
206 强度和弹性与 65Mn相当，耐温性优于前 者。可用于对温度要求不高的场合。
45~50
206 强度高，性能好。热处理后，可获得极好 的疲劳极限。高温性能稳定，可用于发动 机阀门弹簧等。
--==
190 弹性和强度均低于以上碳钢类弹簧。但具
常用轴类材料特性
材料
热处理
20
正火
35
正火
45
调质
40Cr
调质
20Cr
渗碳、淬火
38CrMo
1Cr18Ni 9Ti
调质 淬火
抗拉强度 （Mpa）
用途 小载荷，不重要的轴，定心、定位等。
机械制造基础第1章 工程材料基础知识
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(1)金属材料 金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金 。最简单的金属材料是纯金属。 工程应用的金属材料，原子间的结合键基本上为金属键，为金 属晶体材料。 工业上把金属和其合金分为两大部分 （1）黑色金属 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)； （2）有色金属 黑色金属以外的所有金属及其合金。
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(3)陶瓷材料 陶瓷是一种或多种金属元素同一种非金属元素(通常为氧)的化合 物。 非金属元素原子同金属原子化合时形成很强的离子键，同时也存 在有一定成分的共价键。例如MgO晶体中, 离子键占84%, 共价键占 16%。也有一些特殊陶瓷以共价键为主。 陶瓷的硬度很高，但脆性很大。 陶瓷材料属于无机非金属材料，主要为金属氧化物和金属氧化合 物。由于大部分无机非金属材料含有硅和其它元素的化合物，所以 又叫做硅酸盐材料。它一般包括无机玻璃(硅酸盐玻璃)、玻璃陶瓷( 或称微晶玻璃)和陶瓷等三类
第1章 工程材料基础知识
1.1 工程材料概述 1.2 金属材料的性能 1.3 金属与合金的晶体结构与结晶
1.4 铁碳合金相图
1.5 金属材料的塑性变形
1
1.1 工程材料概述
1.1.1 材料科学的发展 材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认 识和改造自然的工具。自从人类一出现，就开始使 用材料，材料的发展史与人类史一样久远。纵观人 类利用材料的历史，可以发现每一种重要材料的发 现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高 到一个新的水平，为社会生产力和生活带来巨大的 变化。
2
1.1.1 材料科学的发展
1.石器时代 2.青铜器时代 3.铁器时代 4.近现代材料
3
石器时代 (Stone Age) BC 400,000 ~ 4,500
机械制造中的机械工程材料与应用
机械制造中的机械工程材料与应用机械工程是一个广泛而重要的领域，它涉及到许多不同类型的机械设备和系统的设计、制造和维护。
在机械制造中，使用适当的机械工程材料对于提高产品的质量和性能至关重要。
本文将探讨机械工程材料的种类和其在机械制造中的应用。
一、金属材料金属材料是机械工程中最常用的材料之一。
金属具有良好的强度、硬度和导热性能，使其非常适合机械零部件的制造。
常见的金属材料包括钢、铝、铜和铁等。
1. 钢：钢是机械制造中最常用的金属材料之一。
它具有优异的强度和韧性，可以用于制造各种零部件，如轴、齿轮和轮毂等。
钢的不同成分和处理方式可以产生不同的特性，如不锈钢、弹簧钢和合金钢等。
2. 铝：铝是一种轻质金属，具有良好的导热性和抗腐蚀性能。
它被广泛应用于航空、汽车和电子行业中，用于制造飞机结构、汽车车身和电子外壳等部件。
3. 铜：铜具有良好的导电性和导热性能，因此它常用于制造电气设备、线缆和管道等。
此外，铜还具有良好的抗腐蚀性能，使其在海洋工程和化学工业中广泛应用。
4. 铁：铁是一种常见的金属材料，在机械制造中被广泛使用。
它可以通过锻造、铸造和焊接等工艺进行加工，用于制造结构零件、轴承和齿轮等。
二、非金属材料除了金属材料外，机械工程中还广泛使用一些非金属材料，如塑料、复合材料和陶瓷等。
这些材料具有独特的性能，适用于特定的机械制造应用。
1. 塑料：塑料是一种轻质、耐腐蚀的材料，具有良好的绝缘性能。
它在机械制造中常用于制造塑料零件、密封件和绝缘材料等。
常见的塑料材料有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等。
2. 复合材料：复合材料是由两种或更多种材料组合而成的材料。
它通常由纤维增强材料和基体材料组成，例如碳纤维增强塑料和玻璃纤维增强复合材料。
复合材料具有优异的强度和轻质化特性，在航空航天、汽车和体育器材等领域得到广泛应用。
3. 陶瓷：陶瓷是一种硬、脆且耐高温的材料。
它具有优异的耐磨性和耐腐蚀性能，被广泛应用于制造刀具、轴承和瓷器等产品。
机械工程材料基础
机械工程材料基础机械工程材料基础是机械工程领域中非常重要的一门学科，它对机械工程的发展和应用起着至关重要的作用。
本文将介绍机械工程材料基础的相关知识和理论。
一、机械工程材料的分类机械工程材料可以根据其组成及性质的不同进行分类。
常见的机械工程材料包括金属材料、聚合物材料和陶瓷材料等。
1. 金属材料：金属材料是机械工程中使用最广泛的材料之一。
金属材料通常具有良好的导热性、导电性和可塑性。
常见的金属材料有铁、铜、铝等。
2. 聚合物材料：聚合物材料是由大量重复单元组成的高分子化合物。
聚合物材料通常具有较低的密度、良好的绝缘性能和化学稳定性。
常见的聚合物材料有塑料、橡胶等。
3. 陶瓷材料：陶瓷材料是由非金属元素组成的材料。
陶瓷材料通常具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性能。
常见的陶瓷材料有瓷器、陶瓷板等。
二、机械工程材料的性能与测试机械工程材料的性能是指材料在受到外力作用下的力学、热学和电学性能等。
为了保证材料在实际应用中的可靠性，需要对材料的性能进行测试和评估。
1. 力学性能测试：力学性能测试包括拉伸试验、压缩试验、扭剪试验等。
通过这些测试可以获得材料的强度、刚度、韧性等力学性能指标。
2. 热学性能测试：热学性能测试包括热膨胀系数测量、导热系数测量等。
这些测试可以了解材料在温度变化下的性能表现。
3. 电学性能测试：电学性能测试包括电导率测量、绝缘电阻测量等。
这些测试可以评估材料的导电性、绝缘性等电学性能指标。
三、机械工程材料的选用与应用在机械工程领域，材料的选用要考虑到材料的性能、成本、制造工艺等因素。
不同的工程要求对材料的性能指标有着不同的要求。
1. 力学性能要求：对于需要承受较大力和载荷的部件，需要选择具有高强度和刚度的材料。
例如，汽车引擎的曲轴通常采用高强度的合金钢材料。
2. 耐腐蚀性能要求：对于在腐蚀环境中使用的部件，需要选择具有较好抗腐蚀性能的材料。
例如，海洋工程中使用的钢材通常会进行特殊的防腐处理。
机械工程材料
机械工程材料机械工程材料是指用于制造机械零部件和构件的各种材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
在机械工程中，材料的选择对于产品的性能、质量和寿命都有着重要的影响。
因此，了解不同材料的特性和应用是非常重要的。
金属材料是机械工程中最常用的材料之一，其主要包括钢、铝、铜、铁等。
钢是一种铁碳合金，具有良好的强度和韧性，广泛应用于各种机械零部件的制造中。
铝具有较低的密度和良好的导热性能，常用于制造航空器和汽车零部件。
铜具有良好的导电性和导热性，常用于制造电气设备和导热元件。
铁是一种常见的金属材料，具有良好的磁性和加工性能，广泛应用于各种机械构件的制造中。
非金属材料包括塑料、陶瓷、橡胶等，它们具有较低的密度、良好的耐腐蚀性和绝缘性能，在机械工程中也有着重要的应用。
塑料是一种轻质、耐腐蚀的材料，常用于制造各种零部件和外壳。
陶瓷具有优异的耐磨性和耐高温性能，广泛应用于制造轴承、刀具和瓷砖等。
橡胶具有良好的弹性和密封性能，常用于制造密封件和减震元件。
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的，它们综合了各种材料的优点，具有良好的强度、刚度和耐磨性能。
碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度，广泛应用于航空航天和汽车工业中。
玻璃钢复合材料具有良好的耐腐蚀性和绝缘性能，常用于制造化工设备和管道。
在选择机械工程材料时，需要根据产品的使用环境、工作条件和要求来进行合理的选择。
不同的材料具有不同的特性和适用范围，只有根据实际情况进行合理的选择，才能保证产品具有良好的性能和质量。
总之，机械工程材料的选择对产品的性能和质量有着重要的影响，不同的材料具有不同的特性和应用范围，只有根据实际情况进行合理的选择，才能保证产品具有良好的性能和质量。
希望本文能够帮助大家更好地了解机械工程材料，为实际工程应用提供参考和指导。
机械制造常用材料
合金钢 按合金元素总含量可分为 低合金钢（合金元素总含量低于5%） 中合金钢（合金元素总含量5%-10%） 高合金钢（合金元素总含量高于10%）
2、按钢中有害杂质硫、磷的含量分为普通钢（硫含量≤ 0.05%，磷含量≤ 0.045%）； 优质钢（硫、磷含量≤ 0.035%）；高级优质钢（硫、磷含量≤ 0.025% ）。
常用有以下四种铸铁： ✓1、灰铸铁 ✓2、球墨铸铁 ✓3、可锻铸铁 ✓4、蠕墨铸铁
1、灰铸铁 碳大部分或全部以游离的石墨形式存在，石墨为片状，因断裂时断口呈
暗灰色而得名。价格低廉，应用最广泛的铸铁，占80%以上。
HT 100 (150\200\250\300\350) HT表示灰铸铁，数字表示抗拉强度值（MPa）
4、蠕墨铸铁 石墨呈蠕虫状得名，以RuT表示。在一定成分的铁水中加入适量蠕化剂
（镁钛合金、稀土镁钛合金、稀土镁钙合金）而成。
导热性、抗疲劳性和铸造性都比球墨铸铁好，常用于高层建筑的高压热
水交换器、气缸体、液压阀等铸件。
二、钢
1、钢可以按其化学成分分为两类——碳素钢和合金钢。
碳素钢是含碳量小于2.11%，又含有少量锰、硫、硅、磷等元素的铁碳合金； 合金钢为在碳素钢种特意加入某些金属元素后得到的以铁为基的多元合金。
3、按用途分：结构钢（制造机械设备和工程构建）、工具钢（制造刀具、量具和 模具）和特殊性能钢（不锈钢、耐热钢和耐磨钢）。
4、按冶炼方法：使用炉种分为平炉钢、转炉钢、电炉钢，也可以按脱氧方法分为 沸腾钢（以F表示）、半镇静钢（以b表示）、镇静钢（以Z表示）、特殊镇静钢 （TZ）。
三、有色金属及其合金
机械制造基础常用项目工程材料
•ZG200-400 有良好的塑性、韧性和焊接性能。用于制作承受载荷不
大，要求韧性的各种机械零件，如机座、变速箱壳等。
•ZG230-450 有一定的强度和较好的塑性、韧性，焊接性能良好，切
削加工性尚可。用于制作承受载荷不大，要求韧性的各种机械零件， 如砧座、外壳、轴承盖、底板、阀体、犁柱等。
•A、B、C、D表示质量等级，它反映了碳素钢结构中有害杂质（S、P）
含量的多少；
•F、b、Z、TZ依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢，一般
情况下符号Z与TZ在牌号表示中可省略。
例如Q235AF，即表示屈服点为235N／mm2、A质量等级 的沸腾钢。
2）优质碳素结构钢的编号方法
其牌号用两位数字表示，两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍。
① 低合金高强度结构钢
其牌号由代表屈服点的字母Q＋屈服极限数值＋质量等级符号
•质量等级符号（A、B，C、D、E）
例如Q390A，表示屈服强度σs＝390N/mm2、质量等 级A的低合金高强度结构钢
•碳素工具钢分优质和高级优质两类。若为高级优质钢，则
在数字后面加“A”字。
例如T8A钢，表示平均c =0.8%的高级优质碳素工具钢。
•对含较高锰的(Mn＝0.40％～0.60%)的碳素工具钢，则
在数字后加“Mn”，如T8Mn、T8MnA等。
4）铸造碳钢 （简称铸钢）的编号方法
其牌号用“ZG”代表铸钢二字汉语拼音首位字母，后面第一组数字为 屈服强度(单位N/mm2)，第二组数字为抗拉强度(单位N/mm2)。
也可用来代替优质碳素结构钢08或10钢，制造冲压件、焊接结构件。
•Q275钢强度较高，可代替30钢、40钢用于制造较重要的某些零件，以降
机械基础_常用机械工程材料
3.下面硬度要求和写法是否正确？为什么？
1）12~15HRC 2）HRC12-15
3）550-600HBS 4）250-300HBW
4.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(sān zhǒnɡ)钢材，牌号为08、45、65Mn，分别要用 于制造
1.钢铁材料的选择
钢与铁的区别
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(gāngtiě)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。
第九页，共二十页。
常用 机械工程材 (chánɡ yònɡ) 料 二、机械工程材料的选择(xuǎnzé)
料 二、机械工程材料(cáiliào)的选择
2.塑料材料的选择
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
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
常用(chánɡ yònɡ)热塑性 塑料-无定型
PS聚苯乙烯（硬胶）
性脆易裂、透明性好、 价格低
强度很高、高弹性模量和密度
PE聚乙烯
无毒无味、强度较差
常用(chánɡ yònɡ)热塑性
塑料-结晶型
PA聚酰胺(尼龙) 良好的韧性、延伸性和强度
PP聚丙烯(百折胶）
不怕折、耐高温、强度较好
PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 韧性最好、不耐热、不耐碱
第十三页，共二十页。
常用 机械工程材 (chánɡ yònɡ)
(完整版)常用机械工程材料基础
医疗设备上的UC臂型和悬 吊型DXR上均有直齿锥齿轮 传动。UC臂型的平板探测
器旋转为直齿锥齿轮。悬
吊型的球馆旋转为直齿锥 齿轮传动。
齿轮零件应用实例1
1、UC臂型DXR探 测器旋转机构，伺 服系统输入，联接 到小锥齿轮，大锥 齿轮输出，旋转编 码器纪录转角，实 现探测器左右旋转 30°角度，满足患 者不同角度的X线 摄影需求。
不大的零件。如齿轮、机床
主轴次要弹簧等。
牌号
性能
用途
备注
强度硬度均相当高，但切削 制作高承载轴、轧辊、弹
性不好，焊接性很差。水淬 簧、离合器等耐磨性好和 60 有裂纹倾向。小尺寸件可以 弹性大的零件。
淬火，大件一般正火。
20Mn
典型的高猛低碳渗碳钢。淬 透性好。用于制作表面硬度 高、心部韧性好的零件。
45~50
206 强度和弹性均优于碳素弹簧钢丝。用于重 要的弹簧。
45~50
206 强度和弹性与 65Mn相当，耐温性优于前 者。可用于对温度要求不高的场合。
45~50
206 强度高，性能好。热处理后，可获得极好 的疲劳极限。高温性能稳定，可用于发动 机阀门弹簧等。
--==
190 弹性和强度均低于以上碳钢类弹簧。但具
常用轴类材料特性
材料
热处理
20
正火
35
正火
45
调质
40Cr
调质
20Cr
渗碳、淬火
38CrMo
1Cr18Ni 9Ti
调质 淬火
抗拉强度 （Mpa）
用途 小载荷，不重要的轴，定心、定位等。
480 载荷不大，用途比较广泛。
580 应用最为广泛。中等载荷，或交变载荷， 可承受一定的冲击载荷。
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•ZG200-400
有良好的塑性、韧性和焊接性能。用于制作承受载荷不 大，要求韧性的各种机械零件，如机座、变速箱壳等。 •ZG230-450 有一定的强度和较好的塑性、韧性，焊接性能良好，切 削加工性尚可。用于制作承受载荷不大，要求韧性的各种机械零件， 如砧座、外壳、轴承盖、底板、阀体、犁柱等。 •ZG270-500 有较高的强度和较好的塑性，铸造性能良好，焊接性能 尚好，切削加工性佳，用途广泛，用于制作轧钢机机架、轴承座、连 杆、箱体、缸体等。 •ZG310-570 强度和切削加工性良好，塑性和韧性较低，用于制作承 受载荷较高的各种机械零件，如大齿轮、缸体、制动轮、辊子等。 •ZG340-640 有高的强度、硬度和耐磨性，切削加工性中等，焊接性 能较差，流动性好，裂纹敏感性较大，可用制作齿轮、棘轮等。
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机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
按钢的冶金质量和钢中有害杂质元素 硫、磷的质量分数分：
普通（碳素）钢 (p ≤ 0.045%， s ≤ 0.050%) 优质（碳素）钢 (p ≤ 0.040%， s ≤ 0.040%) 高级优质（碳素）钢 (p ≤ 0.035%， s ≤ 0.030%)
•30、35、40、45、50、55钢属于调质钢，经淬火十高温回火后，具有
良好的综合力学性能，主要用于要求强度、塑性和韧性都较高的机械 零件，如轴类零件。 例伸长应力，主要用于制造弹簧等弹性零件及耐磨零件。
•60、65、70钢属于弹簧钢，经淬火十中温回火后可获得高的规定非比
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机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
第一章
常用工程材料
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机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
第一节
常用工程材料
一、钢
1．非合金钢（简称碳素钢、碳钢） （1）碳钢的分类 按碳的质量分数： 低碳钢 (c＜0.25%) 中碳钢 (c＝0.25％～0.60％) 高碳钢 (c＞0.60％) 2
第一章 常用工程材料
2）优质碳素结构钢的编号方法
其牌号用两位数字表示，两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍。
例如45钢，表示平均c =0.45%； 08钢，表示平均c =0.08%。 优质碳素结构钢按锰的质量分数不同，分为两组：
•普通锰(Mn＝0.25%～0.80%) •较高锰的(Mn=0.70%～1.20%)钢。
机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
(5）碳素工具钢的用途
这类钢的碳的质量分数为 ＝0.65％～1.35％，分优质碳素工具钢 c 与高级优质碳素工具钢两类。 牌号后加“A”的属高级优质( ≤0.020％， ≤0.030％） s p
•此类钢在机械加工前一般进行球化退火，作为刃具，最终热处理为淬
优质碳素结构钢S、P含量较低，非金属夹杂物也较少，因此机械 性能比碳素结构钢优良，被广泛用于制造机械产品中较重要的结 构钢零件。
•08F、10F钢的碳的质量分数低，塑性好，焊接性能好，主要用于制造
冲压件和焊接件。
•15、20、25钢属于渗碳钢
，经渗碳、淬火十低温回火后，表面硬度 可达60HRC以上，耐磨性好，而心部具有一定的强度和韧性，可用来制 作要求表面耐磨并能承受冲击载荷的零件。
较高锰的优质碳素结构钢牌号数字后加“Mn”，如45Mn。
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机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
3）碳素工具钢的编号方法
其牌号以“T”开头，后面的数字表示平均碳的质量分数的千倍
•碳素工具钢分优质和高级优质两类。若为高级优质钢，则
在数字后面加“A”字。
例如T8A钢，表示平均c =0.8%的高级优质碳素工具钢。
•Q195钢的碳的质量分数很低，塑性好。常用作螺钉、螺母及各种薄板，
也可用来代替优质碳素结构钢08或10钢，制造冲压件、焊接结构件。
•Q275钢强度较高，可代替30钢、40钢用于制造较重要的某些零件，以降
低原材料成本。
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第一章 常用工程材料
(4）优质碳素结构钢的用途
•碳素工具钢大多用于制造刃部受热程度较低的手用工具和低速、小进
•常用碳素工具钢牌号有：T7、T7A、T8、T8A、T8Mn、T10、T10A等。
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机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
（6）铸造碳钢的用途
铸造碳钢一般用于制造形状复杂、机械性能要求比铸铁高的零件， 例如水压机横梁、轧钢机机架、重载大齿轮等。 铸造碳钢中碳的质量分数一般为c＝0.15％～0.60％。
火(加热温度一般为760～780℃)十低温回火(180℃)，组织为回火马氏 体十粒状渗碳体十少量残余奥氏体。其硬度可达60～65HRC；
•碳素工具钢的缺点是红硬性差，当刃部温度高于250℃时，其硬度和
耐磨性会显著降低。钢的淬透性也低，并容易产生淬火变形和开裂。 给量的机用工具，亦可制作尺寸较小的模具和量具。
例如ZG200-400， 表示屈服强度σ (或σ ≥200N/mm2 ) ， s 0.2 抗拉强度σ ≥400N/mm2的铸造碳钢件。 b
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机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
(3）碳素结构钢的用途
碳素结构钢的硫、磷含量较多，但由于冶炼容易，工艺性好， 价格便宜，在力学性能上一般能满足普通机械零件及工程结 构件的要求，因此用量很大。
•对含较高锰的(Mn＝0.40％～0.60%)的碳素工具钢，则
在数字后加“Mn”，如T8Mn、T8MnA等。
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2017年6月2日星期五来自机械制造基础—上篇第一章 常用工程材料
4）铸造碳钢 （简称铸钢）的编号方法
其牌号用“ZG”代表铸钢二字汉语拼音首位字母，后面第一组数字为 屈服强度(单位N/mm2)，第二组数字为抗拉强度(单位N/mm2)。
•A、B、C、D表示质量等级，它反映了碳素钢结构中有害杂质（S、P）
含量的多少；
•F、b、Z、TZ依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢，一般
情况下符号Z与TZ在牌号表示中可省略。
例如Q235AF，即表示屈服点为235N／mm2、A质量等级 的沸腾钢。
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机械制造基础—上篇
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机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
按用途分类： （碳素）结构钢 （碳素）工具钢
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机械制造基础—上篇
第一章 常用工程材料
(2)碳素钢的编号
1）碳素结构钢的编号方法
碳素结构钢牌号表示方法由四个部分按顺序组成：
屈服点屈字的拼音字母Q＋屈服极限数值＋质量等级符号＋脱氧方法符号