机械基础第一章 机械工程材料
机械工程基础教案
机械工程基础教案第一章：机械工程概述教学目标：1. 了解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 掌握机械工程的基本要素和设计原则。
3. 了解机械工程的重要性和对社会发展的贡献。
教学内容：1. 机械工程的定义和发展历程。
2. 机械工程的应用领域和基本要素。
3. 机械工程的设计原则和重要性。
4. 机械工程对社会发展的贡献。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 案例分析法：分析机械工程的成功案例，展示机械工程对社会发展的贡献。
教学评估：1. 课堂讨论：学生能积极参与讨论机械工程的基本要素和设计原则。
2. 小组项目：学生能分组完成一个机械工程设计项目，展示其对机械工程的理解和应用能力。
第二章：机械零件与材料教学目标：1. 了解机械零件的分类和功能。
2. 掌握机械零件的设计和选材原则。
3. 了解常用机械材料的特性和应用。
教学内容：1. 机械零件的分类和功能。
2. 机械零件的设计和选材原则。
3. 常用机械材料的特性和应用。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械零件的分类和功能，以及机械零件的设计和选材原则。
2. 实验法：学生通过实验了解常用机械材料的性能和应用。
教学评估：1. 课堂练习：学生能完成机械零件设计和选材的练习题。
第三章：机械制造工艺教学目标：1. 了解机械制造的基本工艺和方法。
2. 掌握机械制造工艺参数的计算和选择。
3. 了解机械制造过程中的质量控制和安全生产。
教学内容：1. 机械制造的基本工艺和方法。
2. 机械制造工艺参数的计算和选择。
3. 机械制造过程中的质量控制和安全生产。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械制造的基本工艺和方法。
2. 案例分析法：分析机械制造过程中的成功案例，展示质量控制和安全生产的重要性。
教学评估：1. 课堂讨论：学生能积极参与讨论机械制造工艺参数的计算和选择。
2. 小组项目：学生能分组完成一个机械制造工艺设计项目，展示其对机械制造工艺的理解和应用能力。
机械工程材料基础知识
机械工程材料基础知识1.1金属材料的力学性能任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。
如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。
这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。
这种能力就是材料的力学性能。
金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。
1.1.1强度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。
强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为。
单位为MPa。
工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用气表示。
抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用气表示。
对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据;对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。
1.1.2塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。
工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。
伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号少表示。
断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用表示。
伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。
良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。
1.1.3硬度硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。
硬度的测试方法很多，生产中常用的硬度测试方法有布氏硬度测试法和洛氏硬度试验方法两种。
（一）布氏硬度试验法布氏硬度试验法是用一直径为D的淬火钢球或硬质合金球作为压头，在载荷P的作用下压入被测试金属表面，保持一定时间后卸载，测量金属表面形成的压痕直径也以压痕的单位面积所承受的平均压力作为被测金属的布氏硬度值。
机械工程基础课件
三．合金的相结构和组织
１．概念： 通过熔炼、烧结等方法，将一种金属元素与其 它一种或几种元素结合一起形成的具有金属特 性的新物质叫合金。
组成合金的各元素叫组元。
合金中成分相同、结构相同并与其他部分有界 面分开的均匀组成部分称为相；不同相的结合 称组织。相与相之间的转变称为相变。
2．合金的固态结构
一．相图的定义 相图又称状态图、平衡图。它表示在平
象的材料，如高碳钢、铸铁、铜、铝等，可用 σ0.2代替屈服极限，称为名义屈服点。
(二)刚度
1.定义：金属材料在外力作用下抵抗弹性变形 的能力。
2.弹性模数E：是衡量刚度大小的指标，其值 等于在弹性变形范围内，应力与应变的比值。 在相同外力作用下，E越大，则弹性变形越小， 刚度越大。E只与材料的本性有关。
2．类型： ①布氏硬度（HB）：HBS、HBW。 ②洛氏硬度（HR）：HRC、HRA、HRB。 ③维氏硬度（HV）：
3. 硬度实验
4．硬度是一个重要的综合力学性能指标，反 映了材料在小范围内抵抗变形和断裂的能力。
(五)冲击韧性 1．定义：金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏
的能力。
2．冲击韧性值αk用来衡量冲击韧性的大小。 αk 越大，韧性越好
四.金属的结晶
(一)．结晶过程
1．定义：液态金属在冷凝过程中，原子 由无序到有序，金属由液态到固态及过冷度
实际结晶温度低于熔点，称为过冷，其差值为 过冷度。 冷却速度越大，过冷度也越大。
3.结晶过程 结晶过程=晶核形成+晶核成长 晶核来源：自发形核、外来形核
2．晶体结构的基本概念
晶格 结点 晶胞 晶格常数，单位是Å (埃，10-10m或0.1nm) 晶面、晶向
3．常见晶体结构类型：
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。
机械基础知识点
机械基础知识点第⼀章绪论第⼀节课程的特点1. 综合性本课结合了⼯程⼒学，机械⼯程材料，常⽤机构，⽀撑零部件，机械传动，液压传动，⽓压传动的相关知识。
2.基础性⽆论从事机械制造，还是使⽤研究机械，都要运⽤这些基本知识。
3.⼀体性本门课程理论与实践紧密融合，学做⼀体。
第⼆节机械的组成“机械基础”主要研究对象是机械，我们的⾐⾷住⾏都离不开机械。
机械始于⽯器时代，指南车，地动仪是我们的祖先发明的机械。
1840年英国⼯业⾰命开启了机械飞速发展的时代，从蒸汽机，发电机，内燃机，计算机到现在的柔性制造单元和智能机器⼈等。
⼈类凭借智慧，使机械在种类，材料，⼯艺，性能等⽅⾯不断丰富完善。
1.机械是机器和机构的统称2.机器与机构的特征●机器特征：（1）是⼈为的实体组合。
（2）各部分（实体）之间具有确定的相对运动。
（3）能够转换或传递能量，代替或减轻⼈类的劳动。
●机构特征：具有确定相对运动的构件的组合。
具有独⽴运动的基本单元●机构不具备机器的第三个特征，是机器的主要组成部分，⼀部机器可以有多个机构，也可以只含有⼀个机构3.机器由哪⼏部分组成●动⼒部分传动部分⼯作部分操作或控制部分辅助部分（润滑，照明等）●机械分类情况动⼒机械（变换能量）：电动机，内燃机等加⼯机械（变换物料）：⾦属切削机床，压⼒机等运输机械（变换位置）：汽车，缆车等信息机械（变换信息）：传真机，数码相机等4.对机械要求：功能要求节能环保安全防护等5.零件●通⽤零件指各种机械中经常⽤到的零件●专⽤零件指在某些机械中才⽤到的零件第三节摩擦与损失●摩擦和磨损是⾃然界和社会⽣活中普遍存在的现象●30%-50%的能量消耗在各种形式摩擦中●80%的机器因为零件磨损⽽失效●摩擦，指两物体接触表⾯阻碍它们相对运动的机械阻⼒1.摩擦类型：1.固体摩擦⼲摩擦，边界摩擦除利⽤外尽量避免2.液（⽓）摩擦理论上不产⽣磨损，理想摩擦状态3.混合摩擦两者之间2.磨损运动副之间的摩擦将导致机件表⾯材料逐渐损耗形成磨损⼀个机械的磨损过程⼤概分为三个阶段磨合阶段是有益磨损，如减速器根据磨损机理分类，磨损主要有粘着磨损，磨料磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损等第⼀章机械⼯程材料第⼀节⾦属材料性能1.使⽤性能定义：⾦属材料在使⽤过程中所表现出来的特性物理特性：密度，熔点，导电性，导热性，热膨胀性，磁性化学特性：耐蚀性，抗氧化性，化学稳定性⼒学特性：强度，塑性，硬度，韧性，疲劳强度2.⼯艺性能定义:⾦属在加⼯制造过程中所表现出来的特性铸造特性：⾦属材料铸造成型的能⼒锻造特性：⾦属在锻压成型过程中所表现出的能⼒切削加⼯性能：⾦属被切割难易程度焊接性：在⼀定焊接条件下⾦属材料获得优良焊接接头的能⼒第⼆节⾦属材料--⾮合⾦钢●⾦属材料分类：●钢铁材料：⾮合⾦钢合⾦钢铸铁●⾮铁⾦属：除钢铁材料以外其他⾦属（有⾊⾦属，硬质合⾦）●炼铁过程：原料：铁矿⽯或废铁原料在⾼炉中经过⼀系列反应还原出铁铸造⽣铁，含碳2.11%以上炼钢⽣铁，在炼钢炉中进⼀步氧化碳，得到⾮合⾦钢在炼钢过程中加⼊某些合⾦元素，得到合⾦钢⾮合⾦钢：⼀种铁碳合⾦（碳通常⼩于1.5%）分类1：低碳钢<=0.25%中碳钢=0.25%~0.60%⾼碳钢>=0.6%B.⾮合⾦钢中含有少量硅，锰，硫，磷等C.硅，锰是脱氧剂主要成分，能提⾼钢的强度和硬度（有益元素）D.磷，硫是原料中附带的，硫--热脆性，磷--冷脆性，有害元素按磷硫分：普通质量⾮合⾦钢S≤0.035% P≤0.035%优质⾮合⾦钢SP≤0.030%特殊质量⾮合⾦钢S≤0.020% P≤0.025%按⽤途分：碳素结构钢;例如铁钉，属于低碳钢，冶炼容易，⼯艺性好，价格低廉，且在⼒学性能上也能满⾜⼀般的⼯程结构及普通机械零件的要求，Q195 Q215 Q235：塑性和焊接性较好，但强度不⾼，可⽤于桥梁，⾼压线塔，房屋框架等⼯程结构，铆钉，螺栓螺母垫⽚，轴套等Q255 Q275：强度相对较⾼，可以⽤来制造链轮，拉杆，安全销等优质碳素结构钢例如，60代表C含量0.6%08F：强度硬度很低，塑性韧性很⾼，具有很好冷变形能⼒，常⽤于制造薄板，铁丝，冲压件等20：起重钩，指甲钳等受⼒不⼤，韧性较⾼的零件45：综合⼒学性能好，常⽤于制造齿轮，轴等重要运动零件60：弹簧，板簧等弹性零件80：强度较⾼，常⽤来制造受巨⼤拉⼒的钢丝绳碳素⼯具钢：⾼硬度，⾼耐磨性（0.7%以上⾼碳钢）（优质⾮合⾦钢）⽤T+数字表⽰ T代表碳数字代表含碳千分数，后加A表⽰有害元素更低、T7 T8：碳质量分数相对较低，仍具有⼀定塑性，且有良好硬度，常⽤于制造斧头，锤⼦，凿⼦，定位冲⼦等切削能⼒要求不⾼的⼯具T9 T10;⽤于制造钢锯锯条，⼿攻螺纹⽤的丝锥和板⽛等低速耐磨⼯具T12 T12A：硬度，耐磨性较⾼，制造普通⼑具，⼀般性量具，模具。
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用机械设计是机械工程学科的核心领域之一，它涉及到机械元件的设计、制造与应用。
而在机械设计的过程中，材料的选择与应用是至关重要的因素之一。
本文将探讨机械设计中常用的工程材料以及它们的特点与应用。
一、金属材料金属材料是机械设计中最常用的材料之一。
常见的金属材料包括钢、铁、铝、铜等。
钢具有高强度、刚性和耐磨性的特点，广泛应用于制造机械零件和结构件。
铝材轻巧、导热性好，常用于制造轻型机械零件和外壳。
铜材具有良好的导电性和导热性，适用于电子元器件的制造。
在选择金属材料时，需要考虑其强度、耐腐蚀性、导电性等特性，以及成本和可加工性等因素。
二、合成材料合成材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
常见的合成材料有复合材料、聚合材料、陶瓷复合材料等。
复合材料由纤维和基质组成，具有高强度、高刚度和低密度的特点，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
聚合材料如塑料、橡胶等具有良好的抗腐蚀性和绝缘性能，常用于制造密封件和电气元件。
陶瓷复合材料具有高温耐磨性和绝缘性能，适用于高温和腐蚀环境下的应用。
三、非金属材料非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃等。
塑料具有良好的韧性和绝缘性能，广泛应用于电器、家具等领域。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，适用于制造密封件和减震器等。
玻璃具有透明的特性，适用于制造光学元件和仪器。
四、选材原则在机械设计中，选材的原则是根据机械零件所处的工作环境和工作要求来选择合适的材料。
首先，要考虑材料的强度和刚度，以保证机械零件在工作负荷下不发生变形和破坏。
其次，要考虑材料的耐磨性和耐腐蚀性，以延长机械零件的使用寿命。
同时，还需考虑材料的导热性、导电性和绝缘性能，以满足特定工作要求。
最后，成本和可加工性也是选材的考虑因素之一。
五、材料应用案例1. 在汽车制造领域，使用高强度的钢材制造车身和车架，以提高碰撞安全性能。
2. 在飞机制造领域，使用复合材料制造机翼和机身，以提高飞机的轻量化和燃油效率。
机械工程材料及成型基础教学教材
复合材料
玻璃纤维复合材料
由玻璃纤维和有机高分子材料复 合而成，具有质轻、强度高、耐 腐蚀等特点，广泛应用于航空、 航天、汽车等领域。
碳纤维复合材料
由碳纤维和有机高分子材料复合 而成，具有高强度、高刚性、耐 高温等特点，广泛应用于航空、 体育器材等领域。
02 材料成型基础
铸造工艺
01
02
03
04
热处理
通过控制加热、保温和冷却过程， 改变材料的内部组织结构，提高材 料的力学性能。
表面处理
通过物理或化学方法，改变材料表 面的成分和结构，提高材料的耐磨 性、耐腐蚀性和装饰性。
材料成本
原材料价格
不同材料的价格差异很大，选择价格合理的材料 可以降低成本。
加工成本
材料的加工难度和工艺要求不同，加工成本也不 同。在选择材料时，应考虑其加工成本。
未来趋势
高性能材料
01
随着机械工程的发展，对材料性能的要求越来越高，未来将不
断涌现出高性能的新型材料。
智能材料
02
智能材料能够感知外部刺激并作出响应，未来在传感器、执行
器和结构健康监测等领域有广泛应用。
可持续发展的材料
03
随着环保意识的提高，未来将更加注重材料的可持续发展，如
可降解和可回收的材料。
砂型铸造
利用砂型作为模具进行铸造， 适用于各种形状和尺寸的铸件
。
熔模铸造
通过制作熔模，再利用熔模制 作模具进行铸造，适用于精密
铸件。
压力铸造
在高压下将液态金属注入模具 ，适用于生产小型、高精度、
高强度铸件。
离心铸造
利用离心力将液态金属注入旋 转的模具中，适用于生产管状
和套筒类铸件。
电子教案-机械基础(第4版_刘跃南)电子教案-1.机械工程材料
1-1 概述
20世纪后期以来，由于电子信息、航空航天等尖端技术的迅速发展，对新材料的研究与开发起到了很大 的刺激与促进作用，以高温超导材料、精细陶瓷材料、纳米材料为代表的新材料与新材料技术不断涌现。但 存在一个较为普遍的问题，即新材料研制与制备加工工艺开发的非同步发展。高温超导材料、金属陶瓷梯度 功能材料等，作为先进材料的优越性与实用价值非常明显，但尚缺少高效、低成本的制备与加工技术。
表１－１ 金属材料强度与塑性的新、旧标准名词和符号对照
1-2 金属材料的主要性能
在拉伸试验过程中，通过自动记录或绘图装置得到的表示试样所受载荷F和伸长量Δl的关系曲线称为拉伸 曲线；经计算，可得到表示试样所受应力σ和应变ε的关系曲线，称为应力－应变曲线。图1-1所示分别为低 碳钢试样的拉伸曲线和应力－应变曲线。
1-1 概述
第一次工业革命时期（18世纪60年代——19世纪中期），人类开始进入蒸汽机时代，材料加工的特点是 以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产。随着蒸汽机的广泛使用，以及随之出现的矿 山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，所用的金属材料 由铜、铁，发展到以钢为主。材料加工包括锻造、冲压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削 技术和机床、刀具、量具等得到了迅速发展。
1-2 金属材料的主要性能
3.静载荷拉伸试验 金属材料的强度、塑性可通过静拉伸试验来确定。 目前金属材料室温拉伸试验方法采用GB/T—2002，由于目前原有的金属材料力学性能 数据是采用旧标准进行测定和标注的，所以原有旧标准GB/T228—1987仍然沿用，本教材为叙述方便采用旧标 准。关于金属材料强度与塑性的新、旧标准名词和符号对照见表1-1。
第一章
机械基础第一章完整ppt课件
精选PPT课件
2
第1
章
机械概述
1-1机器的组成 1-2金属材料的性能 1-3机械零件的强度 1-4摩擦和磨损
精选PPT课件
3
1-1 机器的组成
•本节任务： 1、什么是机器、机构、机械、零件和构件？ 2、机器的组成部分。
精选PPT课件
4
1-1机器的组成
一、机器和机构
精选PPT课件
5
1、机器
机械基础
精选PPT课件
1
绪论
•机械基础是一门什么样的课？
机械基础是中等职业学校机械专业的一门综合性的基础课。 工程力学
机械基础
机械工程材料 机械零件与传动
机工械程工零力程件学材与：料传生：动产构：实件为践是了中材正常料确用制的成使机的用械。机设机器备械，和工必工程须程材了部料解件的机都基器是本的由知组许识成多为。构合从件理运（地动具选上有择看独材，立料机运，器动充由的 分若基发干本挥传单材动元料机）本构组身组成的成的潜；。在从工性结程能构力提上学供看为了，分基机析础器构。由件若的干强零度件、组刚成度。与要选了择解合机理器的，结就构要提了供解了机基构本 的理工论作与原方理法、。特点及应用和通用零件的类型、结构、材料、标准及选择方法。
精选PPT课件
25
2. 抗氧化性 （1）金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 （2）金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、焊接等加热作业 时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时， 常在其 周围形成一种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3. 化学稳定性 （1）化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。
二、机器的组成 2、执行部分
机械工程材料应用基础
第一章习题与思考题1．常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。
2．实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响?3．什么叫过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系?4．金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些?5．如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）浇注温度高与浇注温度低；（3）铸成薄壁件与铸成厚壁件；（4）厚大铸件的表面部分与中心部分；（5）浇注时采用振动与不采用振动。
6．金属铸锭通常由哪几个晶区组成？它们的组织和性能有何特点？7．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？8．试计算面心立方晶格的致密度。
9．什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响？10、晶体在结晶时，晶核形成种类有几种？什么是变质处理？11、解释下列名词：结晶、晶格、晶胞、晶体、晶面、晶向、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒、点缺陷、面缺陷、线缺陷第二章习题与思考题1．置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？2．间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？举例说明之。
3．现有A、B两元素组成如图2.1所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确？为什么？（1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。
（2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量。
（3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同，故在平衡状态下固溶体的成分是不均匀的。
图2.1 题3 图4．共晶部分的Mg-Cu相图如图2.2所示：（1）填入各区域的组织组成物和相组成物。
在各区域中是否会有纯Mg相存在？为什么？（2）求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。
（3）画出20%Cu合金自液相冷到室温的却曲线，并注明各阶段的相与相变过程。
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。
机械基础知识点
第一章绪论第一节课程的特点1. 综合性本课结合了工程力学，机械工程材料，常用机构，支撑零部件，机械传动，液压传动，气压传动的相关知识。
2.基础性无论从事机械制造，还是使用研究机械，都要运用这些基本知识。
3.一体性本门课程理论与实践紧密融合，学做一体。
第二节机械的组成✧“机械基础”主要研究对象是机械，我们的衣食住行都离不开机械。
✧机械始于石器时代，指南车，地动仪是我们的祖先发明的机械。
✧1840年英国工业革命开启了机械飞速发展的时代，从蒸汽机，发电机，内燃机，计算机到现在的柔性制造单元和智能机器人等。
✧人类凭借智慧，使机械在种类，材料，工艺，性能等方面不断丰富完善。
1.机械是机器和机构的统称2.机器与机构的特征●机器特征：（1）是人为的实体组合。
（2）各部分（实体）之间具有确定的相对运动。
（3）能够转换或传递能量，代替或减轻人类的劳动。
●机构特征：具有确定相对运动的构件的组合。
具有独立运动的基本单元●机构不具备机器的第三个特征，是机器的主要组成部分，一部机器可以有多个机构，也可以只含有一个机构3.机器由哪几部分组成●动力部分传动部分工作部分操作或控制部分辅助部分（润滑，照明等）●机械分类情况✧动力机械（变换能量）：电动机，内燃机等✧加工机械（变换物料）：金属切削机床，压力机等✧运输机械（变换位置）：汽车，缆车等✧信息机械（变换信息）：传真机，数码相机等4.对机械要求：功能要求节能环保安全防护等5.零件●通用零件指各种机械中经常用到的零件●专用零件指在某些机械中才用到的零件第三节摩擦与损失●摩擦和磨损是自然界和社会生活中普遍存在的现象●30%-50%的能量消耗在各种形式摩擦中●80%的机器因为零件磨损而失效●摩擦，指两物体接触表面阻碍它们相对运动的机械阻力1.摩擦类型：✧ 1.固体摩擦干摩擦，边界摩擦除利用外尽量避免✧ 2.液（气）摩擦理论上不产生磨损，理想摩擦状态✧ 3.混合摩擦两者之间2.磨损✧运动副之间的摩擦将导致机件表面材料逐渐损耗形成磨损✧一个机械的磨损过程大概分为三个阶段✧磨合阶段是有益磨损，如减速器✧根据磨损机理分类，磨损主要有粘着磨损，磨料磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损等第一章机械工程材料第一节金属材料性能1.使用性能定义：金属材料在使用过程中所表现出来的特性物理特性：密度，熔点，导电性，导热性，热膨胀性，磁性化学特性：耐蚀性，抗氧化性，化学稳定性力学特性：强度，塑性，硬度，韧性，疲劳强度2.工艺性能定义:金属在加工制造过程中所表现出来的特性铸造特性：金属材料铸造成型的能力锻造特性：金属在锻压成型过程中所表现出的能力切削加工性能：金属被切割难易程度焊接性：在一定焊接条件下金属材料获得优良焊接接头的能力第二节金属材料--非合金钢●金属材料分类：●钢铁材料：非合金钢合金钢铸铁●非铁金属：除钢铁材料以外其他金属（有色金属，硬质合金）●炼铁过程：原料：铁矿石或废铁✧原料在高炉中经过一系列反应还原出铁✧铸造生铁，含碳2.11%以上✧炼钢生铁，在炼钢炉中进一步氧化碳，得到非合金钢✧在炼钢过程中加入某些合金元素，得到合金钢非合金钢：一种铁碳合金（碳通常小于1.5%）分类1：低碳钢<=0.25%中碳钢=0.25%~0.60%高碳钢>=0.6%B.非合金钢中含有少量硅，锰，硫，磷等C.硅，锰是脱氧剂主要成分，能提高钢的强度和硬度（有益元素）D.磷，硫是原料中附带的，硫--热脆性，磷--冷脆性，有害元素按磷硫分：普通质量非合金钢S≤0.035% P≤0.035%优质非合金钢SP≤0.030%特殊质量非合金钢S≤0.020% P≤0.025%按用途分：碳素结构钢;例如铁钉，属于低碳钢，冶炼容易，工艺性好，价格低廉，且在力学性能上也能满足一般的工程结构及普通机械零件的要求，✧Q195 Q215 Q235：塑性和焊接性较好，但强度不高，可用于桥梁，高压线塔，房屋框架等工程结构，铆钉，螺栓螺母垫片，轴套等✧Q255 Q275：强度相对较高，可以用来制造链轮，拉杆，安全销等优质碳素结构钢例如，60代表C含量0.6%✧08F：强度硬度很低，塑性韧性很高，具有很好冷变形能力，常用于制✧造薄板，铁丝，冲压件等✧20：起重钩，指甲钳等受力不大，韧性较高的零件✧45：综合力学性能好，常用于制造齿轮，轴等重要运动零件✧60：弹簧，板簧等弹性零件✧80：强度较高，常用来制造受巨大拉力的钢丝绳碳素工具钢：高硬度，高耐磨性（0.7%以上高碳钢）（优质非合金钢）用T+数字表示 T代表碳数字代表含碳千分数，后加A表示有害元素更低、✧T7 T8：碳质量分数相对较低，仍具有一定塑性，且有良好硬度，常用于制造斧头，锤子，凿子，定位冲子等切削能力要求不高的工具✧T9 T10;用于制造钢锯锯条，手攻螺纹用的丝锥和板牙等低速耐磨工具✧T12 T12A：硬度，耐磨性较高，制造普通刀具，一般性量具，模具。
机械制造基础常用工程材料
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2.合金钢
1）合金钢的分类
• 按合金元素总的含量可分为
– 低合金钢(Me＜5％) – 中合金钢(Me＝5%～10%) – 高合金钢(Me＞10％)
另外，按钢中主要合金元素种类不同，又可分为锰钢、铬钢、硼 钢、铬镍钢、铬锰钢等。
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②合金渗碳钢
合金渗碳钢主要用来制造工作中承受较强烈的冲击作用和磨损条件
下的渗碳零件。制作承受动载荷和重载荷的汽车变速箱齿轮、汽车 后桥齿轮和内燃机里的凸轮轴、活塞销等。
合金渗碳钢经渗碳、淬火和低温回火后表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有较 高的强度和足够韧性的零件。
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)。
例如ZG200-400， 表示屈服强度σs(或σ0.2≥200N/mm2 ) ， 抗拉强度σb≥400N/mm2的铸造碳钢件。
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(3）碳素结构钢的用途
•40CrNiMoA、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA，这类钢油淬临界淬透直径
为60～100mm，调质后强度最高，韧性也很好，可用作大截面、承受更大 载荷的重要调质件。如汽轮机主轴、叶轮等。
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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
•20Cr、20Mn2，这类钢淬透性低，只适于制造承受载荷不大的小型耐磨零件，
如活塞销、凸轮轴、滑块等。
•20CrMnTi、20SiMnVB等，这类钢淬透性好，力学性能较高，可用来制
机械基础
（2）执行部分.执行部分也称工作部分（装置）。它是 机器中直接完成具体工作任务的部分，位于传动路线 的终点，如汽车的车轮、缝纫机的机头等。
1-2 金属材料的性能
四、金属材料的工艺性能 金属材料的工艺性能是指金属材料在各种加工条件下表现出来的适应能力， 包括铸造性、锻压性、切削加工性、焊接性等。 1.铸造性（可铸性） 金属材料能否用铸造的方法获得合格铸件的性能，称为铸造性或可铸性。 铸造性主要包括流动性、收缩性和偏析。流动性是指液态金属材料充满铸 模的能力。收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度。偏析是指金属材料在 冷却凝固过程中，因结晶的先后差异而造成金属材料内部化学成分和组织 的不均匀性。 2.锻压（可锻性） 金属材料能否用锻压方法制成优良锻压件的性能，称为锻压性或可锻性。 它包括在热态或冷态下能够进行锤锻、轧制、拉伸和挤压等加工。
庄浪县职教中心教学课件
机械基础
李世维主编史倩
目录
第一章机械概述 §1-1机器及其组成 §1-2金属材料的性能 §1-3机械零件的强度 §1-4摩擦与磨损 本章练习
第三章材料力学
§3-1材料力学概述 §3-2拉伸与压缩 §3-3剪切与挤压 §3-4圆轴的扭转 §3-5直梁的弯曲 本章练习
第五章支承零部件
第九章液压传动 §9-1液压传动概述 §9-2液压元件 §9-3液压回路 本章练习
绪论
§0-1本课程的内容、性质、任务和基本要求 一、本课程的内容和性质 本课程是中等职业学校机械类及近机械类专业的一门技术基础 课。教材兼顾了综合性和基础性的要求，一方面力求综合，尽量 全面地介绍机械基础领域的知识；另一方面，考虑到中职教育的 特点，在各章知识的安排和选择上都力求简洁易懂。 本课程的内容包括机械概述、工程力学、机械工程材料学、机 械零件、机械传动、常用的机械机构、支承零部件以及液压传动 和机械维护等方面的基础知识。 二、本课程的任务和基本要求 本课程的任务是让同学们了解机械专业基础知识并能灵活地运 用相关知识解决实际中的问题。本课程有以下基本要求： （1）熟悉常用机构的构造原理、特点和设计的基本要求； （2）熟悉通用零件的工作原理、特点、结构、标准、设计原理 和方法； （3）学会使用技术资料进行通用零件和简单机械传动装置的设 计，具备能够对一般机构的特性和零件常见失效原因进行分析， 解决生产实际中有关机械零件、部件结构方面问题的能力，为学 习有关专业机械设备课程以及参与技术改造奠定必要的基础。
机械制造基础课后作业
第一章工程材料的基本知识1，说明下列符号的含义及其所表示的机械性能指标的物理意义：σs，σb，HRC,180HBS10/1000/30 答：σs屈服强度符号，材料产生屈服现象时的最小应力值称为屈服强度。
σs=F S/S O. σb 抗拉强度符号，材料被拉断前承受最大载荷时的应力值称为抗拉强度。
σb= F b/S O. HRC洛氏硬度符号，压头为1200金刚石圆锥体。
180HBS10/1000/30表示用直径为10mm的淬火钢球在1000Kgf的载荷作用下，时间保持30s所测得的布氏硬度值为180。
2，为什么冲击韧性值不直接用于设计计算？它与塑性有何关系？答：冲击韧性值是通过一次摆锤冲击试验测得的，测试时要求一次冲断，而生产实地中的工件大多数都是多次冲击后才被破坏的，这与冲击试验中一次冲断的情况相差较大，所以冲击韧性值常规下只用于判定材料是塑性的还是韧性的，而不用于直接设计。
韧性是材料强度和塑性的综合指标,当材料的强度和塑性都很好时，材料的韧性才会很好。
3，何谓金属的疲劳和蠕变现象？它们对零件的使用性能有何影响?答：金属在连续交变载荷的作用下发生突然性的断裂称为疲劳断裂。
金属在高温长时间应力作用下产生明显的塑性变形直至断裂的现象称为蠕变。
在设计零件时，必须考虑疲劳强度和蠕变强度及持久强度。
4.Fe—Fe3C相图在生产实践中有何指导意义？有何局限性？答：铁碳合金相图的指导意义：（1），选择材料方面的应用；（2），铸造方面的应用；（3），锻造方面的应用；（4），热处理方面的应用；由于铁碳相图是以无限缓慢加热和冷却速度得到的，而在实际加热和冷却都有不同程度的滞后现象。
第二章钢的热处理一，何为钢的热处理？钢的热处理有哪些基本类型？答：钢在固态下采用适当方式进行加热、保温，并以一定的冷却速度冷却到室温，改变钢的组织从而改变其性能的一种工艺方法。
类型包括退火、正火。
淬火、回火四种基本类型。
二，退火和正火的主要区别是什么？生产中如何选择正火和退火？答：正火比退火的冷却速度快些，故正火的组织比较细，硬度强度比退火高。
机械基础考试知识点总结
机械基础考试知识点总结第一章机械基础概论1.1 机械基础概念机械是人们利用物理学、力学、材料科学等知识和技能制造的用以改变和传递力的设备，广泛应用于各行各业。
1.2 机械基础的重要性机械基础是机械工程的基础学科，它是机械工程学科的基础和基础。
它包括了机械的工作原理、结构、性能和应用等内容，是机械设计和制造的重要基础。
1.3 机械基础的内容机械基础涉及力学、材料学、机械工程制图、机械工程制造等多个学科，内容包括机械工程的基本知识，制图规范，机械零部件的设计、制造和检测等。
第二章力学基础2.1 力的基本概念力是物体之间相互作用的结果，它是物体的一种性质，具有大小、方向和作用点等特性。
2.2 力的性质力的性质包括大小、方向、作用点和作用面积等，力的性质决定了物体受力的情况。
2.3 力的作用力对物体的作用可以使物体产生形变、速度变化或者转动等，力是物体运动和静止的原因。
2.4 力的计算力的计算需要考虑力的大小、方向和作用点等，利用力的平衡条件和力的合成等方法可以求解力的大小和方向。
第三章静力学3.1 静力学的基本概念静力学是研究物体在静止状态下受力分布和平衡条件的学科，它是力学的一个重要分支。
3.2 平衡力和平衡条件物体处于平衡状态时，它受到的合力和合力矩均为零，这就是物体的平衡条件。
3.3 结构的平衡条件在结构分析中，可以利用平衡条件求解结构体系的受力情况，对于不平衡条件可以进一步进行力的分析，求解结构的稳定性。
3.4 杆件的受力分析杆件的受力分析是静力学的一个重要内容，杆件的受力分析主要涉及平衡条件、力的合成、静摩擦等内容。
第四章动力学4.1 动力学的基本概念动力学是研究物体运动和受力状况的学科，它是力学的一个重要分支，与静力学相互补充。
4.2 牛顿定律牛顿定律是动力学的基本原理，它包括了三个定律：惯性定律、动量定律和作用-反作用定律，这些定律揭示了物体运动和受力的规律。
4.3 物体的运动规律物体的运动规律包括匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动等不同的运动方式，对于这些运动可以利用牛顿定律进行分析。
工大839机械设计基础大纲
工大839机械设计基础大纲机械设计基础是工大839专业的一门重要课程，旨在培养学生具备机械设计基本理论和实践技能。
通过本课程的学习，学生将掌握机械设计的基本原理、方法和技巧，为今后深入学习和从事机械设计工作打下扎实的基础。
本课程的主要内容包括：机械设计基础原理、机械设计主要参数、机械工程材料、机械零件设计、机械传动设计等。
具体的大纲如下：第一章机械设计基础原理1.1机械设计的基本概念与目标1.2机械设计的基本原理和方法1.3机械设计的发展历程和现状第二章机械设计主要参数2.1机械设计的一般要求和参数2.2机械传动的参数设计2.3机械结构的参数设计第三章机械工程材料3.1金属材料的分类和性能3.2非金属材料的分类和性能3.3材料的选择、使用与处理第四章机械零件设计4.1机械零件的结构与功能4.2机械零件的设计原则4.3机械零件的计算与分析第五章机械传动设计5.1机械传动的基本原理和种类5.2机械传动的设计与计算5.3机械传动装置的选择与优化设计通过本课程的学习，学生将能够掌握机械设计的基本知识和技能，包括机械设计的基本原理和方法、机械设计的主要参数、机械工程材料的选择、使用与处理、机械零件的结构与功能、机械零件的设计与计算，以及机械传动装置的选择与设计等方面的知识。
此外，本课程还将通过理论与实践相结合的方式，培养学生的实际操作能力和分析问题的能力。
学生将会参与一些实际的机械设计项目，通过实践锻炼自己的设计能力和解决问题的能力。
总之，机械设计基础课程是工大839专业的核心课程，它为学生今后深入学习和从事机械设计工作提供了必要的理论和实践基础。
通过本课程的学习，学生将能够掌握机械设计的基本原理、方法和技巧，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
机械基础(第1单元)
• 利用加减平衡力系公理可以推导出力的可传性原理，即作用于刚体上的 力，可沿其作用线移至刚体上任一点而不改变其对刚体的作用效果。
• 例如，假设刚体上A点作用一力F，如左下图所示，如果在力F的作用线 上任取一点B，在B点加一平衡力系（F1、F2），使F1=-F2=F，如中 间下图所示。根据加减平衡力系公理，这样做并不改变原力对刚体的作 用效果。此时，F2与F组成一对平衡力系，根据二力平衡公理，可将此 二力从力系中减去，则相当于将力F沿着它的作用线移至了B点，而且 力F不改变对刚体的作用效果。因此，对于刚体来说，力的可传性原理 成立。
• P= P有+ P无 • η= P有/ P
第三节 约束、约束力、力系和受力图的应用
• 一、约束与约束力
• ●凡是对一个物体的运动或运动 趋势起限制作用的其他物体，都 称为这个物体的约束。
• ●约束对物体的作用力称为约束 力。
• ●与约束力相对应，使物体产生 运动或运动趋势的力，称为主动 力（在工程上又称为载荷），如 物体的重力、风力、压力、零件 的载荷等。
第一节 力的概念与基本性质
• 四、力的基本性质 • 力的基本性质由静力学公理来说明。静力学公理是整个静力学的基础，
反映了力所遵循的客观规律，是进行构件受力分析、研究力系简化和力 系平衡的理论依据。 • 1．二力平衡公理 • 二力平衡公理（或二力平衡条件）：作用在刚体上的两个力，使刚体处 于平衡状态的充分和必要条件是这两个力作用在同一直线上，而且它们 大小相等、指向相反，如下图所示。 • 二力平衡公理适用于刚体，对于变形体则不完全适用。
• 3．力的平行四边形法则 • 力的平行四边形法则：作用在物体上同一点的两个力，其合力也作用
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二、热处理
热处理是指在固态下进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织， 从而获得所需性能的一种工艺方法。
1．热处理分类
2．常用整体热处理工艺
退火是将工件加热到适当温度，保持一段时间，然后缓慢冷却（一 般随炉冷）的热处理工艺。 （1）完全退火 （2）球化退火 （3）去应力退火
一、* 低碳钢、铸铁拉伸试验
第一步 试验准备 第二步 试样拉伸 第三步 数据处理
二、* 低碳钢、铸铁压缩试验
第一步 试验准备 第二步 试样压缩 第三步 数据处理
第二节 黑色金属材料
学习目标
1．理解常用碳素钢的分类、牌号、性能和应用 2．了解合金钢和铸铁的分类、牌号、性能和应 用 3．熟悉常用机械工程材料的选用原则
三、铸铁
铸铁是含碳量大于2.11% 的铁碳合金。 碳在铸铁中的存在形式有渗碳体和石墨两种 灰口铸铁中根据石墨形态不同，又分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸 铁和蠕墨铸铁，石墨的形状分别为片状、球状、团絮状以及蠕虫状。 灰铸铁的牌号是由“灰铁”两字汉语拼音字首“HT”后附最小抗拉 强度值（MPa）表示。 球墨铸铁的牌号是由“球铁”两字汉语拼音字首“QT”后附最低抗 拉强度值（MPa）和最低断后伸长率的百分数表示。 蠕墨铸铁的牌号是由“蠕铁”两字汉语拼音字首“RuT”后附最低抗 拉强度值（MPa）表示。 可锻铸铁的牌号是由“可铁黑”三字汉语拼音字首“KTH”或“可 铁珠”三字汉语拼音字首“KTZ”后附最低抗拉强度值（MPa）和最低 断后伸长率表示。
二、强度
材料在力的作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
三、硬度
硬度是反映材料局部体积内抵抗另一更硬物体压入的能力。工程上硬度常 用的指标有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）等。 金属材料的硬度越高，则材料的耐磨性越好。
四、韧性
材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力称为韧性。 冲击韧度越大，材料的抗冲击能力越强。
以铁或者以铁为主形成的物质，称为黑色金属。
一、碳素钢
碳素钢又称碳钢，是含碳量（Wc）小于2.11% 的铁碳 合金。 含碳量对钢的力学性能影响较大，当Wc ＜ 0. % 时， 随着含碳量的增加，钢的强度和硬度逐渐增加，塑性和韧 性逐渐降低；当Wc ＞ 0. % 时，随含碳量的继续增加，硬 度仍然增加，但强度开始明显下降，塑性、韧性继续降低。
一、机械工程材料的选用原则
1．适用性原则
适用性原则是指所选择的材料必须适应工作状况，并能达到令人 满意的使用要求。
2．工艺性原则
工艺性原则是指选材时要考虑材料加工工艺性，优先选择加工工艺 性好的材料，降低材料的制造难度和制造成本。
3．经济性原则
在满足适用性和工艺性原则的前提下，选用的材料要尽量使原材料 与工艺成本最低、经济效益最好，即获得高的性价比。
碳素工具钢的牌号用“碳”字汉语拼音字母字首“T”加 上数字表示。
二Байду номын сангаас合金钢
在碳钢的基础上加入合金元素得到合金钢。 1．合金结构钢 2．合金工具钢 3．特殊性能钢
4．合金钢牌号表示方法
合金钢的牌号是由含碳量数字、合金元素符号及合金元素含量数 字组成的。
（1）含碳量数字。 当含碳量数字为两位数时，表示钢中平均含碳量的万分数；当含 碳量数字为一位数时，表示钢中平均含碳量的千分数；当含碳量超过 1% 时则不标出。 （2）合金元素含量数字。 合金元素含量数字表示该合金元素平均含量的百分数。当合金元 素平均含量小于1.5% 时不标数字。 低合金高强度结构钢的牌号表示方法与碳素结构钢相同，例如 Q345。 轴承钢的牌号是由 “滚”字的汉语拼音字首“G”后附元素符号 “Cr” 、Cr 元素平均 含量的千分数及其他元素符号表示。
五、疲劳
疲劳是指材料在低于屈服强度ReL 的交变应力长时间的作用下发生裂纹或 断裂的过程。 在同样的交变应力作用下，疲劳极限大的材料寿命长。
一、低碳钢拉伸
1．弹性变形阶段 2．屈服阶段 3．均匀塑性变形阶段 4．缩颈阶段
二、* 铸铁拉伸
铸铁等脆性材料在断裂前无明显塑性变形，拉伸曲线上无屈服现 象，而且也不产生“缩颈”，这种断裂称为脆性断裂。铸铁拉伸曲线 图如图1-1-7 所示。
第一章
一
机械工程材料
材料的力学性能
黑色金属材料
二
三
钢的热处理 有色金属材料和非金属材料
四
第一节 材料的力学性能
学习目标
1．了解材料常用的力学性能指标 2．熟悉材料力学性能指标在金属材料选择中的应 用
材料的力学性能是指材料在外力（载荷）作用下所表 现出的特性。
一、弹性和塑性
材料受外力作用时会产生变形，当外力去掉后能恢复其 原来形状的性能，称为弹性。随着外力的消失而消失的变 形称为弹性变形。 材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的 性能，称为塑性。外力消失后留下来的这部分不可恢复的 变形称为塑性变形。塑性的度量指标有断后伸长率A 和断 面收缩率Z。A 和Z 的数值越大，表明材料的塑性越好。
正火是将工件加热使组织完全奥氏体化后，经保温， 在空气中冷却的热处理工艺。 正火和退火同属于预备热处理工艺，差别在于冷却方 式的不同。 淬火是将工件加热到AC3 或AC1 点以上某一温度，保 持一定时间，在淬火介质中冷却的热处理工艺。淬火的主 要目的就是为了得到高硬度、高强度的室温组织。 常用的淬火冷却介质有水、水溶性的盐类和碱类、矿物 油等。 回火是将工件淬硬后重新加热到AC1 以下的某一温度， 保持一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
二、非标准结构件材料的选择方法
体验CA6140 车床挂轮材料的选取过程
第一步 仔细观察 第二步 失效分析，提出材料应具备的力学性能 第三步 提供可选材料 第四步 确定挂轮材料
第三节 钢的热处理
学习目标 1．* 了解简化的Fe-Fe3C 状态图 2．了解钢的热处理的目的、分类和应用
一、* 铁碳合金状态简图
1．碳素结构钢
普通碳素结构钢牌号由屈服点汉语拼音字母字首Q加 屈服点数值表示。 优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，两位数字表 示钢中平均含碳量的万分数。 铸钢牌号用“铸”和“钢”两字汉语拼音字母字首 “ZG”后加两组数字表示，第一组数字表示屈服点的最低 值，第二组数字表示抗拉强度的最低值。
2．碳素工具钢