金属工艺学课件

硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性 能指标。它直接影响到材料的耐磨性及 切削加工性。
硬度测定方法有压入法、划痕法、回弹 高度法等。
金属材料的硬度可用专门仪器来测试， 常用的有布氏硬度机、洛氏硬度机N D—压头的直径,mm
HBS表示用淬火钢球作为压头 测出的硬度值。
2．屈服（s点）
3．均匀塑性变形阶段：（sb） 4．缩颈（bk）-局部集中塑性变形
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一、强度（strength）
强度:是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。
屈服强度σs：
材料开始明显塑性变形的抗力 ，即产生屈服现象时的
σ 应力。 s=F s/A 0 σ 抗拉强度 b：
金属材料被拉断前所能承受的最大应力。
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2、塑性（2）
(2) 断面收缩率φ 断面收缩率是指试样拉断后断面处横截面积
的相对收缩值。 φ= （A0-A1）/A0 ×100%
式中：A0—试样的原始截面积（mm2） A1—试样断面处的最小截面积（mm2）
δ和φ愈大，则塑性愈好。良好的塑性是金 属材料进行塑性加工的必要条件。
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二、硬度（hardness）
（4）工艺方法的综合比较
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产品制造的过程
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课程性质、任务和学习要求
1. 课程性质
2.
技术基础课
2. 学习任务和要求
1）掌握常用金属材料的主要性能；
2）掌握零件的加工工艺知识；
3）培养工艺分析的基本能力。
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第一篇 金属材料导论
工业生产中所使用的材料主要包括金属材料、无机 非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。
我国的钢产量在1996年突破了一亿吨，达到世 界第一。
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绪论
什么叫金属工艺学？
它是一门研究有关制造金属零件工艺方 法的综合性技术基础课。
主要研究：
（1）各种工艺方法本身的规律性及其在机械制 造中的应用和相互联系；
（2）金属机件的加工工艺过程和结构工艺性；
（3）常用金属材料性能对加工工艺的影响；
HRC=100-(h2-h1)/0.002
当硬度在200~600HB, HRC≈1/10HB
硬度一般不标单位，如
200HB, 55HRC
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布氏硬度与洛氏硬度的特点比较
布氏硬度的特点：
布氏硬度因压痕面积较大，HB值的代表性较全面，而且实验数 据的重复性也好，但由于淬火钢球本身的变形问题，不能试验太 硬的材料，一般在HB450以上的就不能使用。
σb=F b/A 0
弹性极限σe：
材料在外力作用下，保持弹性变形的最大应力。
σe=F e/A 0
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中、高碳钢和其他脆 性金属材料无明显屈服 现象，国家标准以产生 0.2%塑性变形的应力 来表示屈服强度，即：
σ0.2=F0.2/A0
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屈服强度和抗拉强度在设计机械和选择、 评定金属材料时有重要意义 。 机械零件多
σs以作为强度设计的依据。对于脆性材料 在强度计算时，则以σb为依据。
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2、塑性(plasticity)
塑性:是指金属产生塑性变形而不被破坏的能力。 (1) 伸长率δ
δ= （L1-L0）/L0 ×100% 式中： L0—试样原标距的长度（mm） L1—试样拉断后的标距长度（mm）
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金属材料的力学性能主要有：强度、塑 性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。
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一、强度与塑性
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拉伸过程经历四个阶段：
1. 弹性变形（OS） Oe段：直线阶段，完全弹性变形 eS段：极微量塑性变形
弹性变形：去除外力后能完全恢 复到原来的形状。
塑性变形：外力消除后仍存在的 永久变形。
应力:σ=F/A0 （MPa） 应变:ε=△L/L0
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冲击韧度（ak）
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力叫做冲 击韧度。常用一次摆锤冲击试验来测定金属材料的 冲击韧度(大能量、一次冲断）。
试验表明，在冲击载荷不太大的情况下，金属材料 承受多次重复冲击的能力，主要取决于强度。
冲击值对组织缺陷很敏感，因此冲击试验是生产上 用来检验冶炼、热加工、热处理等工艺质量的有效 方法。
最常用的合金，有以铁为基础的铁碳合金； 有以铜或铝为基础的铜合金和铝合金。
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第一章 金属材料的主要性能
教学重点：金属材料的力学性能 教学难点：б-ε曲线特点
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第一节 金属材料的力学性能
力学性能是指金属材料在受外力作用时 所反映出来的性能。力学性能指标，是 选择、使用金属材料的重要依据。
布氏硬度试验原理图
HBW表示用硬质合金球作为 压头测出的硬度值。
适用于未经淬火的钢、铸铁、有色
金属或质地轻软的轴承合金。
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2．洛氏硬度(HR) （以压痕深度表示）
根 据 压 头 形 式 和 载 荷 不 同 有 三 种 标 度 （ HRA, HRB,HRC ） ， 能 够 测 试 从 软 到 硬 各 种 硬 度 的 材 料 ， HRC应用最广，可用于测硬度很高的材料。
金属工艺学 邓文英 第四版
任课教师 万淑敏
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金属材料的作用
材料与人类的出现和进化有着密切的联系，因 而它们的名字已经作为人类文明的标志。例如， 石器时代、青铜时代和铁器时代。
公元前16世纪以前的殷商时代，已大量使用青 铜，并已具有高超的冶铸技术和精湛的艺术造 诣；公元前4世纪以前的春秋战国时期出现了 铁器，铸铁的生产比欧洲约早一千多年。
由于压痕较大，成品检验也有困难。
通常用于测定铸铁、有色金属、低合金结构钢等材料的硬度。
洛氏硬度的特点：
洛氏硬度HR可以用于硬度很高的材料，而且压痕很小，几乎不损 伤工件表面，故在钢件热处理质量检查中应用最多。
但洛氏硬度由于压痕较小，硬度代表性就差些，如果材料中有 偏析或组织不均的情况，则所测硬度值的重复性也差。
金属材料是现代制造机械的最主要材料。主要是由 于它具有制造机器所需要的物理、化学和力学性能： 1、优良的工艺性能，包括铸造性能、锻造性能、 焊接性能、热处理性能、机加工性能等。
2、较好的使用性能，包括物理性能、化学性能、 力学性能等。（第一章）
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金属材料以合金为主，很少使用纯金属。
合金是以一种金属为基础，加入其它金属 或非金属，经过熔炼、烧结或其它方法制 成的具有金属特性的材料。