电大机械制造基础课程(doc 10页)

电大机械制造基础课程(doc 10页)

本课程中重要的基本概念（1）

1．金属材料的力学性能

P.2金属材料的机械性能(力学性能) 是指在外载荷作用下其抵抗变形或破坏的能力。材料在不同的载荷状态下会呈现不同的特性，常用的机械性能有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。

2．强度

P.2金属材料在外载荷的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度，强度可分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。

屈服强度

P.8在长期高温载荷的作用下，材料没有达到屈服极限时产生的塑性变形称为蠕变强度。

6．铁碳合金相图及应用

P.9简化的铁碳合金相图如图l-7所示。图中横坐标表示含碳量(小于6.69％的部分)，因为含碳量大于6.69％的铁碳合金在工业上没有实用意义。当含碳量为6.69％时．铁和碳形成较稳定的渗碳体，可作为合金的一个组元。铁合金相图就以纯铁Fe为一组元，Fe3C为另一组元组成，故又称Fe-Fe3C相图。

P.10铁碳合金相图可在选择材料方面、铸造方面、锻造方面和热处理方面应用。

7．钢的普通热处理工艺

热处理是将金属材料在固态下加热、保温和冷却，改善金属材料机械性能的一种工艺。

普通热处理有退火、正火、淬火、回火四个基本环节。其中，退火和正火大多属于预先热处理工艺，淬火、回火属于最终热处理。

8．退火

P.12是指将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢随炉冷却的热处理工艺。退火工艺可以分为完全退火、等温退火、球化退火和去应力退火等。

9．正火

P.13正火是将钢材或钢件加热到临界温度Ac3（或Accm）以上30～50ºC或更高的温度，保温适当时间后（达到完全奥氏体化和奥氏体均匀化后），在静止的空气中冷却的热处理工艺。

10．淬火

P.14是将钢加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温后快速冷却以获得马氏体的热处理工艺。

11．回火

是将淬火后的零件，加热到Ac1点以下某一温度，保温一段时间，然后在油中、水中或空气中冷却。

根据回火温度的不同，可分为低温回火、中温回火及高温回火三种。调质是钢淬火后再高温回火的操作称为调质处理。

12．表面淬火

P.18是把钢的表面迅速加热到淬火温度，而心部温度仍保持在临界温度以下，然后快速冷却，使钢的表面至一定深度的组织转变为马氏体，而心部组织不变(即为原来的韧性、塑性较好的退、正火或调质状态的组织)。

本课程中重要的基本概念（2）

1．碳钢及分类

P.25含碳量小于2.11％的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。

P.25-26常用分类方法如下。

1）按含碳量分

根据钢中含碳量的多少，分为低碳钢(wc＜0.25％)、中碳钢(0.25％≤wc≤0.60％)和高碳钢(wc＞0.60％)。

2）按质量分

根据钢中有害杂质硫、磷含量的多少，分为普通碳素钢(ws≤0.050％，wp≤0.045％)、优质碳素钢(ws≤0.035％，wp≤0.035％)和高级优质碳素钢(ws≤0.020％，wp≤0.030％)。

3）按用途分

P.26根据钢的用途不同，分为碳素结构钢、碳素工具钢和铸钢。

按冶炼方法不同，可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。按冶炼时脱氧程度不同，又可分为沸腾钢(脱氧不完全)、镇静钢(脱氧较完全)和半镇静钢(脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间)。

2．钢的牌号、性能和用途

普通碳素结构钢：牌号是由代表钢材屈服强度的汉语拼音首位字母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号四个部分按顺序组成。

优质碳素结构钢：牌号用两位数字表示，这两位数字具体表示钢中含碳量的万分之几。

碳素工具钢：主要用于制造刀具、模具和量具。这类钢要求高硬度和高耐磨性，因此其含碳量在0.65％～1.35％之间，全都属于优质或高级优质的高碳钢。

P.27铸造碳钢：牌号用“ZG+两组数字”来表示。其中，“ZG”是“铸钢”两字汉语拼音字首，后面两组数字中，第一组表示其屈服强度值，第二组表示其抗拉强度值(该数值适用于厚度为100mm以下的铸钢件)。

3．合金钢

就是在碳钢的基础上有目的地加入一定量合金元素的钢。常用的合金元素有：锰(＞0.8％)、硅(＞0.4％)、铬、钨、镍、钼、钒、铝、铜、钛、硼、铌等。

P.28低合金高强度结构钢：是在普通碳素钢的基础上加入少量合金元素(≤3％)制成的。

合金结构钢：按处理工艺特征不同，合金结构钢又分为合金渗碳钢和合金调质钢等。

P.29合金弹簧钢：用于制造各种弹簧或弹性元件的合金钢称为合金弹簧钢。合金弹簧钢碳的质量在0.45％～0.7％之间，加入的主要元素有Mn、Si、Cr等。

P.29滚动轴承钢：用于制造滚动轴承中的滚动体(滚珠、滚柱、滚针)和套圈的合金钢称为滚动轴承钢。

P.29合金工具钢：用于制造各种工模具的合金钢称为合金工具钢。

P.30合金工具钢按用途一般分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢。

P.31特殊性能钢：特殊性能钢是指具有特殊的物理或化学性能，并兼有一定力学性能的合金钢。它包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。

不锈钢按其组织状态分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢等几大类。其牌号表示法与低合金工具钢相同。

4．铸铁

P.32铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主，并含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。

5．铸造

P.45铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融的金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法。

铸造生产的特点：

①铸造能生产形状复杂，特别是内腔复杂的毛坯。

②铸造的适应性广。

③铸造的成本低。

④铸造可以节约金属材料，减少切削加工工作量。

6．锻压

P.52锻压属于金属塑性加工的范畴．金属塑性加工是指固态金属在外力作用下产生塑性变形，获得一定形状、尺寸和力学性能的材料、毛坯或零件的成形加工方法。