《金属材料培训》PPT幻灯片

纽约世贸大楼曾是世界第一高楼，它高 411m，单个塔楼的重量约5万t。撞击大 楼的波音757飞机起飞重量104t，波音 767飞机起飞重量156t 。它们的飞行速 度大约是每小时1000km。从速度比这小 得多的汽车相撞事故，可以想象这次大 型客机撞击大楼的冲击力有多么的巨大。
12
世界贸易中心大楼倒塌
据幸存者描述，飞机的撞击使大楼虽然晃动了近1m，但整幢大9楼 无论是内部还是外部并没有严重塌落，这是大量楼内工作人员得 以逃生的关键。
这次撞击大楼的波音757飞机大约
可载35t燃油，波音767飞机可载51t 燃油，由于是从美国东部飞往西部的 远程航班，所以飞机上的油箱估计装 满了燃油。在起飞后这些飞机很快改 变航线撞击纽约世界贸易中心大楼， 机上燃油消耗很少，几乎将它的满满 一油箱的优质航空煤油都撒到了大楼 里，并燃起了熊熊大火。
品件 ２.洛式硬度ＨＲ（HRA、HRB、HRC）
用金刚石圆锥做压头或钢球，在规定的预载荷和总载 荷下，压入材料，卸载后，测其深度ｈ，可在硬度计上 直接读出，无单位。 优点: 易操作,压痕小,适于薄件,成品件 缺点: 压痕小,代表性不全面需多测几点.
7
3.维氏硬度
用符号HV表示，它的测量原理基本上和布氏硬 度相同，不同的是维氏硬度采用锥面夹角136℃ 的金刚石四棱锥体作为压头。
3
第一部分 金属材料
第一节 金属材料的主要性能 1.使用性能：机械零件在正常工作情况下应具备的性能。
包括机械性能、物理、化学性能 2.工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性
能、切削性能等。 一 、塑性 1.塑性：金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引
起破坏的性能。 2.拉伸图以低碳钢为例分析拉深过程如图所示
主要用Βιβλιοθήκη Baidu测量零件表面层的硬度。
五、 冲击韧性ak
材料抵抗冲击载荷的能力。
常用一次摆锤冲击试验来测定金属材料的冲 击韧性,标准试样一次击断,用试样缺口处单位截 面积上的冲击功来表示a KU
a KU = AKU / S (J/m2)
式中：AKU——冲击吸收功(J)；
S——试样缺口处的横截面积(m2) 8
S。——试样原始截面面积(mm2)。 6
三、 硬度 硬度：指金属抵抗更硬的物体压入其表面的能力 1.布氏硬度 HB :
用直径D的淬火钢球或硬质合金球,在一定压力P下,将 钢球垂直地压入金属表面,并保持压力到规定的时间后 卸荷,测压痕直径d。
HBS—压头用淬火钢球,适于HBS<450 HBW—压头用硬质合金球而HBW＜６５０ 特点：压痕大，代表性全面；不适宜薄件和成
4.预防措施
改善结构避免应力集中,表面强化-喷丸处理, 9
5.疲劳强度曲线
实验证明，金属材料能承
受的交变应力σ与断裂前应 力循环次数 N 有如图1-6所 示的规律。由图所知，当σ
低于某一值时，曲线与横坐 标平行，表示材料可经无限 次循环而不断裂，这一应力 称疲劳强度或疲劳极限。
用σ－1表示光滑试样
课程简介
1. 机械制造的作用
机械制造广泛应用在社会生产中的各行各业，如交通、 冶金、石油、石化、电力、建筑、轻纺、航空、航天、电 子、医疗、军事等。这些行业都使用各种机器、仪器和工 具，统称为机械装备。机械装备是由一定形状和尺寸的零 部件所组成，能够生产这些零部件并装配成机械装备的工 业称为机械制造工业。
2
3.本课程的特点及学习方法
机械制造基础课程具有实践性强、综合性强 和覆盖面广的特点。
学习时要重视实践性教学环节，在教学实习 中努力增加感性认识和实践知识，了解、熟悉企 业的生产和技术管理，注意理论与实践相结合。
认真做好本课程实验、综合练习等，有助于 理解和掌握理论知识，有利于职业综合能力的培 养，逐步提高解决生产实际问题的能力。
此之外，还会发生蠕变现象。 蠕变是指金属在高温长时间应力作用下，即使所
加应力小于该温度下的屈服强度，也会逐渐产生明显 的塑性变形直至断裂。有机高分子材料，即使在室温 下也会发生蠕变现象。
11
世贸大楼倒塌
8
在9.11恐怖事件中，美国引以为傲的纽约世界贸易中心大楼完 全倒塌。恐怖分子劫持的客机撞击大楼中上部，为何会造成整 栋大楼完全倒塌？大楼为何会垂直塌落而不是倾倒？这里可能 部分牵涉到材料在高温下的力学性能问题。
4
4.延伸率和断面收缩率：表示塑性大小的指标 1）延伸率：δ
δ={（L1-L0）/L0 }×100 ％ 式中: L0——式样原长度，
L1——拉深后长度 2）断面收缩率：Ψ
Ψ={（S0 - S1）/S0 }×100 ％ 式中 S。—— 试样原始截面面积(mm2)
S1 —— 试样断口处的截面面积(mm2) δ、ψ越大，材料塑性越好 ，一般δ〉5%为塑 性材料，δ〈5%为脆性材料。
5
二 、强度 强度指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形
和断裂的能力。常用来表示金属材料强度的指标 1.屈服强度 σs
σS = Fs/So (MPa) 式中: Fs — 试样发生屈服象时的载荷(N)；
So — 试样的原始截面面积(mm2)。 2.抗拉强度 σb
σb = Fb / So (MPa) (1—3) 式中:Fb——试样在断裂前的最大拉力(N)
对称弯 曲疲劳强度。一般钢 的循环次数为10－7，有色金 属为10－8。
6
疲劳强度曲线
10
6. 高温下的力学性能
7
材料在高温下其力学性能与常温下是完全不同的。许 多机械零件在高温下工作，所以在室温下测定的性能 指标就不能代表其在高温下的性能。
一般来说，随着温度的升高，弹性模量E、屈服 强度σS、硬度等值都将降低，而塑性将会增加，除
六、 疲劳强度：
1. 疲劳强度：金属材料在无数次交变载荷作用 下而不致于引起断裂的最大应力。
2. 疲劳破坏原因
材料有杂质,表面划痕,能引起应力集中,导致 微裂纹,裂纹扩展致使零件不能承受所加载荷突 然破坏.
3.疲劳破坏与静载破坏的区别
疲劳破坏时，无论是塑性或脆性材料，在断 裂时，外观无明显或不明显的变形，断裂是突然 发生的。人们是不能预防的，有较大的经济损失
机械制造工业是国民经济的重要基础和支柱产业，是 一个国家经济实力和科学技术发展水平的重要标志。
1
3.机械制造基础的基本内容
1) 金属材料的种类、性能及选用； 2)热处理工艺基础及应用； 3)金属材料常用的加工方法；金属切削机床、
刀具、夹具等基本知识； 4)钳工的基本知识及基本技能； 5)焊工的基本知识及基本技能； 6)管工的基本知识及基本技能；