项目一机械工程材料及热处理资料.ppt

目录 项目一 机械工程材料及热处理 项目二 热加工基础 项目三 构件的静力分析 项目四 材料力学基础 项目五 机械概述 项目六 常用机构 项目七 螺纹联接与螺旋传动 项目八 带传动与链传动 项目九 摩擦轮传动与蜗杆传动 项目十 齿轮传动与轮系 项目十一 轴、腱、销 项目十二 轴承 项目十三 其他常用机械零件 项目一 机械工程材料及热处理 首先我们来了解第一个定义： 机械工程材料是指用来制造各种机械零件的材料。  任务一 金属材料的性能 一、强度和刚度 1.强度 定义：指材料在受到外力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的 能力。 什么是变形？ 什么是内力？ 强度可以通过材料拉伸试验来确定。把标准拉伸式样（图 1-1）装夹在试验机上，对试样逐渐施加拉力载荷，直至试样 被拉断。 在拉伸曲线上可确定以下性能指标。 2.抗拉强度 载荷到达Fb后，试样在薄弱部分形成“缩颈”，最后断裂。Fb为试样断裂前所承受的最大载荷，对应的应力为抗拉强度。 2.刚度 定义：在工程上，材料受外力作用时，抵抗弹性变形的能力。 刚度的大小用什么来衡量？ 用弹性模量来衡量，弹性模量反映了材料弹性变形的难易程度，用“E ”来表示。 二、塑性 定义：指材料在外力作用下，产生塑性变形但不断裂的能力。 塑性的衡量指标有： 三、硬度 定义：是指材料表面上局部体积内抵抗塑性变形的能力。材料硬度越高，耐磨性越好，强度也比较高。 1.布氏硬度 布氏硬度的试验原理如图1-3（a）所示。将直径为D的淬硬钢球或硬 质合金球，在规定载荷F的作用下压入被测材料表面，经过规定保压时间 后，卸除压力，然后测量压痕直径d。 定义：压痕单位面积上所承受的平均压力即为布氏硬度值，用符 号”HBS“(压头为钢球)或HBW（压头为硬质合金球）表示。 HBS（HBW) 式中：F——试验力，n A压痕——压痕面积mm2 进行布氏硬度试验时，硬度值不需计算，只需测出压痕直径d，查询金属布氏硬度数值表，即可得到相应的硬度值。 2.洛氏硬度 洛氏硬度试验原理如图1-3（b）所示。用顶角为1200的金刚石圆锥体或 直径为1.588mm(1/16英寸)的淬硬钢球压头，在初载荷和主载荷的作用下 压入被测材料表面（0、1、2、3分别别表示压头的位置），经规定保压时 间，卸除主载荷，测得压痕深度来测量硬度值。 注：总载荷=初载荷（98N）+主载荷 与布氏硬度试验相比，洛氏硬度试验简单、迅速且压痕小，几乎不损坏工件表面，所以在工件的质量检测中应用最广。但由于压痕小，得到硬度值的重复性差一些，需在被测体的不同部位测量数点，取其平均值。 四、冲击韧性 定义：金属材料在冲击载荷的作用下抵抗破坏的能力 比如：冲床的冲头、锻锤的锤杆、内燃机的活塞销和连杆 六、材料的物理、化学和工艺性能 1.物理性能 设计制造零件时，除考虑力学性能外，还应使材料的物理性能复合要求。 2.化学性能 定义：是指材料抵抗周围介质侵蚀的能力 3.工艺性能 定义：指金属材料对零件制造工艺的适应性。 * 机械设计基础 一般分为 金属材料 非金属材料 钢、铁、铝 …… 玻璃、陶瓷、 水泥、复合 材料 性能包括 力学性能 物理性能 化学性能 工艺性能 在设计和制造机器零件时，必须先知道金属的各种主要性能，才能根据零件的技术要求合理选用所需的金属材料。一般机器零件常以金属材料的力学性能作为设计和选材的依据。金属材料的力学性能是指金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 力学 性能 强度 刚度 硬度 塑性 韧性 疲劳 强度 金属材料在受到外力的作用下，会引起其形状和尺寸的改变，称为变形 变形 弹性变形 塑性变形 去掉外力材料能恢复 原来的形状和尺寸 去掉外力材料不能恢 复原来的形状和尺寸 材料受外力作用时，在其内部产生一个与外力相平衡的抵抗力，称为内力 什么是应力？ 材料单位面积上的内力称为应力 σ= F/A0 式中：F ——外加载荷，N A0 ——受力截面面积，mm2 根据试样在拉伸过程中所受载荷F和伸长量△l的关系，测出该金属的拉伸曲线（图1-2）。 （1）屈服强度与条件屈服强度 拉伸曲线中，载荷到达S点时，材料产生屈服现象，此时的应力称为屈服强度， 屈服强度用“ “表示 （MPa）