机械基础教学课件作者杨明霞项目5.pptVIP

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2019-10-13 发布于广东
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机械基础教学课件作者杨明霞项目5.ppt

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项目五　机械工程材料性能及应用任务一　认识常见工程材料任务二　常见金属材料及选材返回任务一　认识常见工程材料一、工程材料的分类人类生活、生产的过程是使用材料及将材料加工成成品的过程。材料使用的能力与水平标志着人类的文明和进步程度。人类发展按人类对材料的使用分为石器时代、青铜器时代和铁器时代等。在当今社会，能源、信息和材料已成为现代化技术的3大支柱，而能源和信息的发展又依托于材料。在机械、船舶、化工、建筑、车辆、仪表、航空航天等工程领域中用于制造工程构件和机械零件的材料统称为工程材料。通常按材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料等几大类。下一页返回任务一　认识常见工程材料 1.金属材料金属材料是以过渡族金属为基础的纯金属及其含有金属、半金属或非金属的合金。由于金属材料具有良好的力学性能、物理性能、化学性能及工艺性能，能采用比较简便和经济的加工方法制成零件，因此金属材料是目前应用最广泛的材料。工业上通常把金属材料分为两大类：一类是黑色金属，包括铁、锰、铬及其合金，其中以铁为基的合金钢和铸铁应用最广，占整个结构和工具材料的80％以上；另一类是有色金属，它是指黑色金属以外的所有金属及其合金。这两类材料还可进一步细分为如图5－1所示的系列。上一页下一页返回任务一　认识常见工程材料 2.高分子材料高分子材料是指分子量很大的化合物，它们的分子量可达几千甚至几百万以上。高分子材料包括塑料、橡胶等。因其具有原料丰富、成本低、加工方便等优点，发展极其迅速，目前在工业上得到了广泛应用，并将越来越多地被采用，这类材料大体可细分为图5－2所示系列。 3.陶瓷材料所谓陶瓷是指以天然硅酸盐（黏土、石英、长石等）或人工合成化合物（氮化物、氧化物、碳化物等）为原料，经粉碎、配制、成形和高温烧结而成的无机非金属材料。上一页下一页返回任务一　认识常见工程材料按原料来源不同，陶瓷材料可分为普通陶瓷和特种陶瓷，其中普通陶瓷又称为传统陶瓷，主要用于日用品、建筑、卫生以及工业上的低压和高压、耐酸和过滤制品等。特种陶瓷又称现代陶瓷，这种陶瓷一般具有各种独特的物理、化学性能或力学性能，主要用于化工、冶金、机械、电子、能源和某些新技术领域中。 4.复合材料采用两种或多种物理和化学性能不同的材料而制成的多相固体材料，称为复合材料。复合材料是由基体材料（树脂、金属、陶瓷）和增强剂（颗粒、纤维、晶须）复合而成的。上一页下一页返回任务一　认识常见工程材料它既保持了所组成材料的各自特性，又具有组成后的新特性，且其力学性能和功能可以根据使用需要进行设计、制造，所以自1940年玻璃钢问世以来，复合材料的应用领域在迅速扩大，品种、数量和质量有了飞速发展。目前已经能够应用的复合材料有纤维增强材料、树脂基复合材料、碳硅复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和夹层结构复合材料等。二、金属材料的力学性能材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的抵抗能力。由于载荷的形式不同，故材料可表现出不同的力学性能，如强度、硬度、塑性、韧度、疲劳强度等。材料的力学性能是零件设计、材料选择及工艺评定的主要依据。上一页下一页返回任务一　认识常见工程材料三、金属材料的工艺性能工艺性能是指金属材料加工制造的难易程度，工艺性能直接影响零件制造的工艺质量及成本，是选材和制定零件工艺路线时必须考虑的重要因素。 1.铸造性将液体金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型空腔中，冷却凝固以后获得毛坯、铸件或原材料的工艺方法称为铸造。铸造性主要取决于金属的流动性、收缩性和偏析等。上一页下一页返回任务一　认识常见工程材料 2.压力加工性用压力加工成形方法获得优良零件的难易程度称为压力加工性。压力加工一般分为热加工和冷加工。锻压、热轧等属于热加工，冷拔、冲压等属于冷加工。压力加工常用塑性与变形抗力两个指标来衡量。塑性越好，变形抗力越小，则金属的压力加工性越好。化学成分会影响金属的压力加工性，纯金属的压力加工性优于一般合金。铁碳合金中，含碳量越低，压力加工性越好；合金钢中，合金元素的种类和含量越多，压力加工性越差，钢中的硫会增加材料的脆性，易使材料开裂，降低材料的压力加工性。上一页下一页返回任务一　认识常见工程材料 3.焊接性焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性，即在一定的条件下获得优质焊接接头的难易程度。焊接性好的钢，易于用一般的焊接方法与工艺施焊；焊接性差的钢，则需要用特定的焊接方法和工艺才能保证焊件的质量。影响焊接性的因素很多，其中影响最大的是钢的化学成分和焊接的热循环。焊接时的热循环实际上是一个快速炼钢和快速冷却的特殊热处理过程。对于一般钢板来说，已知其化学成分、板厚，大致可判断其焊