机械工程材料与热处理 第3版 配套课件.pptx

机械工程材料与热处理第3版配套课件

认识常用工程材料工程材料是指在机械、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。桥梁用钢玻璃钢赛车壳体桥梁用钢

一、工程材料的分类（1）按化学组成分主要包括金属材料和非金属材料两大类。金属材料包括纯金属与合金，非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料和复合材料等；（2）按使用性能分分为结构材料和功能材料；（3）按使用领域分分为信息材料、能源材料、建筑材料、机械工程材料和生物材料。

二、金属材料是以金属元素或金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。金属材料又可分为黑色金属材料和有色金属材料两类。金属材料是现代机械制造业的基本材料，广泛地应用于工业生产和生活用品制造。金属材料黑色金属材料主要指各类钢和铸铁是除黑色金属材料之外的其他金属材料的统称，主要指如铝、铜、锌、镁、铅、钛、锡等及其合金等。有色金属材料在工业生产中虽然具有一定的用途，但是由于它的强度、硬度一般都较低，而且冶炼技术复杂，价格较高，所以在使用上受到很大的限制。目前在工农业生产、建筑、国防建设中广泛采用的是合金状态的金属材料。纯金属钢制轧辊铝制管道

三、合金材料是指两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的金属材料，如普通黄铜是由铜和锌两种金属元素组成的合金，普通白铜是由铜和镍两种金属元素组成的合金，碳素钢是由铁元素和碳元素组成的合金。合金具有较好的力学性能，还可以通过调整合金的组成元素之间的比例，获得一系列性能不同的合金，从而满足生产中的不同需求。当今社会科学技术突飞猛进，新材料层出不穷，而且使用量也不断增加，但到目前为止，在机械工业中使用最多的材料仍然是金属材料，主要是因为它具优良的使用性能和加工工艺性能。铝制管道普通黄铜

测定材料的布氏硬度一、硬度通常材料越硬，其耐磨性越好。机械制造业所用的刀具、量具、模具等，都应具备足够的硬度，才能保证使用性能和寿命。有些机械零件如齿轮、轴承等，也要求有一定的硬度，以保证足够的耐磨性和使用寿命。硬度通常是指金属材料抵抗更硬物体压入其表面的能力，是金属抵抗其表面局部变形和破坏的能力，简单说就是材料的软硬程度。刀具轴承

目前常用的硬度测量方法是压入法，主要有布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验等，以布氏硬度、洛氏硬度应用较为广泛。二、布氏硬度（1）原理与测定方法布氏硬度试验原理如图所示，用直径为D的硬质合金钢球的压头，以压力F压入被测试样表面，保持规定时间后去除压力F，在试样表面留下球形压痕。依据球面压痕单位表面积（由尺寸d计算）上所承受的平均压力来测定布氏硬度值。布氏硬度常用符号HBW表示，可按下面公式计算：式中，F是试验的载荷力（N）；S是压痕面积（mm2）；D是压头直径（mm）；d是压痕直径（mm）。布氏硬度试验压痕

（2）特点一般来说，布氏硬度值越小，材料越软，其压痕直径越大；反之，布氏硬度值越大，材料越硬。布氏硬度测量的优点是具有较高的测量精度，压痕面积大，能在较大范围内反映材料的平均硬度，测得的硬度值也较准确，数据重复性强。（3）应用布氏硬度测量法适用于铸铁、非铁合金、各种退火及调质的钢材，不宜测定太硬、太小、太薄和表面不允许有较大压痕的试样或工件。图铸铁图非铁合金

（4）试验规范硬度值的测定时，由于金属材料有硬有软，被测工件有厚有薄，有大有小，如果只采用一种标准的试验力F、加压保持时间和压头直径D，就会对某些材料和工件产生不适应的现象。因此新国标规定：试验力标准保持时间为10～15s（根据协议可延长）；试验力的选择应保证压痕直径在0.24D～0.6D之间并尽可能大的选择压头直径；试验力与硬质合金球直径二次方的比率（0.102F/D2）应根据材料和硬度选择。图布氏硬度钢球压头

（5）布氏硬度表达方法新国标规定布氏硬度采用如下表达方式：硬度值HBW硬质合金球直径（mm）/施加的实验力对应的kgf值/保持时间（如用标准值10-15s可省略）如600HBW1/30/20，代表压头直径为1mm的硬质合金球在30kgf（294.2N）试验力下保持20s测定的布氏硬度值为600。布氏硬度图像在线自动测量系统

测定金属材料的强度什么是强度不同金属材料的强度指标，可通过拉伸试验和其他力学性能试验方法测定。金属材料在载荷作用下抵抗