机械基础第一章 机械工程材料
机械工程基础教案
机械工程基础教案第一章：机械工程概述教学目标：1. 了解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 掌握机械工程的基本要素和设计原则。
3. 了解机械工程的重要性和对社会发展的贡献。
教学内容：1. 机械工程的定义和发展历程。
2. 机械工程的应用领域和基本要素。
3. 机械工程的设计原则和重要性。
4. 机械工程对社会发展的贡献。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 案例分析法：分析机械工程的成功案例，展示机械工程对社会发展的贡献。
教学评估：1. 课堂讨论：学生能积极参与讨论机械工程的基本要素和设计原则。
2. 小组项目：学生能分组完成一个机械工程设计项目，展示其对机械工程的理解和应用能力。
第二章：机械零件与材料教学目标：1. 了解机械零件的分类和功能。
2. 掌握机械零件的设计和选材原则。
3. 了解常用机械材料的特性和应用。
教学内容：1. 机械零件的分类和功能。
2. 机械零件的设计和选材原则。
3. 常用机械材料的特性和应用。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械零件的分类和功能，以及机械零件的设计和选材原则。
2. 实验法：学生通过实验了解常用机械材料的性能和应用。
教学评估：1. 课堂练习：学生能完成机械零件设计和选材的练习题。
第三章：机械制造工艺教学目标：1. 了解机械制造的基本工艺和方法。
2. 掌握机械制造工艺参数的计算和选择。
3. 了解机械制造过程中的质量控制和安全生产。
教学内容：1. 机械制造的基本工艺和方法。
2. 机械制造工艺参数的计算和选择。
3. 机械制造过程中的质量控制和安全生产。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械制造的基本工艺和方法。
2. 案例分析法：分析机械制造过程中的成功案例，展示质量控制和安全生产的重要性。
教学评估：1. 课堂讨论：学生能积极参与讨论机械制造工艺参数的计算和选择。
2. 小组项目：学生能分组完成一个机械制造工艺设计项目，展示其对机械制造工艺的理解和应用能力。
机械工程材料基础知识
机械工程材料基础知识1.1金属材料的力学性能任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。
如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。
这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。
这种能力就是材料的力学性能。
金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。
1.1.1强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为。
单位为MPa。
工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用气表示。
抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用气表示。
对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据;对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。
1.1.2塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。
工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。
伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号少表示。
断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用表示。
伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。
良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。
1.1.3硬度硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。
硬度的测试方法很多，生产中常用的硬度测试方法有布氏硬度测试法和洛氏硬度试验方法两种。
（一）布氏硬度试验法布氏硬度试验法是用一直径为D的淬火钢球或硬质合金球作为压头，在载荷P的作用下压入被测试金属表面，保持一定时间后卸载，测量金属表面形成的压痕直径也以压痕的单位面积所承受的平均压力作为被测金属的布氏硬度值。
机械工程基础课件
三．合金的相结构和组织
１．概念： 通过熔炼、烧结等方法，将一种金属元素与其 它一种或几种元素结合一起形成的具有金属特 性的新物质叫合金。
组成合金的各元素叫组元。
合金中成分相同、结构相同并与其他部分有界 面分开的均匀组成部分称为相；不同相的结合 称组织。相与相之间的转变称为相变。
2．合金的固态结构
一．相图的定义 相图又称状态图、平衡图。它表示在平
象的材料，如高碳钢、铸铁、铜、铝等，可用 σ0.2代替屈服极限，称为名义屈服点。
(二)刚度
1.定义：金属材料在外力作用下抵抗弹性变形 的能力。
2.弹性模数E：是衡量刚度大小的指标，其值 等于在弹性变形范围内，应力与应变的比值。 在相同外力作用下，E越大，则弹性变形越小， 刚度越大。E只与材料的本性有关。
2．类型： ①布氏硬度（HB）：HBS、HBW。 ②洛氏硬度（HR）：HRC、HRA、HRB。 ③维氏硬度（HV）：
3. 硬度实验
4．硬度是一个重要的综合力学性能指标，反 映了材料在小范围内抵抗变形和断裂的能力。
(五)冲击韧性 1．定义：金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏
的能力。
2．冲击韧性值αk用来衡量冲击韧性的大小。 αk 越大，韧性越好
四.金属的结晶
(一)．结晶过程
1．定义：液态金属在冷凝过程中，原子 由无序到有序，金属由液态到固态及过冷度
实际结晶温度低于熔点，称为过冷，其差值为 过冷度。 冷却速度越大，过冷度也越大。
3.结晶过程 结晶过程=晶核形成+晶核成长 晶核来源：自发形核、外来形核
2．晶体结构的基本概念
晶格 结点 晶胞 晶格常数，单位是Å (埃，10-10m或0.1nm) 晶面、晶向
3．常见晶体结构类型：
机械制造基础常用工程材料
机械制造基础常用工程材料引言在机械制造领域，选择适当的工程材料对产品的质量、性能以及寿命有着至关重要的影响。
机械制造基础常用工程材料包括金属材料、非金属材料以及复合材料等。
本文将对这些常用工程材料进行介绍和分析。
金属材料金属材料是机械制造领域最常用的材料之一。
金属材料通常具有良好的导电性、导热性、可塑性和机械强度等优点。
根据金属材料的组成和性质，可以进一步分为以下几类：1.铁基合金：如铸铁、钢等。
铁基合金具有高强度、耐磨损和耐腐蚀等特点，广泛应用于机械制造中的零件制造和结构件。
2.非铁基合金：如铜合金、铝合金等。
非铁基合金具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性能，适用于需要较高导电性和导热性能的部件制造。
3.非晶态合金：非晶态合金是一种非晶态结构的金属材料。
非晶态合金具有优异的力学性能和化学稳定性，适用于高强度和高稳定性要求的机械部件。
非金属材料除金属材料外，机械制造中还广泛使用了各种非金属材料。
非金属材料具有一些金属材料所不具备的特点，如较低的密度、较高的绝缘性能等。
常见的非金属材料包括：1.塑料：塑料是一种具有可塑性的高分子材料，具有良好的耐磨损性、耐化学腐蚀性和绝缘性能等特点。
塑料在机械制造中被广泛应用于制造零件和外壳等。
2.橡胶：橡胶是一种弹性体材料，具有良好的弹性和抗老化性能。
橡胶常用于制造密封件和减震件等。
3.陶瓷：陶瓷是一种脆性材料，具有优异的耐高温和耐磨损性能。
陶瓷常用于制造高温零件和耐磨件等。
复合材料复合材料是由两种或多种不同性质的材料组合而成的新材料。
复合材料具有金属材料、非金属材料和复合材料的优点，并弥补了各种材料的不足之处。
常见的复合材料包括：1.碳纤维复合材料：碳纤维复合材料具有高强度、低密度和良好的抗腐蚀性能，适用于制造高强度和轻量化的结构件。
2.玻璃纤维复合材料：玻璃纤维复合材料具有良好的电绝缘性和机械性能，广泛应用于电器领域和机械制造中。
3.金属基复合材料：金属基复合材料由金属基体和增强相组成，具有高强度、高刚性和良好的耐磨损性，适用于制造高负荷和高速运动零件。
机械基础知识点
机械基础知识点第⼀章绪论第⼀节课程的特点1. 综合性本课结合了⼯程⼒学，机械⼯程材料，常⽤机构，⽀撑零部件，机械传动，液压传动，⽓压传动的相关知识。
2.基础性⽆论从事机械制造，还是使⽤研究机械，都要运⽤这些基本知识。
3.⼀体性本门课程理论与实践紧密融合，学做⼀体。
第⼆节机械的组成“机械基础”主要研究对象是机械，我们的⾐⾷住⾏都离不开机械。
机械始于⽯器时代，指南车，地动仪是我们的祖先发明的机械。
1840年英国⼯业⾰命开启了机械飞速发展的时代，从蒸汽机，发电机，内燃机，计算机到现在的柔性制造单元和智能机器⼈等。
⼈类凭借智慧，使机械在种类，材料，⼯艺，性能等⽅⾯不断丰富完善。
1.机械是机器和机构的统称2.机器与机构的特征●机器特征：（1）是⼈为的实体组合。
（2）各部分（实体）之间具有确定的相对运动。
（3）能够转换或传递能量，代替或减轻⼈类的劳动。
●机构特征：具有确定相对运动的构件的组合。
具有独⽴运动的基本单元●机构不具备机器的第三个特征，是机器的主要组成部分，⼀部机器可以有多个机构，也可以只含有⼀个机构3.机器由哪⼏部分组成●动⼒部分传动部分⼯作部分操作或控制部分辅助部分（润滑，照明等）●机械分类情况动⼒机械（变换能量）：电动机，内燃机等加⼯机械（变换物料）：⾦属切削机床，压⼒机等运输机械（变换位置）：汽车，缆车等信息机械（变换信息）：传真机，数码相机等4.对机械要求：功能要求节能环保安全防护等5.零件●通⽤零件指各种机械中经常⽤到的零件●专⽤零件指在某些机械中才⽤到的零件第三节摩擦与损失●摩擦和磨损是⾃然界和社会⽣活中普遍存在的现象●30%-50%的能量消耗在各种形式摩擦中●80%的机器因为零件磨损⽽失效●摩擦，指两物体接触表⾯阻碍它们相对运动的机械阻⼒1.摩擦类型：1.固体摩擦⼲摩擦，边界摩擦除利⽤外尽量避免2.液（⽓）摩擦理论上不产⽣磨损，理想摩擦状态3.混合摩擦两者之间2.磨损运动副之间的摩擦将导致机件表⾯材料逐渐损耗形成磨损⼀个机械的磨损过程⼤概分为三个阶段磨合阶段是有益磨损，如减速器根据磨损机理分类，磨损主要有粘着磨损，磨料磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损等第⼀章机械⼯程材料第⼀节⾦属材料性能1.使⽤性能定义：⾦属材料在使⽤过程中所表现出来的特性物理特性：密度，熔点，导电性，导热性，热膨胀性，磁性化学特性：耐蚀性，抗氧化性，化学稳定性⼒学特性：强度，塑性，硬度，韧性，疲劳强度2.⼯艺性能定义:⾦属在加⼯制造过程中所表现出来的特性铸造特性：⾦属材料铸造成型的能⼒锻造特性：⾦属在锻压成型过程中所表现出的能⼒切削加⼯性能：⾦属被切割难易程度焊接性：在⼀定焊接条件下⾦属材料获得优良焊接接头的能⼒第⼆节⾦属材料--⾮合⾦钢●⾦属材料分类：●钢铁材料：⾮合⾦钢合⾦钢铸铁●⾮铁⾦属：除钢铁材料以外其他⾦属（有⾊⾦属，硬质合⾦）●炼铁过程：原料：铁矿⽯或废铁原料在⾼炉中经过⼀系列反应还原出铁铸造⽣铁，含碳2.11%以上炼钢⽣铁，在炼钢炉中进⼀步氧化碳，得到⾮合⾦钢在炼钢过程中加⼊某些合⾦元素，得到合⾦钢⾮合⾦钢：⼀种铁碳合⾦（碳通常⼩于1.5%）分类1：低碳钢<=0.25%中碳钢=0.25%~0.60%⾼碳钢>=0.6%B.⾮合⾦钢中含有少量硅，锰，硫，磷等C.硅，锰是脱氧剂主要成分，能提⾼钢的强度和硬度（有益元素）D.磷，硫是原料中附带的，硫--热脆性，磷--冷脆性，有害元素按磷硫分：普通质量⾮合⾦钢S≤0.035% P≤0.035%优质⾮合⾦钢SP≤0.030%特殊质量⾮合⾦钢S≤0.020% P≤0.025%按⽤途分：碳素结构钢;例如铁钉，属于低碳钢，冶炼容易，⼯艺性好，价格低廉，且在⼒学性能上也能满⾜⼀般的⼯程结构及普通机械零件的要求，Q195 Q215 Q235：塑性和焊接性较好，但强度不⾼，可⽤于桥梁，⾼压线塔，房屋框架等⼯程结构，铆钉，螺栓螺母垫⽚，轴套等Q255 Q275：强度相对较⾼，可以⽤来制造链轮，拉杆，安全销等优质碳素结构钢例如，60代表C含量0.6%08F：强度硬度很低，塑性韧性很⾼，具有很好冷变形能⼒，常⽤于制造薄板，铁丝，冲压件等20：起重钩，指甲钳等受⼒不⼤，韧性较⾼的零件45：综合⼒学性能好，常⽤于制造齿轮，轴等重要运动零件60：弹簧，板簧等弹性零件80：强度较⾼，常⽤来制造受巨⼤拉⼒的钢丝绳碳素⼯具钢：⾼硬度，⾼耐磨性（0.7%以上⾼碳钢）（优质⾮合⾦钢）⽤T+数字表⽰ T代表碳数字代表含碳千分数，后加A表⽰有害元素更低、T7 T8：碳质量分数相对较低，仍具有⼀定塑性，且有良好硬度，常⽤于制造斧头，锤⼦，凿⼦，定位冲⼦等切削能⼒要求不⾼的⼯具T9 T10;⽤于制造钢锯锯条，⼿攻螺纹⽤的丝锥和板⽛等低速耐磨⼯具T12 T12A：硬度，耐磨性较⾼，制造普通⼑具，⼀般性量具，模具。
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用机械设计是机械工程学科的核心领域之一，它涉及到机械元件的设计、制造与应用。
而在机械设计的过程中，材料的选择与应用是至关重要的因素之一。
本文将探讨机械设计中常用的工程材料以及它们的特点与应用。
一、金属材料金属材料是机械设计中最常用的材料之一。
常见的金属材料包括钢、铁、铝、铜等。
钢具有高强度、刚性和耐磨性的特点，广泛应用于制造机械零件和结构件。
铝材轻巧、导热性好，常用于制造轻型机械零件和外壳。
铜材具有良好的导电性和导热性，适用于电子元器件的制造。
在选择金属材料时，需要考虑其强度、耐腐蚀性、导电性等特性，以及成本和可加工性等因素。
二、合成材料合成材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
常见的合成材料有复合材料、聚合材料、陶瓷复合材料等。
复合材料由纤维和基质组成，具有高强度、高刚度和低密度的特点，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
聚合材料如塑料、橡胶等具有良好的抗腐蚀性和绝缘性能，常用于制造密封件和电气元件。
陶瓷复合材料具有高温耐磨性和绝缘性能，适用于高温和腐蚀环境下的应用。
三、非金属材料非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃等。
塑料具有良好的韧性和绝缘性能，广泛应用于电器、家具等领域。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，适用于制造密封件和减震器等。
玻璃具有透明的特性，适用于制造光学元件和仪器。
四、选材原则在机械设计中，选材的原则是根据机械零件所处的工作环境和工作要求来选择合适的材料。
首先，要考虑材料的强度和刚度，以保证机械零件在工作负荷下不发生变形和破坏。
其次，要考虑材料的耐磨性和耐腐蚀性，以延长机械零件的使用寿命。
同时，还需考虑材料的导热性、导电性和绝缘性能，以满足特定工作要求。
最后，成本和可加工性也是选材的考虑因素之一。
五、材料应用案例1. 在汽车制造领域，使用高强度的钢材制造车身和车架，以提高碰撞安全性能。
2. 在飞机制造领域，使用复合材料制造机翼和机身，以提高飞机的轻量化和燃油效率。
机械工程材料及成型基础教学教材
复合材料
玻璃纤维复合材料
由玻璃纤维和有机高分子材料复 合而成，具有质轻、强度高、耐 腐蚀等特点，广泛应用于航空、 航天、汽车等领域。
碳纤维复合材料
由碳纤维和有机高分子材料复合 而成，具有高强度、高刚性、耐 高温等特点，广泛应用于航空、 体育器材等领域。
02 材料成型基础
铸造工艺
01
02
03
04
热处理
通过控制加热、保温和冷却过程， 改变材料的内部组织结构，提高材 料的力学性能。
表面处理
通过物理或化学方法，改变材料表 面的成分和结构，提高材料的耐磨 性、耐腐蚀性和装饰性。
材料成本
原材料价格
不同材料的价格差异很大，选择价格合理的材料 可以降低成本。
加工成本
材料的加工难度和工艺要求不同，加工成本也不 同。在选择材料时，应考虑其加工成本。
未来趋势
高性能材料
01
随着机械工程的发展，对材料性能的要求越来越高，未来将不
断涌现出高性能的新型材料。
智能材料
02
智能材料能够感知外部刺激并作出响应，未来在传感器、执行
器和结构健康监测等领域有广泛应用。
可持续发展的材料
03
随着环保意识的提高，未来将更加注重材料的可持续发展，如
可降解和可回收的材料。
砂型铸造
利用砂型作为模具进行铸造， 适用于各种形状和尺寸的铸件
。
熔模铸造
通过制作熔模，再利用熔模制 作模具进行铸造，适用于精密
铸件。
压力铸造
在高压下将液态金属注入模具 ，适用于生产小型、高精度、
高强度铸件。
离心铸造
利用离心力将液态金属注入旋 转的模具中，适用于生产管状
和套筒类铸件。
电子教案-机械基础(第4版_刘跃南)电子教案-1.机械工程材料
1-1 概述
20世纪后期以来，由于电子信息、航空航天等尖端技术的迅速发展，对新材料的研究与开发起到了很大 的刺激与促进作用，以高温超导材料、精细陶瓷材料、纳米材料为代表的新材料与新材料技术不断涌现。但 存在一个较为普遍的问题，即新材料研制与制备加工工艺开发的非同步发展。高温超导材料、金属陶瓷梯度 功能材料等，作为先进材料的优越性与实用价值非常明显，但尚缺少高效、低成本的制备与加工技术。
表１－１ 金属材料强度与塑性的新、旧标准名词和符号对照
1-2 金属材料的主要性能
在拉伸试验过程中，通过自动记录或绘图装置得到的表示试样所受载荷F和伸长量Δl的关系曲线称为拉伸 曲线；经计算，可得到表示试样所受应力σ和应变ε的关系曲线，称为应力－应变曲线。图1-1所示分别为低 碳钢试样的拉伸曲线和应力－应变曲线。
1-1 概述
第一次工业革命时期（18世纪60年代——19世纪中期），人类开始进入蒸汽机时代，材料加工的特点是 以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产。随着蒸汽机的广泛使用，以及随之出现的矿 山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，所用的金属材料 由铜、铁，发展到以钢为主。材料加工包括锻造、冲压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削 技术和机床、刀具、量具等得到了迅速发展。
1-2 金属材料的主要性能
3.静载荷拉伸试验 金属材料的强度、塑性可通过静拉伸试验来确定。 目前金属材料室温拉伸试验方法采用GB/T—2002，由于目前原有的金属材料力学性能 数据是采用旧标准进行测定和标注的，所以原有旧标准GB/T228—1987仍然沿用，本教材为叙述方便采用旧标 准。关于金属材料强度与塑性的新、旧标准名词和符号对照见表1-1。
第一章
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二、热处理
热处理是指在固态下进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织， 从而获得所需性能的一种工艺方法。
1．热处理分类
2．常用整体热处理工艺
退火是将工件加热到适当温度，保持一段时间，然后缓慢冷却（一 般随炉冷）的热处理工艺。 （1）完全退火 （2）球化退火 （3）去应力退火
一、* 低碳钢、铸铁拉伸试验
第一步 试验准备 第二步 试样拉伸 第三步 数据处理
二、* 低碳钢、铸铁压缩试验
第一步 试验准备 第二步 试样压缩 第三步 数据处理
第二节 黑色金属材料
学习目标
1．理解常用碳素钢的分类、牌号、性能和应用 2．了解合金钢和铸铁的分类、牌号、性能和应 用 3．熟悉常用机械工程材料的选用原则
三、铸铁
铸铁是含碳量大于2.11% 的铁碳合金。 碳在铸铁中的存在形式有渗碳体和石墨两种 灰口铸铁中根据石墨形态不同，又分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸 铁和蠕墨铸铁，石墨的形状分别为片状、球状、团絮状以及蠕虫状。 灰铸铁的牌号是由“灰铁”两字汉语拼音字首“HT”后附最小抗拉 强度值（MPa）表示。 球墨铸铁的牌号是由“球铁”两字汉语拼音字首“QT”后附最低抗 拉强度值（MPa）和最低断后伸长率的百分数表示。 蠕墨铸铁的牌号是由“蠕铁”两字汉语拼音字首“RuT”后附最低抗 拉强度值（MPa）表示。 可锻铸铁的牌号是由“可铁黑”三字汉语拼音字首“KTH”或“可 铁珠”三字汉语拼音字首“KTZ”后附最低抗拉强度值（MPa）和最低 断后伸长率表示。
二、强度
材料在力的作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
三、硬度
硬度是反映材料局部体积内抵抗另一更硬物体压入的能力。工程上硬度常 用的指标有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）等。 金属材料的硬度越高，则材料的耐磨性越好。
四、韧性
材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力称为韧性。 冲击韧度越大，材料的抗冲击能力越强。
以铁或者以铁为主形成的物质，称为黑色金属。
一、碳素钢
碳素钢又称碳钢，是含碳量（Wc）小于2.11% 的铁碳 合金。 含碳量对钢的力学性能影响较大，当Wc ＜ 0. % 时， 随着含碳量的增加，钢的强度和硬度逐渐增加，塑性和韧 性逐渐降低；当Wc ＞ 0. % 时，随含碳量的继续增加，硬 度仍然增加，但强度开始明显下降，塑性、韧性继续降低。
一、机械工程材料的选用原则
1．适用性原则
适用性原则是指所选择的材料必须适应工作状况，并能达到令人 满意的使用要求。
2．工艺性原则
工艺性原则是指选材时要考虑材料加工工艺性，优先选择加工工艺 性好的材料，降低材料的制造难度和制造成本。
3．经济性原则
在满足适用性和工艺性原则的前提下，选用的材料要尽量使原材料 与工艺成本最低、经济效益最好，即获得高的性价比。
碳素工具钢的牌号用“碳”字汉语拼音字母字首“T”加 上数字表示。
二Байду номын сангаас合金钢
在碳钢的基础上加入合金元素得到合金钢。 1．合金结构钢 2．合金工具钢 3．特殊性能钢
4．合金钢牌号表示方法
合金钢的牌号是由含碳量数字、合金元素符号及合金元素含量数 字组成的。
（1）含碳量数字。 当含碳量数字为两位数时，表示钢中平均含碳量的万分数；当含 碳量数字为一位数时，表示钢中平均含碳量的千分数；当含碳量超过 1% 时则不标出。 （2）合金元素含量数字。 合金元素含量数字表示该合金元素平均含量的百分数。当合金元 素平均含量小于1.5% 时不标数字。 低合金高强度结构钢的牌号表示方法与碳素结构钢相同，例如 Q345。 轴承钢的牌号是由 “滚”字的汉语拼音字首“G”后附元素符号 “Cr” 、Cr 元素平均 含量的千分数及其他元素符号表示。
五、疲劳
疲劳是指材料在低于屈服强度ReL 的交变应力长时间的作用下发生裂纹或 断裂的过程。 在同样的交变应力作用下，疲劳极限大的材料寿命长。
一、低碳钢拉伸
1．弹性变形阶段 2．屈服阶段 3．均匀塑性变形阶段 4．缩颈阶段
二、* 铸铁拉伸
铸铁等脆性材料在断裂前无明显塑性变形，拉伸曲线上无屈服现 象，而且也不产生“缩颈”，这种断裂称为脆性断裂。铸铁拉伸曲线 图如图1-1-7 所示。
第一章
一
机械工程材料
材料的力学性能
黑色金属材料
二
三
钢的热处理 有色金属材料和非金属材料
四
第一节 材料的力学性能
学习目标
1．了解材料常用的力学性能指标 2．熟悉材料力学性能指标在金属材料选择中的应 用
材料的力学性能是指材料在外力（载荷）作用下所表 现出的特性。
一、弹性和塑性
材料受外力作用时会产生变形，当外力去掉后能恢复其 原来形状的性能，称为弹性。随着外力的消失而消失的变 形称为弹性变形。 材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的 性能，称为塑性。外力消失后留下来的这部分不可恢复的 变形称为塑性变形。塑性的度量指标有断后伸长率A 和断 面收缩率Z。A 和Z 的数值越大，表明材料的塑性越好。
正火是将工件加热使组织完全奥氏体化后，经保温， 在空气中冷却的热处理工艺。 正火和退火同属于预备热处理工艺，差别在于冷却方 式的不同。 淬火是将工件加热到AC3 或AC1 点以上某一温度，保 持一定时间，在淬火介质中冷却的热处理工艺。淬火的主 要目的就是为了得到高硬度、高强度的室温组织。 常用的淬火冷却介质有水、水溶性的盐类和碱类、矿物 油等。 回火是将工件淬硬后重新加热到AC1 以下的某一温度， 保持一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
二、非标准结构件材料的选择方法
体验CA6140 车床挂轮材料的选取过程
第一步 仔细观察 第二步 失效分析，提出材料应具备的力学性能 第三步 提供可选材料 第四步 确定挂轮材料
第三节 钢的热处理
学习目标 1．* 了解简化的Fe-Fe3C 状态图 2．了解钢的热处理的目的、分类和应用
一、* 铁碳合金状态简图
1．碳素结构钢
普通碳素结构钢牌号由屈服点汉语拼音字母字首Q加 屈服点数值表示。 优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，两位数字表 示钢中平均含碳量的万分数。 铸钢牌号用“铸”和“钢”两字汉语拼音字母字首 “ZG”后加两组数字表示，第一组数字表示屈服点的最低 值，第二组数字表示抗拉强度的最低值。
2．碳素工具钢