机械基础――第一节 金属材料的性能(二)PPT课件
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金属材料的力学性能 ppt课件
用成品和薄片，归于无损检测一类；布式硬度压痕较大，测量值
准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。
洛式硬度的硬度值是一无名数，没有单位。（因此习惯称洛式
硬度为多少度是不正确的。） 布式硬度的硬度值有单位，且和
抗拉强度有一定的近似关系。
洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快
捷直观，适用于大量生产中。布式硬度需要用显微镜测量压痕直
Z S0 - Su 100 % S0
2. 伸长率（A）
是指试样拉断后的标距伸长量 与原始标距 之比。
用A表示，即 A Lu - L0 100 %
L0ppt课件
25
1. 1. 3 硬 度
硬度的含义
是指材料抵抗其它更硬物体压入其表面的能力。即表 示金属材料抵抗局部变形的能力。
硬度的表示方法
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11
拉伸试验
（金属的抗拉强度和塑性都是通过拉伸试验测定）
GB/T228.1-2010
ppt课件
12
拉伸试样 （低碳钢）
d0 L0
长试样：L0 =10d0 短试样：L0 =5d0
ppt课件
13
拉伸试验机 液压式万能电子材料试验机
ppt课件
14
拉伸试验（应力—应变）曲线
e — 弹性极限点 S — 屈服点 b — 极限载荷点
研究表明，材料的ak值随试验温度的降低而降低。
ppt课件
42
2. 断裂韧性
低应力脆断 工程零（构）件有时在应力低于许用应力的情况
下也会发生突然断裂，称为低应力脆断。
低应力脆断的原因 由于实际应用的材料中常常存在一些裂纹和本身
缺陷，如夹杂物、气孔等或加工和使用过程中产生 的缺陷，裂纹在应力的作用下失稳而扩展，最终导 致零（构）件断裂。
金属材料的主要性能幻灯片PPT
σ(F)
σb
b
σσs e
s e
k
ε (ΔL)
图1－2 低碳钢拉伸曲线
（2）弹性极限
➢ 即金属材料不产生塑性变形时所能承受的最大应
力。拉伸曲线e点对应的应力σe为弹性极限：
σe= Fe/S0
式中 σe —弹性极限（MPa）； F e —试样产生完全弹性变形时的最大外力（N）； S0 —试样原始横截面积（mm 2）。
仍能继续伸长（变形）时的应力。在拉伸曲线上s 点对应的应力为屈服点。
σs=Fs/S0
式中 σs——屈服点（ MPa ）； Fs——试样开始产生屈服现象时的拉力（N）； S0——试样原始横截面积（ mm 2）。
3. 强度
（1）屈服点
条件屈服强度: 许多金属材料拉伸时没有明显的 屈服现象,为了测这些材料屈服点，规定试样产生 0.2％塑性变形时对应的应力值作为屈服点，称 为条件屈服强度，表示为σ0.2。
屈强比：σs/σb，是一个有意义的指标。其比值 越大，越能发挥材料的潜力。但是为了使用安全， 该比值亦不宜过大，适当的比值一般在0.65～ 0.75之间。
比强度：σb/ρ，它表征了材料强度与密度之间 的关系。在考虑汽车轻量化的问题时，常常用到 这个指标。
4.塑性
➢ 即断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。 ➢ 常用的塑性判据是伸长率和断面收缩率。
（2）抗拉强度
➢ 即试样拉断前承受的最大标称拉应力。
拉伸曲线上b点对应的应力为抗拉强度。
σb=Fb/S0
式中 σb——抗拉强度（MPa）； Fb——试样断裂前所能承受的最大拉力（N）； S0——试样原始横截面积（mm2 ）。
抗拉强度：σb，它是设计和选材的主要依据之一， 是工程技术上的主要强度指标。
(精品)机械基础
（3）维氏硬度（HV）.用夹角为136°的金刚石正四棱锥体压头，使 用很小的试验力F（49.03～980.07N）压入试样表面，测出压痕对 角线长度d。维氏硬度的值用压痕对角线长度表示，如640HV。
1-2 金属材料的性能
4.冲击韧性 冲击韧性是指金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。 金属材料的冲击韧性一般在一次摆锤冲击试验机上进行测试， 测得试样在冲断时断口单位面积所消耗的冲击吸收功，称为冲 击韧度或冲击值，常用ak表示，其单位为J/cm2。 ak值越大， 冲击韧度越高。 5.疲劳性能 金属材料在无限多次交变载荷作用下而不被破坏的最大应力， 称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料并不可能进行无 限多次交变载荷试验，所以一般试验时规定，钢在经受107次、 有色金属在经受108次交变载荷作用时不产生断裂的最大应力， 称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环力时，所得的疲 劳强度用σ-1表示。
（1）原动机部分.原动机部分也称动力装置，其作用是 把其它形式的能量转换成机械能，以驱动机器各部分 运动和工作。原动机部分是机器完成预定功能的动力 源，最常见的有内燃机和电动机等。
（2）执行部分.执行部分也称工作部分（装置）。它是 机器中直接完成具体工作任务的部分，位于传动路线 的终点，如汽车的车轮、缝纫机的机头等。
第九章液压传动 §9-1液压传动概述 §9-2液压元件 §9-3液压回路 本章练习
绪论
§0-1本课程的内容、性质、任务和基本要求 一、本课程的内容和性质 本课程是中等职业学校机械类及近机械类专业的一门技术基础 课。教材兼顾了综合性和基础性的要求，一方面力求综合，尽量 全面地介绍机械基础领域的知识；另一方面，考虑到中职教育的 特点，在各章知识的安排和选择上都力求简洁易懂。 本课程的内容包括机械概述、工程力学、机械工程材料学、机 械零件、机械传动、常用的机械机构、支承零部件以及液压传动 和机械维护等方面的基础知识。 二、本课程的任务和基本要求 本课程的任务是让同学们了解机械专业基础知识并能灵活地运 用相关知识解决实际中的问题。本课程有以下基本要求： （1）熟悉常用机构的构造原理、特点和设计的基本要求； （2）熟悉通用零件的工作原理、特点、结构、标准、设计原理 和方法； （3）学会使用技术资料进行通用零件和简单机械传动装置的设 计，具备能够对一般机构的特性和零件常见失效原因进行分析， 解决生产实际中有关机械零件、部件结构方面问题的能力，为学 习有关专业机械设备课程以及参与技术改造奠定必要的基础。
1-2 金属材料的性能
4.冲击韧性 冲击韧性是指金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。 金属材料的冲击韧性一般在一次摆锤冲击试验机上进行测试， 测得试样在冲断时断口单位面积所消耗的冲击吸收功，称为冲 击韧度或冲击值，常用ak表示，其单位为J/cm2。 ak值越大， 冲击韧度越高。 5.疲劳性能 金属材料在无限多次交变载荷作用下而不被破坏的最大应力， 称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料并不可能进行无 限多次交变载荷试验，所以一般试验时规定，钢在经受107次、 有色金属在经受108次交变载荷作用时不产生断裂的最大应力， 称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环力时，所得的疲 劳强度用σ-1表示。
（1）原动机部分.原动机部分也称动力装置，其作用是 把其它形式的能量转换成机械能，以驱动机器各部分 运动和工作。原动机部分是机器完成预定功能的动力 源，最常见的有内燃机和电动机等。
（2）执行部分.执行部分也称工作部分（装置）。它是 机器中直接完成具体工作任务的部分，位于传动路线 的终点，如汽车的车轮、缝纫机的机头等。
第九章液压传动 §9-1液压传动概述 §9-2液压元件 §9-3液压回路 本章练习
绪论
§0-1本课程的内容、性质、任务和基本要求 一、本课程的内容和性质 本课程是中等职业学校机械类及近机械类专业的一门技术基础 课。教材兼顾了综合性和基础性的要求，一方面力求综合，尽量 全面地介绍机械基础领域的知识；另一方面，考虑到中职教育的 特点，在各章知识的安排和选择上都力求简洁易懂。 本课程的内容包括机械概述、工程力学、机械工程材料学、机 械零件、机械传动、常用的机械机构、支承零部件以及液压传动 和机械维护等方面的基础知识。 二、本课程的任务和基本要求 本课程的任务是让同学们了解机械专业基础知识并能灵活地运 用相关知识解决实际中的问题。本课程有以下基本要求： （1）熟悉常用机构的构造原理、特点和设计的基本要求； （2）熟悉通用零件的工作原理、特点、结构、标准、设计原理 和方法； （3）学会使用技术资料进行通用零件和简单机械传动装置的设 计，具备能够对一般机构的特性和零件常见失效原因进行分析， 解决生产实际中有关机械零件、部件结构方面问题的能力，为学 习有关专业机械设备课程以及参与技术改造奠定必要的基础。
金属材料的机械性能-精品ppt课件.ppt
第二章 金属材料基础
机械(力学)性能: 在机械载荷（外力）作用下表现出来的特性。
主要指标有: 强度、塑性、硬度、冲击韧性(度)、 疲劳强度
2
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
第二章 金属材料基础
0-0： 未加试验力时，压头与试件表面未接触 1-1： 加初试验力10kg时，压头从a压入至b 2-2： 加总试验力时，压头压入至c 3-3： 卸除主试验力，压头回复至d 保持规定时间： 测量残余压痕深度增量bd; 计算洛氏硬度值:
HRK bd 0.002
式中：K=100；金刚石压头。 K=130；淬火钢球压头。
100kg • HRC：1200金刚石圆锥体，总试验力
150kg ——应用最广
24
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
特点： 优点 ：测试简便、迅速、因压痕小、不损伤零 件，适合成品检验。 缺点 测得的硬度值重复性较差，需在不同的 部位测量数次。 适用范围：用于测定硬质材质（20－70 HRC）
即表示该材料可能经受无 数次应力循环而仍不发生 疲劳断裂，这个应力叫做 疲劳强度极限。。
用应力循环基数表示：
钢为107
非铁合金为108
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
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在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
机械基础第一章完整ppt课件
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2
第1
章
机械概述
1-1机器的组成 1-2金属材料的性能 1-3机械零件的强度 1-4摩擦和磨损
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3
1-1 机器的组成
•本节任务： 1、什么是机器、机构、机械、零件和构件？ 2、机器的组成部分。
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4
1-1机器的组成
一、机器和机构
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5
1、机器
机械基础
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1
绪论
•机械基础是一门什么样的课？
机械基础是中等职业学校机械专业的一门综合性的基础课。 工程力学
机械基础
机械工程材料 机械零件与传动
机工械程工零力程件学材与：料传生：动产构：实件为践是了中材正常料确用制的成使机的用械。机设机器备械，和工必工程须程材了部料解件的机都基器是本的由知组许识成多为。构合从件理运（地动具选上有择看独材，立料机运，器动充由的 分若基发干本挥传单材动元料机）本构组身组成的成的潜；。在从工性结程能构力提上学供看为了，分基机析础器构。由件若的干强零度件、组刚成度。与要选了择解合机理器的，结就构要提了供解了机基构本 的理工论作与原方理法、。特点及应用和通用零件的类型、结构、材料、标准及选择方法。
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2. 抗氧化性 （1）金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 （2）金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、焊接等加热作业 时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时， 常在其 周围形成一种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3. 化学稳定性 （1）化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。
二、机器的组成 2、执行部分
《金属材料力学性能》课件
《金属材料力学性能》PPT课件
• 金属材料力学性能概述 • 金属材料的拉伸性能 • 金属材料的冲击韧性 • 金属材料的硬度与耐磨性 • 金属材料的疲劳性能 • 金属材料的断裂韧性
01
金属材料力学性能概述
定义与分类
定义
金属材料的力学性能是指金属材料在受到外力作用时所表现出来的性能，包括 弹性、塑性、韧性、强度等。
屈服阶段
屈服阶段是金属材料在受到外力作用后发生屈服现象的阶段，此时金属材料开始 发生塑性变形，应力与应变不再呈线性关系。
屈服强度是描述金属材料在屈服阶段的力学性能指标，反映了金属材料抵抗屈服 现象的能力。
强化阶段
强化阶段是金属材料在屈服阶段之后发生强度增高的阶段， 此时金属材料的应力与应变关系呈上升趋势。
通过改变材料的内部结构来提高韧性，如通过退火或淬火处理。
提高金属材料断裂韧性的方法
冷加工
通过塑性变形提高材料的韧性，如轧 制、拉拔或挤压。
提高金属材料断裂韧性的方法
表面处理
VS
通过喷丸、碾压或渗碳淬火等表面处 理技术提高材料的韧性。
THANKS
感谢观看
金属材料的力学性能与经济发展密切 相关，高性能的金属材料能够推动产 业升级和经济发展。
科学研究
金属材料的力学性能是科学研究的重 要领域之一，对于深入了解金属材料 的本质特性和发展新型金属材料具有 重要意义。
02
金属材料的拉伸性能
拉伸试验与拉伸曲线
拉伸试验
通过拉伸试验可以测定金属材料的拉 伸性能，包括抗拉强度、屈服强度、 延伸率等指标。
冲击试验与冲击韧性指标
冲击试验
通过在试样上施加冲击负荷，测定材 料抵抗冲击断裂的能力。
冲击韧性指标
• 金属材料力学性能概述 • 金属材料的拉伸性能 • 金属材料的冲击韧性 • 金属材料的硬度与耐磨性 • 金属材料的疲劳性能 • 金属材料的断裂韧性
01
金属材料力学性能概述
定义与分类
定义
金属材料的力学性能是指金属材料在受到外力作用时所表现出来的性能，包括 弹性、塑性、韧性、强度等。
屈服阶段
屈服阶段是金属材料在受到外力作用后发生屈服现象的阶段，此时金属材料开始 发生塑性变形，应力与应变不再呈线性关系。
屈服强度是描述金属材料在屈服阶段的力学性能指标，反映了金属材料抵抗屈服 现象的能力。
强化阶段
强化阶段是金属材料在屈服阶段之后发生强度增高的阶段， 此时金属材料的应力与应变关系呈上升趋势。
通过改变材料的内部结构来提高韧性，如通过退火或淬火处理。
提高金属材料断裂韧性的方法
冷加工
通过塑性变形提高材料的韧性，如轧 制、拉拔或挤压。
提高金属材料断裂韧性的方法
表面处理
VS
通过喷丸、碾压或渗碳淬火等表面处 理技术提高材料的韧性。
THANKS
感谢观看
金属材料的力学性能与经济发展密切 相关，高性能的金属材料能够推动产 业升级和经济发展。
科学研究
金属材料的力学性能是科学研究的重 要领域之一，对于深入了解金属材料 的本质特性和发展新型金属材料具有 重要意义。
02
金属材料的拉伸性能
拉伸试验与拉伸曲线
拉伸试验
通过拉伸试验可以测定金属材料的拉 伸性能，包括抗拉强度、屈服强度、 延伸率等指标。
冲击试验与冲击韧性指标
冲击试验
通过在试样上施加冲击负荷，测定材 料抵抗冲击断裂的能力。
冲击韧性指标
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锻造是使加热后的工件坯料利用静压力 或冲击力作用而产生塑性变形，从而获得 一定形状工件的工艺方法。
锻造视频
金属材料的工艺性能
铸造性能 锻造性能
锻造是使加热后的工件坯料利用静压力或冲 击力作用而产生塑性变形，从而获得一定形状 工件的工艺方法。
金属的锻造性能是指金属锻压的难易程度。 塑性越大,变形抗力越小,锻造性能越好。
二、金属材料的工艺性能
工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。 • （1）铸造性能 • （2）锻造性能 • （3）焊接性能 • （4）热处理性能 • （5）切削性能
二、金属材料的工艺性能
（一）铸造性能 铸造是将熔化的金属或合金，注入铸
型型腔内，待其凝固后而得到一定形状 和性能的零件的方法。
铸造视频
金属材料的工艺性能
铸造性能 铸造性能是指能否将金属材料用铸造方法制成
优良铸件性能。用流动性、收缩性和偏析来衡量。 铸造能生产其他加工方法难以加工的箱体、壳
体等形状复杂、大小不等的零件或毛坯。铸铁、 钢、有色金属是常用的铸造材料，其中灰铸铁和 青铜铸造性能较好。
金属材料的工艺性能
铸造性能 锻造性能
⑶ 密排六方晶格
密排六方晶格的参数
4、晶体的各向异性
晶体中不同的晶面和晶向上原子密度不同，原 子间结合力也不同，所以晶体在不同晶面和晶向 上表现出不同的性能，即各向异性。
但在实际金属材料中，一般见不到它们具有各 向异性的特征，这主要是因为实际晶体结构与理 想的晶体结构有较大的差别。
（二）金属的实际晶体结构
• ⑴ 单晶体与多晶体 • 单晶体：其内部晶格方位完全一
致的晶体。（金属的单晶体只能靠特殊的方法才能制得） • 多晶体：由许多晶粒组成的晶体 纯铁组织
结构。
• 晶粒：实际使用的金属材料是由
晶
许多彼此方位不同、外形不规则
粒 示
意
的小晶体组成，这些小晶体称为
图
晶粒。
• 晶界：晶粒之间的交界面。 • 晶粒越细小，晶界面积越大。
金属材料的工艺性能
铸造性能、锻造性能 焊接性能
焊接是将两部分金属，通过加热或加压借助原子间的结合力， 使它们牢固地连接成整体的工艺方法。
焊接性能是指材料在通常的焊接方法和焊接工艺条件下，能否 获得质量良好焊缝的性能。
焊接性好,易于用一般方法和工艺施焊,焊时不易形成裂纹、气孔、 夹渣等缺陷,焊处强度能与原材料相近。
金属的结构
晶态
非晶态
SiO2的结构
一、金属与合金的内部结构
2、晶格与晶胞 • ⑴ 晶格：用
假想的直线将 原子中心连接 起来所形成的 三维空间格架。
一、金属与合金的内部结构
• ⑵ 晶胞：能代表晶 格原子排列规律的最 小几何单元。
一、金属与合金的内部结构
⑶ 晶格常数： 晶胞各边的尺寸 a、
b、c。
复习提问
1、汽车的常用材料有哪些？
2、金属的力学性能包括哪些指标？
3、什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的 指标有哪些？
4、材料的δ和ψ的值越大，说明材料的 ak值越大，说明材料的 性越好。
性越好；
5、150HBS、200HBW、100HRC含义是什么？
150HBS表示用淬火钢球为压头时测得布氏硬度值为 150；200HBW表示用硬质合金球为压头时测得布氏硬度值 为200；100HRC表示用120度金刚石圆锥为压头时测得的 洛氏硬度值为120。
第二节 黑色金属（钢、铸铁及其合金）
• 物质由原子组成。
• 能。
一、金属与合金的内部结构
• 1、晶体与非晶体 • 晶体是指原子呈规则排列的固体。如金刚石、石墨及固
态金属与合金都是晶体。 • 非晶体内部的原子无规则地排列在一起，如松香、沥青、
玻璃等。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。
光学金相显示的纯铁晶界
多晶体示意图
小结
1、什么是材料的工艺性能？常指哪些项目？
工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。常指铸造性能、 压力加工性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能
小结
1、什么是材料的工艺性能？常指哪些项目？ 2、材料的性能取决于什么哪些因素？
各棱间的夹角用、 、表示。
一、金属与合金的内部结构
当a=b=c和==
时，这种晶胞称为 简单立方晶胞。
3、金属晶格的基本类型
常见纯金属的晶格类型有体心立方晶格、面心立方
晶格和密排六方晶格。
⑴ 体 心 立 方 晶 格
体心立方晶格
体心立方晶格的参数
⑵ 面 心 立 方 晶 格
面心立方晶格
面心立方晶格的参数
焊接的优点是能减轻零件或结构件的重量，生产周期短、效率 高、成本低。能制造出锻造、铸造等加工工艺无法生产的大型容 器和框架结构件等。例如，汽车车身、车架一般是焊接而成。
金属材料的工艺性能
铸造性能、压力加工性能、焊接性能 切削加工性能
切削加工性能是指金属材料被切削加工的难易 程度。
切削加工性能一般用切削后的表面质量（以表 面粗糙度高低衡量）和刀具寿命来表示。
复习提问
1、汽车的常用材料有哪些？
金 黑色金属（钢和铸铁） 属
汽 车
材 料 有色金属及其合金（铝、铜、铅等及其合金）
常
用 材
有机高分子材料 非
（塑料、橡胶等）
料金
属 材
无机非金属材料
（玻璃、陶瓷等）
料
新型的复合材料
复习提问
1、汽车的常用材料有哪些？ 2、金属的力学性能包括哪些指标？
强度 塑性 硬度 韧性 疲劳强度
复习提问
1、汽车的常用材料有哪些？
2、金属的力学性能包括哪些指标？
3、什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的 指标有哪些？
强度是抵抗永久变形和断裂的能力。强度指标主要有 屈服极限和强度极限。
塑性是指材料在载荷作用下，产生塑性变形而不断裂 的能力。塑性指标有伸长率和断面收缩率。
复习提问
1、汽车的常用材料有哪些？ 2、金属的力学性能包括哪些指标？ 3、什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的 指标有哪些？ 4、材料的δ和ψ的值越大，说明材料的 塑性越好； ak值越大，说明材料的 性韧越好。
金属具有适当的硬度（170HBS～230HBS） 和足够的脆性时切削性能良好。
金属材料的工艺性能
铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能 热处理性能
指金属能否通过热处理工艺来改造或提高金属的力 学性能。
钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性，即钢接受 淬火的能力。含Mn、Cr、Ni等合金元素的合金钢淬 透性比较好，碳钢的淬透性比较差。
锻造视频
金属材料的工艺性能
铸造性能 锻造性能
锻造是使加热后的工件坯料利用静压力或冲 击力作用而产生塑性变形，从而获得一定形状 工件的工艺方法。
金属的锻造性能是指金属锻压的难易程度。 塑性越大,变形抗力越小,锻造性能越好。
二、金属材料的工艺性能
工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。 • （1）铸造性能 • （2）锻造性能 • （3）焊接性能 • （4）热处理性能 • （5）切削性能
二、金属材料的工艺性能
（一）铸造性能 铸造是将熔化的金属或合金，注入铸
型型腔内，待其凝固后而得到一定形状 和性能的零件的方法。
铸造视频
金属材料的工艺性能
铸造性能 铸造性能是指能否将金属材料用铸造方法制成
优良铸件性能。用流动性、收缩性和偏析来衡量。 铸造能生产其他加工方法难以加工的箱体、壳
体等形状复杂、大小不等的零件或毛坯。铸铁、 钢、有色金属是常用的铸造材料，其中灰铸铁和 青铜铸造性能较好。
金属材料的工艺性能
铸造性能 锻造性能
⑶ 密排六方晶格
密排六方晶格的参数
4、晶体的各向异性
晶体中不同的晶面和晶向上原子密度不同，原 子间结合力也不同，所以晶体在不同晶面和晶向 上表现出不同的性能，即各向异性。
但在实际金属材料中，一般见不到它们具有各 向异性的特征，这主要是因为实际晶体结构与理 想的晶体结构有较大的差别。
（二）金属的实际晶体结构
• ⑴ 单晶体与多晶体 • 单晶体：其内部晶格方位完全一
致的晶体。（金属的单晶体只能靠特殊的方法才能制得） • 多晶体：由许多晶粒组成的晶体 纯铁组织
结构。
• 晶粒：实际使用的金属材料是由
晶
许多彼此方位不同、外形不规则
粒 示
意
的小晶体组成，这些小晶体称为
图
晶粒。
• 晶界：晶粒之间的交界面。 • 晶粒越细小，晶界面积越大。
金属材料的工艺性能
铸造性能、锻造性能 焊接性能
焊接是将两部分金属，通过加热或加压借助原子间的结合力， 使它们牢固地连接成整体的工艺方法。
焊接性能是指材料在通常的焊接方法和焊接工艺条件下，能否 获得质量良好焊缝的性能。
焊接性好,易于用一般方法和工艺施焊,焊时不易形成裂纹、气孔、 夹渣等缺陷,焊处强度能与原材料相近。
金属的结构
晶态
非晶态
SiO2的结构
一、金属与合金的内部结构
2、晶格与晶胞 • ⑴ 晶格：用
假想的直线将 原子中心连接 起来所形成的 三维空间格架。
一、金属与合金的内部结构
• ⑵ 晶胞：能代表晶 格原子排列规律的最 小几何单元。
一、金属与合金的内部结构
⑶ 晶格常数： 晶胞各边的尺寸 a、
b、c。
复习提问
1、汽车的常用材料有哪些？
2、金属的力学性能包括哪些指标？
3、什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的 指标有哪些？
4、材料的δ和ψ的值越大，说明材料的 ak值越大，说明材料的 性越好。
性越好；
5、150HBS、200HBW、100HRC含义是什么？
150HBS表示用淬火钢球为压头时测得布氏硬度值为 150；200HBW表示用硬质合金球为压头时测得布氏硬度值 为200；100HRC表示用120度金刚石圆锥为压头时测得的 洛氏硬度值为120。
第二节 黑色金属（钢、铸铁及其合金）
• 物质由原子组成。
• 能。
一、金属与合金的内部结构
• 1、晶体与非晶体 • 晶体是指原子呈规则排列的固体。如金刚石、石墨及固
态金属与合金都是晶体。 • 非晶体内部的原子无规则地排列在一起，如松香、沥青、
玻璃等。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。
光学金相显示的纯铁晶界
多晶体示意图
小结
1、什么是材料的工艺性能？常指哪些项目？
工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。常指铸造性能、 压力加工性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能
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1、什么是材料的工艺性能？常指哪些项目？ 2、材料的性能取决于什么哪些因素？
各棱间的夹角用、 、表示。
一、金属与合金的内部结构
当a=b=c和==
时，这种晶胞称为 简单立方晶胞。
3、金属晶格的基本类型
常见纯金属的晶格类型有体心立方晶格、面心立方
晶格和密排六方晶格。
⑴ 体 心 立 方 晶 格
体心立方晶格
体心立方晶格的参数
⑵ 面 心 立 方 晶 格
面心立方晶格
面心立方晶格的参数
焊接的优点是能减轻零件或结构件的重量，生产周期短、效率 高、成本低。能制造出锻造、铸造等加工工艺无法生产的大型容 器和框架结构件等。例如，汽车车身、车架一般是焊接而成。
金属材料的工艺性能
铸造性能、压力加工性能、焊接性能 切削加工性能
切削加工性能是指金属材料被切削加工的难易 程度。
切削加工性能一般用切削后的表面质量（以表 面粗糙度高低衡量）和刀具寿命来表示。
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1、汽车的常用材料有哪些？
金 黑色金属（钢和铸铁） 属
汽 车
材 料 有色金属及其合金（铝、铜、铅等及其合金）
常
用 材
有机高分子材料 非
（塑料、橡胶等）
料金
属 材
无机非金属材料
（玻璃、陶瓷等）
料
新型的复合材料
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1、汽车的常用材料有哪些？ 2、金属的力学性能包括哪些指标？
强度 塑性 硬度 韧性 疲劳强度
复习提问
1、汽车的常用材料有哪些？
2、金属的力学性能包括哪些指标？
3、什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的 指标有哪些？
强度是抵抗永久变形和断裂的能力。强度指标主要有 屈服极限和强度极限。
塑性是指材料在载荷作用下，产生塑性变形而不断裂 的能力。塑性指标有伸长率和断面收缩率。
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1、汽车的常用材料有哪些？ 2、金属的力学性能包括哪些指标？ 3、什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的 指标有哪些？ 4、材料的δ和ψ的值越大，说明材料的 塑性越好； ak值越大，说明材料的 性韧越好。
金属具有适当的硬度（170HBS～230HBS） 和足够的脆性时切削性能良好。
金属材料的工艺性能
铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能 热处理性能
指金属能否通过热处理工艺来改造或提高金属的力 学性能。
钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性，即钢接受 淬火的能力。含Mn、Cr、Ni等合金元素的合金钢淬 透性比较好，碳钢的淬透性比较差。