材料成型工艺基础

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产品设计工程学基础-材料及成型工艺基础-概述

产品设计工程学基础-材料及成型工艺基础-概述

2、材料的分类
材料及成型工艺基础
材料 概述
二、材料认知
学会用材料去思考、去设计.
2、材料的分类
按化学结构分
金属材料: 化学结构为金属键 的钢铁、铜、金等. 无机材料: 化学结构为离子键 的石、玻璃、陶瓷等. 有机材料: 化学结构为共价键, 主要有塑料、橡胶、有机纤维 (皮、木材)等高分子材料 复合材料: 有多相材料复合而 成,如玻璃纤维增强塑料(玻璃 钢).
材料及成型工艺基础
材料 概述
一、设计与材料
形态需求 功能需求
1、材料:设计的物质基础
材料(Material)是产品功能和形态的物质载 体, 一件完美的 产品必定是功能、形态(结构)和材 料(工艺)的和谐统一.
感知特性
形态美感
物质性能
产品功能
设计
材料
材料及成型工艺基础
产品
材料 概述
一、设计与材料
2、材料发展与设计变革
材料 概述
一、设计与材料
• 材料使用与时代划分
人们在研究中国历史时 依据对材料的使用将人
类历史划分旧石器时 代、新石器时代、 陶器时代 、青铜器 时代、铁器时代…而
如今随着新材料的不断 涌现和多种材料的综合 使用, 已很难依据材料来 进行历史的划分.
材料的开发、使用和发展贯穿着人类历史发展的 始终, 拓展着人类的生产能力, 推动着人类文明 的进步和发展, 改变着人类的生活,也深深地影响 着设计的创新与发展.
3 新材料的开发
是指基于全新概念和 方法所开发的材料.如 纳米材料与纳米加工 技术的的开发等……
材料及成型工艺基础
材料 概述
练习:材料感觉特性的测定
依据每组感觉特性,将玻璃、陶瓷、木材、金属、 塑料、橡胶、皮革等7种材料进行有序排列。

材料成型工艺基础金属塑性成形

材料成型工艺基础金属塑性成形

材料成型工艺基础:金属塑性成形1. 引言金属塑性成形是制造业中常见的一种材料成型工艺。

通过对金属材料施加力量,使其在一定的温度和应变条件下发生塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的制品。

这种成形工艺广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。

本文将介绍金属塑性成形的基本概念、工艺流程以及常见的金属塑性成形方法。

2. 基本概念2.1 金属塑性成形的定义金属塑性成形是指将金属材料通过施加力量,在一定的温度和应变条件下,使其发生塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的工艺过程。

2.2 塑性变形的基本概念塑性变形是指材料在一定的应力作用下,在超过其屈服点之后发生的可逆性变形。

在这种变形中,金属材料的原子结构会发生改变,从而改变了材料的形状和尺寸。

3. 工艺流程金属塑性成形的工艺流程主要包括以下几个步骤:3.1 原材料准备在金属塑性成形工艺中,首先需要准备好所需的金属原材料。

原材料的选择需要满足产品的要求,包括材料的强度、韧性、耐蚀性等。

3.2 材料加热在金属塑性成形之前,通常需要将金属材料进行加热。

加热可以使金属材料达到一定的塑性状态,更容易发生塑性变形。

加热的温度和时间需要根据不同的金属材料和成形要求进行调整。

3.3 成型工艺金属塑性成形的成型工艺包括以下几种常见方法:3.3.1 锻造锻造是一种利用压力将金属材料塑性变形成形的方法。

在锻造过程中,金属材料会经过压缩、拉伸、冷却等多个步骤,最终得到所需的形状。

3.3.2 拉伸拉伸是将金属材料放在拉伸机上,通过施加力量使其发生塑性变形的方法。

通过拉伸可以改变金属材料的形状和尺寸。

3.3.3 深冲深冲是将金属材料放在冲压机上,通过模具对材料进行冲压,使其发生塑性变形的方法。

通过调整模具的形状和尺寸,可以得到不同形状和尺寸的制品。

3.4 后处理在金属塑性成形完成之后,通常需要进行一些后处理工艺。

包括去除表面的氧化物、清洗、退火等。

后处理的目的是提高产品的表面质量和性能。

4. 常见的金属塑性成形方法4.1 冷镦成形冷镦成形是一种将金属材料通过冷镦机进行挤压、拉伸、弯曲等操作,使其发生塑性变形的方法。

材料成型工艺基础

材料成型工艺基础

材料成型工艺基础材料成型工艺是制造业中非常重要的一环,它涉及到各种材料的成型加工,包括金属、塑料、陶瓷等材料。

在现代工业生产中,材料成型工艺的发展对产品质量、生产效率和成本控制都有着重要的影响。

因此,了解材料成型工艺的基础知识对于从事相关行业的人员来说是至关重要的。

首先,材料成型工艺的基础包括材料的物理性能和化学性能。

材料的物理性能包括硬度、强度、韧性、塑性等,而化学性能则包括材料的化学成分、腐蚀性等。

了解材料的这些基本性能对于选择合适的成型工艺以及调整工艺参数都有着重要的指导作用。

其次,材料成型工艺的基础还包括成型工艺的分类和特点。

根据成型工艺的不同特点,可以将它们分为传统成型工艺和先进成型工艺。

传统成型工艺包括锻造、铸造、焊接等,而先进成型工艺则包括注塑成型、激光切割、3D打印等。

每种成型工艺都有其独特的特点和适用范围,了解这些特点对于选择合适的成型工艺和优化工艺流程都至关重要。

另外,材料成型工艺的基础还包括成型模具的设计和制造。

成型模具是进行材料成型加工的重要工具,它的设计和制造质量直接影响到成型工艺的效率和产品质量。

因此,了解成型模具的设计原理和制造工艺对于提高成型工艺的水平和质量都至关重要。

最后,材料成型工艺的基础还包括成型工艺的控制和优化。

成型工艺的控制包括工艺参数的设定、设备的调试以及生产过程的监控等,而成型工艺的优化则包括提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量等。

了解成型工艺的控制和优化方法对于提高生产效率和产品质量都有着重要的意义。

总之,材料成型工艺的基础知识对于从事相关行业的人员来说是非常重要的。

只有深入了解材料成型工艺的基础知识,才能更好地选择合适的成型工艺,优化工艺流程,提高生产效率和产品质量。

希望本文所述内容能对相关行业的从业人员有所帮助。

材料成型工艺基础(第三版) 第9章

材料成型工艺基础(第三版)  第9章

图9-2 光固化成型过程
它使用的成型材料是对某特种光束敏感的树脂。其基本原 理为:在液槽内盛有液态的光敏树脂,激光束或紫外光光点在 液面上按计算机切片软件所得到的轮廓轨迹,对液态光敏树脂 进行扫描固化,形成连续的固化点,从而构成模样的一个薄截 面轮廓。一个层面扫描完成后,进行下一层扫描,新固化的层 黏结在前一层上,直至完成整个三维零件,如图9-2所示。
具体工作原理如图9-1所示,激光扫描器在计算机控制下按加 工零件各分解层面的形状对成型材料有选择性地扫描,从而形 成一层片,再进行下一层的扫描,新层黏结在前一层上,直至 整个零件制造完成。
图9-1 快速成型技术的工作原理 (a)三维模型;(b)二维截面;(c)激光扫描;(d)叠加三维制件
零件是点、线、面集合的空间实体,快速成型过程就是将 体-面-线离散与点-线-面叠加的过程。由于它把复杂的三维制 造转化为一系列二维制造的叠加,因而可以在不用模具和工具 的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率 和制造柔性。
当激光在模样几何形状所确定的区域内移动时,就能将粉末烧 结,从而生成模样的截面形状,并与下面已成型的部分黏结在 一起。每层烧结都是在先制成的那层顶部进行,一层截面烧结 完成以后,铺上新的一层材料粉末,选择性地烧结下层截面。 未烧结的粉末在制完模样后,可用刷子或压缩空气去除。
9.1.2 快速成型技术的分类及特点
快速成型工艺的种类很多,可按照材料的不同进行分类, 快速成型材料包括液态材料、离散颗粒和实体薄片。液态材料 的快速成型方法有液态树脂固化成型和熔融材料凝结成型,而 液态树脂固化又包括逐点固化和逐面固化;熔融材料凝结成型 又包括逐点凝结和逐面凝结。离散颗粒材料快速成型方法包括 激光熔融颗粒成型和黏结剂黏结颗粒成型两种方法。实体薄片 材料快速成型方法有薄片黏结堆积成型和采用光堆积成型两种。

材料成型工艺基础第三版课程设计

材料成型工艺基础第三版课程设计

材料成型工艺基础第三版课程设计
设计目的
本课程设计旨在让学生掌握材料成型工艺的基本原理和方法,能够
熟练地运用材料成型工艺技术进行实际生产操作。

设计内容
本课程设计包括三个部分:
1. 理论学习
学生将学习材料成型工艺的基本原理和方法,包括各种成型工艺的
工艺流程、优缺点、设备和工具、原材料、加工要求等方面的知识。

具体内容包括:
•压力成型工艺:压铸、锻造、轧制、拉伸、挤压等。

•热成型工艺:热轧、热挤压、热锻造、真空熔铸等。

•冷成型工艺:冷轧、冷镦、拉拔、冲压等。

•其他成型工艺:注塑、挤出、层压、压裂、射出、喷涂等。

2. 实践操作
学生将通过实践操作,掌握各种成型工艺的具体实现方法和技能,
加深对成型工艺的认识和理解。

具体实践内容包括:
1。

材料成型工艺基础 第四版 第10章 成型材料与方法选择

材料成型工艺基础 第四版 第10章 成型材料与方法选择

第10章 成型材料与方法选择
4.环保节能原则 在发展工业生产的同时,必须考虑环保和节能问题,必须 做到以下几点: (1)尽量减少能源消耗,选择能耗小的成型方案,并尽量选 用低能耗成型方法的材料,合理进行工艺设计,尽量采用净成 型、近净成型的新工艺。 (2)不使用对环境有害和产生对环境有害物质的材料,采 用材料利用率高、易再生回收的材料。 (3)避免排出大量CO2 气体,导致地球温度升高。例如汽 车在使用时需要燃料并排出废气,则使用重量轻、发动机效 率高的汽车可降低排耗,可通过更新汽车用材与成型方法实 现。
第10章 成型材料与方法选择
第10章 成型材料与方法选择
10.1 毛坏材料成型方法选择 10.2 常用机械零件的毛坯成型方法选择
第10章 成型材料与方法选择
10.1 毛坏材料成型方法选择
10.1.1 常用的毛坯材料 材料成型中,常用的毛坯材料有金属材料、非金属材料
和复合材料,其中金属材料尤其是钢铁材料仍是目前用量最 大、应用最广的毛坯材料。
第10章 成型材料与方法选择
图10-2 盘套类零件
第10章 成型材料与方法选择
10.2.3 机架、 箱座类零件 机架、箱座类零件一般结构复杂,壁厚分布不均匀,形状
不规则,重量从几千克至数十吨,工作条件也相差很大。机身、 底座等一般的基础零件,主要起支承和连接机械各部件的作 用,除承受压力外,还要求有较好的刚度和减震性;有些机械的 机身、支架还要承受压、拉和弯曲应力的耦合作用,以及冲 击载荷;工作台和导轨等零件,则要求有较好的耐磨性;箱体零 件一般受力不大,但要求有良好的刚度和密封性,这类零件通 常铸造成型。对于不易整体成型的大型机架可采用焊接成型 方法完成,但结构会产生内应力,易产生变形,吸震性不好。

材料成型工艺基础第二版课后答案

材料成型工艺基础第二版课后答案

材料成型工艺基础第二版课后答案【篇一:《材料成型工艺基础》部分习题答案】class=txt>第一章⑵.合金流动性决定于那些因素?合金流动性不好对铸件品质有何影响?答:①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。

决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。

②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷,也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。

⑷.何谓合金的收縮?影响合金收縮的因素有哪些?答:①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象,称为收縮。

②影响合金收縮的因素:化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。

⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则?答:①同时凝固原则:将内浇道开在薄壁处,在远离浇道的厚壁处出放置冷铁,薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢,厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快,从而达到同时凝固。

②定向凝固原则:在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口,使铸件远离冒口的部位最先凝固,靠近冒口的部位后凝固,冒口本身最后凝固。

第二章⑴ .试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。

答:石墨在灰铸铁中以片状形式存在,易引起应力集中。

石墨数量越多,形态愈粗大、分布愈不均匀,对金属基体的割裂就愈严重。

灰铸铁的抗拉强度低、塑性差,但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性,且易于铸造和切削加工。

石墨化不充分易产生白口,铸铁硬、脆,难以切削加工;石墨化过分,则形成粗大的石墨,铸铁的力学性能降低。

⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么?相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同?答:①主要因素:化学成分和冷却速度。

②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同,其组织和性能也不同。

在厚壁处冷却速度较慢,铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片,力学性能较差;而在薄壁处,冷却速度较快,铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。

⑸.什么是孕育铸铁?它与普通灰铸铁有何区别?如何获得孕育铸铁?答:①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。

材料成型工艺基础

材料成型工艺基础

材料成型工艺基础1.合金的铸造型:是指合金在铸造过程中获得尺寸精度,结构完整的铸件的能力,主要包括合金的流动7板料冲压:金属板料在冲模之间受压产生分离或变形的成形工艺称为冲压。

性,收缩性,吸气性以及成分偏析倾向性等性能。

8加工硬化:随变形程度的增加,金属的强度及硬度提高,而塑性和韧性下降,这种现象称为加工硬化。

2.合金收缩的三个阶段为:液态收缩,凝固收缩,固态收缩阶段。

9冷变形:变形温度低于再结晶温度时,金属在变形过程中只有加工硬化而无再结晶现象,变形后的金3.影响合金收缩的因素:化学成分;浇注温度;铸件结构和铸型条件。

4.机械应力:是铸件的固态收缩属只具有加工硬化组织,这种变形称为冷变形。

受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的内应力。

10热变形:变形温度在再结晶温度以上时,金属变形产生的加工硬化组织会随金属的再结晶而消失,5.按照气体的来源,气孔可以分为侵入气孔,析出气孔和反应气孔。

变形后的金属具有细而均匀的再结晶等轴晶粒组织而无任何加工硬化痕迹,这种变形称为热变形。

11最小阻尼定律:金属受外力作用发生塑性变形时,如果金属质点在几个方向上都可流动,那么,金1.炼铁的三个反应:还原反应,造渣反应和渗碳反应。

属质点就优先沿着阻力最小的方向流动,这就叫做最小阻力定律。

2.铸铁的分类:按碳存在的形态不同可分为:白口铸铁,灰铸铁及麻口铸铁;按石墨形态不同可分为:12金属材料经受压力加工而产生塑性变形的工艺性能,常用金属的锻造性来衡量。

金属的锻造性好,灰铸铁,蠕墨铸铁,可锻铸铁及球墨铸铁;按金属基体不同可分为铁素体铸铁,珠光体铸铁及铁素体说明该金属宜用压力加工方法成形;金属的锻造性差,说明该金属不宜用压力加工方法成形。

锻造性与珠光体混合基体铸铁;另外加入合金元素,使其具有特殊性能的铸铁称为合金铸铁。

的优劣是以金属的塑性和变形抗力来综合评定的。

3.什么是石墨化,影响石墨化的因素是什么? 13什么是塑性,影响金属铸造性的因素是什么, 石墨化:铸铁中的碳以石墨析出和聚集的过程称为石墨化。

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绪论材料成形:所有利用物理、化学、冶金原理使材料成形的方法,称之为材料成形加工工艺。

一、材料与材料科学材料是用来制作有用器件的物质,是人类生产和生活所必须的物质基础。

历史学家把人类社会的发展按其使用的材料类型划分为石器时代、青铜时代、铁器时代,而今正处于人工合成材料的新时代。

材料科学的研究内容材料科学是研究各种固体材料的成分、组织、性能和应用之间关系及其变化规律的科学,它包括四个基本要素:材料的合成与制备,成分与组织结构,材料性能和使用性能。

材料的分类按化学成分:金属材料:钢、铸铁、铜、铝等高分子材料:塑料、橡胶、胶粘剂、纤维材料等陶瓷材料复合材料金属材料是怎么得到的呢?冶炼---- 把金属从矿石中提炼出来,这个过程就叫金属的冶炼。

材料新技术芯片光纤超导材料二、材料成形技术1、课程性质材料成形基础是一门研究常用工程材料坯件及机器零件成型工艺原理的综合性技术基础学科。

2、材料成形加工在国民经济中的地位材料成形加工在工业生产的各个部门和行业都有应用,尤其对于制造业来说更是具有举足轻重的作用。

制造业是指所有生产和装配制成品的企业群体的总称,包括机械制造、运输工具制造、电气设备、仪器仪表、食品工业、服装、家具、化工、建材、冶金等,它在整个国民经济中占有很大的比重。

统计资料显示,在我国,近年来制造业占国民生产总值GDP的比例已超过35%。

同时,制造业的产品还广泛地应用于国民经济的诸多其他行业,对这些行业的运行产生着不可忽视的影响。

因此,作为制造业的一项基础的和主要的生产技术,材料成形加工在国民经济中占有十分重要的地位,并且在一定程度上代表着一个国家的工业和科技发展水平。

通过下面列举的数据,可以帮助我们真切、具体地了解到成形加工对制造业和国民经济的影响。

据统计,占全世界总产量将近一半的钢材是通过焊接制成构件或产品后投入使用的;在机床和通用机械中铸件质量占70~80%,农业机械中铸件质量占40~70%;汽车中铸件质量占约20%,锻压件质量约占70%;飞机上的锻压件质量约占85%;发电设备中的主要零件如主轴、叶轮、转子等均为锻件制成;家用电器和通信产品中60~80%的零部件是冲压件和塑料成形件。

再从我们熟悉的交通工具——轿车的构成来看,发动机中的缸体、缸盖、活塞等一般都是铸造而成,连杆、传动轴、车轮轴等是锻造而成,车身、车门、车架、油箱等是经冲压和焊接制成,车内饰件、仪表盘、车灯罩、保险杠等是塑料成形制件,轮胎等是橡胶成形制品。

因此,可以毫不夸张地说,没有先进的材料热加工工艺,就没有现代制造业。

我国是世界上少数的几个拥有运载火箭、人造卫星和载人飞船发射实力的国家,这些航天飞行器的建造离不开先进的加工成形工艺,其中,火箭和飞船的壳体都是采用了高强轻质的材料,通过先进的特种焊接和胶接技术制造的。

3、课程内容作为高等工科学校机械类专业学生的一门技术基本课,本课程主要涉及的是与机械制造有关的材料成形加工工艺的基础知识。

它主要研究:各种成型工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系;零件的成型工艺过程和结构工艺性;常用工程材料性能对成型工艺的影响;工艺方法的综合比较等。

它几乎涉及机器制造中所有工程材料的成型工艺。

机械制造是将原材料制造成机械零件,再由零件装配成机器的过程。

其中,机械零件的制造在整个机械制造的过程中占据了很大的比重,而成形加工又是机械零件制造的主要工作。

传统上的机械大都是用金属材料加工制造的,随着科学和生产技术的发展,机械制造所用的材料已扩展到包括金属、非金属和复合材料在内的各种工程材料,因此机械产品的成形加工工艺也就不再局限于传统意义上的金属加工的范畴,而是将非金属和复合材料等的成形加工也包含进来了。

金属材料的成形一般有铸造、塑性成形、焊接、粘接和机械加工(包括切削加工和特种加工)等常用方法,非金属和复合材料则另有各自的特殊成形方法。

4、基本要求本课程是机械类专业的主干课程之一,也是部分非机械类专业通常开设的一门课程。

学生在学完本课程之后,应达到以下基本要求:(1)掌握各种热加工方法的基本原理、工艺特点和应用场合,了解各种常用的成形设备的结构和用途,具有进行材料热加工工艺分析和合理选择毛坯(或零件)成形方法的初步能力。

(2)具有综合运用工艺知识,分析零件结构工艺性的初步能力。

(3)了解与材料成形技术有关的新材料、新工艺及其发展趋势。

第一章金属材料导论第一节金属材料的性能一、材料的性能二、材料在载荷作用下的力学行为材料在载荷(外力)作用下的表现(反应),人们习惯称之为力学行为。

材料在载荷作用下,对于塑性材料来说会产生弹性变形,塑性变形,直至断裂。

1.弹性变形当物体受外力作用时产生了变形,若除去外力,物体发生的变形会完全消失,恢复到原始状态,这种变形称之为弹性变形。

2. 塑性变形当外力增加到一定程度时,物体发生的变形不能完全消失而一部分被保留下来,所保留的变形称之为塑性变形或永久变形。

3. 断裂断裂前出现明显宏观塑性变形的断裂称为韧性断裂;在断裂前没有宏观塑性变形的断裂行为称之为脆性断裂。

三、材料在静载荷作用下的主要力学性能指标静载荷是指加载方式不影响材料的变形行为,加载速率较为缓和的载荷。

材料在静载荷作用下的主要力学性能指标有弹性,刚度,强度,塑性,硬度等性能指标可通过拉伸试验和硬度试验测得。

1.弹性极限σe:材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力值,以σe表示,单位为MPa。

2.弹性模量(E):材料在弹性变形的阶段内,直线的斜率,即产生单位弹性应变所需要的应力值,以E表示,单位MPa。

其大小反映材料刚度大小。

材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。

强度:材料在外力作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力。

3.屈服强度(点)σs:材料产生屈服时的最低应力值称为屈服点,以σs表示,单位为MPa。

它表征了材料抵抗微量塑性变形的能力。

4.抗拉强度σb材料在拉断前所承受的最大应力值,称为抗拉强度,通常用σb表示,单位MPa 。

它表征了材料在拉伸条件下所能承受的最大应力。

抗拉强度—是脆性材料选材的依据。

5. 塑性材料在外力作用下,产生永久变形而不引起破坏的能力。

常用δ 和ψ 作为衡量塑性的指标。

(三)硬度金属材料抵抗其它更硬的物体压入其内的能力。

它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。

材料的硬度越高其耐磨性就越好,并且材料的硬度与它的力学性能和工艺性能(如切削加工性、焊接性能等)之间存在着一定的对应关系,所以硬度是最常用的性能指标之一。

在一些零件图中硬度是检验产品质量的重要指标。

1.布氏硬度(HB )(1)测试原理布氏硬度实验用一定直径的钢球或硬质合金球,以相应的试验力压入试样表面,保持一定时间后,卸除试验力,在试样表面得到直径为d 的压痕直径,用试验力除以压痕表面积所得的值即为布氏硬度值,用HB表示。

计算公式:F HB S == (2)测定条件压头为淬火钢球,适于测定硬度在450以下的材料,如结构钢、铸铁及非铁合金等,以HBS 表示 ;压头为硬质合金,以HBW 表示,适于测定硬度值在450以上的材料,最高可测650HBW 。

(3)表示方法 例如:120HBS10/1000/30(4)适用范围铸铁、铸钢、非铁金属材料及热 处理后钢材毛坯或半成品。

2.洛氏硬度(HR)⏹ (1)测试原理⏹ 洛氏硬度值用主载荷作用下试样产生塑性变形压痕深度BD 来确定 ⏹ (2)表示方法⏹ 硬度标尺:HRA 、HRB 、 HRC ,C 标尺最常用。

⏹ 如250HRC⏹ (3)适用范围⏹ 在批量的成品或半成品质量检验中广泛使用,也可测定较薄工件或表面有较薄硬化层的硬度。

常用洛氏硬度标尺的实验条件和应用HR前面为硬度数值,后面为使用的标尺。

最常用的是:HRA,HRB,HRC三种。

其中C标尺用的最多。

3.维氏硬度(HV)(1)测试原理维氏硬度试验原理和布氏硬度试验原理基本相同。

将顶角为136°的正四棱锥金刚石压头,在载荷的作用下,压头进入试件表面,保持一定的时间后,卸除载荷,测量压痕两对角线长度d 1和d 2,求其平均值,用于计算压痕表面积。

(2)表示方法⏹ 例如:640HV30/20(3)适用范围⏹用于测量金属镀层薄片材料⏹和化学热处理后的表面硬度。

⏹* 各硬度值之间大致有以下关⏹系:布氏硬度值在200-450范围⏹内,HBS(HBW)=10HRC;布氏硬⏹度值小于450HBS,HBS≈HV。

四、材料在动载荷作用下的主要力学性能指标动载荷是指突加的、冲击性的大小、方向随时间而变化的载荷。

材料在动载荷作用下的力学性能,包括冲击韧性和疲劳强度。

1.冲击韧性:材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。

2.疲劳强度:指材料经无数次交变载荷作用而不断裂的最大应力值,用σ-1表示,单位为Mpa。

它表现了材料抵抗疲劳断裂的能力。

疲劳断裂:零件在循环应力作用下,在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后突然产生断裂的过程。

是由疲劳裂纹产生--扩展--瞬时断裂三个阶段组成的。

特点:①断裂前无明显的塑性变形,很难事先察觉到,断裂突然发生。

②断裂时应力很低,大多低于σs,属于低应力脆断。

第二节金属及合金的结晶一金属的结构1.金属键:由金属正离子和自由电子之间相互作用而结合的方式称为金属键。

根据金属键的结合特点可以解释金属晶体的一般性能。

由于自由电子的存在,容易形成电流,显示出良好的导电性。

自由电子的易动性和正离子的振动使金属有良好的导热性。

金属原子移动一定位置后,金属键不会遭到破坏,使金属具有很好的形变能力和强度。

自由电子可以吸收光的能量,因而金属不透明。

自由电子所吸收的能量在电子回复到原来状态时产生辐射,使金属具有光泽。

2. 金属的晶体结构所有的金属和合金都是晶体晶格—原子排列形成的空间格子晶胞—组成晶格最基本的单元金属的典型晶体结构3、晶面与晶向晶面:各个方位上一系列原子组成的平面。

晶向:各个方向上的原子列。

1)晶面指数(hkl)标定过程2)晶向指数[uvw]4.金属的实际晶体结构(1)多晶体结构晶格位向(即原子排列方向)完全一致的晶体为单晶体。

实际使用的金属材料包含有许多外型不规则的小晶体,每个小晶体内部的晶格位向都是一致的,而各小晶体之间位向却不相同,称多晶体。

外形不规则、呈颗粒状的小晶体称为晶粒。

晶粒与晶粒之间的界面称为晶界。

(2)晶体缺陷在晶体内部及边界存在原子排列的不完整性,称为晶体缺陷。

按其几何形状的特点,晶体缺陷可分为以下三类:1)点缺陷:是指三维尺寸都很小,不超过几个原子直径的缺陷。

主要有空位和间隙原子。

2)线缺陷:指三维空间中在二维方向上尺寸较小,在另一维方面上尺寸较大的缺陷。

属于这类缺陷主要是位错。

位错是晶体中的某处有一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。

它又分为刃型位错、螺型位错3)面缺陷指二维尺寸很大而第三维尺寸很小的缺陷。

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