机械常识 教学课件 作者 戴宽强 1 3 第二章 常用金属材料及热处理.pptVIP

主编：戴宽强 第二章　常用金属材料及热处理 第二章　常用金属材料及热处理 金属材料是最重要的工程材料，包括纯金属和金属合金。最简单的金属材料是纯金属，金属合金的种类繁多、应用最广。 第一节　金属材料的力学性能 金属材料的性能包含使用性能和工艺性能两方面。使用性能是指金属材料在使用中表现出来的性能，包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能。一、金属材料的力学性能 金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用时表现出来的性能。力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等，需要在标准试验中测定。1.载荷和变形。2.强度 第二章　常用金属材料及热处理 3.刚度4.塑性5.硬度6.冲击韧性7.疲劳强度二、金属材料的物理性能 金属材料的物理性能是指金属在重力、电磁场、热力（温度）等物理因素的作用下，所表现出的性能或固有的属性。它包括相对密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。三、金属材料的化学性能 金属材料的化学性能是指金属材料在室温或高温时，抵抗各种化学介质作用时所表现出来的性能。它包括耐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 第二章　常用金属材料及热处理 四、金属材料的工艺性能 工艺性能是指金属材料在制造机械零件和工具的过程中，适应各种冷、热加工的性能。它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。1.铸造性能2.锻造性能3.焊接性能4.切削加工性能 第二章　常用金属材料及热处理 一、非合金钢 碳的质量分数大于0．0218％小于2．11％，且不含有特意加入的合金元素的铁碳合金称为非合金钢。目前工业上使用的钢铁材料中，非合金钢占有很重要的地位。这主要是由于非合金钢冶炼方便、价格便宜、具有较好的力学性能和工艺性能，故在机械制造、交通运输、建筑等行业得到了广泛的应用。1.常存杂质对非合金钢性能的影响2.非合金钢的分类3.非合金钢的用途 第二节　常用金属材料 第二章　常用金属材料及热处理 二、合金钢 合金钢实质上就是在非合金钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或几种合金元素后所得的钢铁材料。合金钢中除含有硅、锰、硫等外，还根据钢种要求，加入了一定数量的合金元素，如铬、镍、钼、钨及稀土元素等。常用的调质钢有40Cr、35CrMo、40CrNiMoA。三、铸铁 铸铁是一种铁碳合金，在机械制造中应用很广。常见的汽车车身、机床床身、工作台、箱体、底座等形状复杂或受压力及摩擦作用的机械器件，大多用铸铁制成。四、有色金属及其合金 在工业生产中，通常称钢铁材料为黑色金属，而黑色金属以外的 第二章　常用金属材料及热处理 诸如铝、镁、铜、铅、锌等及其合金称为有色金属或非铁材料。有色金属的种类很多，由于冶炼比较困难、成本较高，故其产量和使用量远不如黑色金属多。1.铝及铝合金 2.铜及铜合金 3.钛及钛合金五、滑动轴承合金 滑动轴承一般由轴承体和轴瓦构成，轴瓦直接支承转动轴。与滚动轴承相比，滑动轴承具有制造、修理、更换方便，与轴颈接触面积大，承受载荷均匀，工作平稳，无噪声等优点，广泛应用于机床、汽车发动机、各类连杆、大型电动机等动力设备上。 第二章　常用金属材料及热处理 一、概述 热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变材料整体或表面组织，从而获得预期性能的工艺。热处理可大幅度地改善金属材料的工艺性能和使用性能，从而充分发挥材料的潜力，延长零件的使用寿命。绝大多数机械零件必须经过热处理才能使用。 第三节　钢的热处理 第二章　常用金属材料及热处理 图2-1　不同退火方法的加热温度范围和工艺曲线 二、钢的主要热处理工艺1.退火和正火 (1)退火　钢的成分和热处理目的的不同，常用的退火方法有完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火和去应力退火等。它们的加热温度范围和工艺曲线如图2-1所示。 (2)正火 第二章　常用金属材料及热处理 2.淬火(1)淬火加热温度　钢的淬火加热温度主要根据临界点来确定。图2-2所示为钢的淬火加热温度范围。 图2-2　钢的淬火加热温度范围 第二章　常用金属材料及热处理 (1)淬火加热温度　(2)淬火冷却介质　(3)淬火方法　(4)钢的淬透性　(5)淬火缺陷　3.回火4.表面热处理 第二章　常用金属材料及热处理 本 章 小 结 本章主要介绍金属材料的性能(包括力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能)与金属材料的力学性能指标及其表示方法;重点介绍常用金属材料(包括非合金钢、合金钢