第八章 机械工程材料基础.pptVIP

(一）力学性能（机械性能） 金属材料的机械性能是指金属材料受到各种不同性质的载荷作用时，所反映出来的性能，是衡量材料性能的主要指标。 主要性能指标有：强度、塑性、刚度、冲击韧性、疲劳强度、硬度。 1、强度 定义： 金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。 材料强度指标 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭曲强度等。 测量强度的方法 拉伸试验 5、疲劳强度 （二）材料的物理、化学、工艺性能 物理性能 1．密度（比重） 航空航天方面的产品具有重要意义。 2．熔点 影响材料的使用和制造工艺。 3．热膨胀性（线膨胀系数） 会引起工件变形、开裂和改变配合状态，从而影响零件或整台设备的精度和使用寿命。 4．导热性 金属材料的导热性影响加热和冷却速度。 5．导电性和导磁性 设计电机和电器零件时需要考虑。 二、热处理工艺 钢的热处理工艺就是根据钢的热处理原理，将工件放在一定的介质中加热、保温和冷却，通过改变其表面或内部的组织结构来控制其性能的方法。 （3）碳素工具钢 特点： 含碳量高，一般0.65%～1.35%之间；P≤0.035%，S≤0.030%——优质碳素工具钢。P≤0.030%，S≤0.020%——高级优质碳素工具钢。 钢号： 用碳或T表示，后边再跟上一些数字，表示钢中平均含碳量的千分数（T8），含锰量高的将锰元素标出（T10Mn)。若钢号后面还有A字，则表示高级优质碳素工具钢(T10A)。 用途： 制造各种刀具、模具和量具。 2、合金钢 （1）分类： 按合金元素含量分：低合金钢、中合金钢、高合金钢； 按合金元素的种类：铬钢、锰钢、铬镍钢、硅锰钼钒钢； 按合金钢用途分：合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢三类 为了提高钢的机械性能、工艺性能或物理化学性能，在炼钢时有目的地向钢中加入一些合金元素，这样获得的钢称为合金钢。 主加元素：Si、Mn、Cr、Ni、B 辅加元素：W、Mo、V、Ti、Nb （2）牌号 原则：由钢中碳的含量、合金元素种类和含量的组合来表示。高级优质钢后边加A。 如合金结构钢：两位数字（钢中平均含碳量的万分之几）+合金元素符（具体合金元素）+数字（合金元素平均含量的百分之几）如60Si2Mn 如合金工具钢：两位数字（钢中平均含碳量的千分之几）+合金元素符（具体合金元素）+数字（合金元素平均含量的百分之几）如9Mn2V 滚动轴承钢：钢号用GCr＋数字表示，Cr表示含铬，数字表示含铬量的千分之几，含碳量不予标出。例如，GCr15，含碳量约为1％（不予标注），含铬量约为15‰的滚动轴承钢。 二、铸铁 1．定义： 含碳量大于2.11%的铁碳合金。铸铁是以铁、碳、硅等元素为主，并含有较多的锰、磷、硫等杂质元素的多元合金。 2．性能： （1）与钢相比，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比较差，不能进行拉力加工。 （2）具有熔炼简便，价格低，铸造性、切削性、耐磨性、减震性好。 3．用途 大量用于制造机器设备。 （1）按照铸铁中碳存在的不同形式，铸铁分为三类： ①灰铸铁： 碳主要是以石墨形式存在的铸铁，断口呈灰色。 ②白口铸铁： 碳主要是以渗碳体形式存在的铸铁，断口呈白色。 ③麻口铸铁： 碳部分以渗碳体，部分以石墨形式存在的铸铁，断口呈灰白色相间。 （2）按照铸铁的化学成分，铸铁又可分为： ①普通铸铁。 ②合金铸铁。 4．分类： 片状石墨 团絮状石墨 球状石墨 (灰口铸铁) (可锻铸铁) (球墨铸铁) 图8-6 铸铁中石墨形态示意图 （3）根据铸铁中石墨形态的不同，可分为： 灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。 应用较广的是灰铸铁、球墨铸铁 几种铸铁的介绍 普通灰口铸铁：普通灰铸铁简称灰铸铁，是应用最广的铸铁，约占铸铁总产量的80％以上。 (a) 珠光体灰口铸铁 (b) 珠光体—铁素体灰口铸铁 (c) 铁素体灰口铸铁 图8-7 灰铸铁的显微组织 灰铸铁牌号：以“HT”表示“灰铁”二字汉语拼音的首位字母，后面的三位数字代表其最低抗拉强度值（Mpa）。 HT200，表示最低抗拉强度为?b≥200Mpa的灰铸铁。 应用：灰铸铁广泛应用于制作各种承受压力并要求减震性好，耐磨性好及缺口敏感性低的机床床身、机架、结构复杂的箱体、导轨和缸体等机械零件。 特点：普通灰铸铁具有机械性能低（抗拉强度与普通碳钢相比较低），耐磨性与消震性好（石墨具有贮油抗震的特点），工艺性好（