第一章金属的性能(模具材料与热处理).pptVIP

模具材料与热处理 讲师：蒋谨伶 绪 论 为什么要学习模具材料和热处理？ 模具材料与热处理是模具设计与制造专业的一门专业基础课程，也是专业核心课程。学生在从事模具设计和制造的工作时，都会遇到模具材料的选用，模具材料的性能及改善材料性能的问题，所以学习该课程是非常重要的。 该课程知识内容是学习其他专业课程的基础，该课程的专业基础能力培养是模具专业职业能力培养的重要组成部分。 什么是材料？ 材料是人类生活和生产所必需的物质基础。 材料是人类进化的里程碑。 由于材料的重要性，历史学家根据人类所使用的材料来划分时代。 为什么材料要进行热处理？ 在机械制造的生产过程中，一般是先用铸造、压力加工或焊接等成形方法将材料制作成零件的毛胚（或半成品），再经过切削加工制成尺寸精确的零件，最后将零件装配称机器。但在制造过程中，我们未来改善毛胚和工件的性能，使其达到所需的性能要求，常需要在制造过程中穿插进行热处理。 教学目标与基本要求： 建立模具材料与热处理的完整概念 掌握必要的材料科学和有关成形技术的理论基础 熟悉各类常用的模具材料 掌握热处理工艺方法的特点和应用范围 了解与本课程有关的新材料、新技术、新工艺 内容介绍： 金属的性能 碳素钢 钢的热处理 合金钢和硬质合金 模具材料概论 冷作模具材料 热作模具材料 塑料模具材料 模具表面强化技术 第一章 金属的性能 第一节 金属材料的分类 第一章 金属的性能 金属可分为黑色金属和有色金属。 第一章 金属的性能 第一章 金属的性能 金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 使用性能：金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括物理性能（密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性等）、化学性能（耐腐蚀性、抗氧化性等）和力学性能（强度、硬度、塑形、韧性等）。 工艺性能：金属材料在制造加工过程中表现出来的各种性能。 第一章 金属的性能 一、基本概念 力学性能：材料在外力作用下表现出来的性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。 （1）载荷 载荷：金属材料在加工和使用过程中所受的外力。 第一章 金属的性能 一、基本概念 （2）变形 变形：受到载荷作用而产生的几何形状和尺寸的变化。可分为弹性变形和塑形变形。 弹性变形：卸去载荷后，能恢复到原状的变形。 塑形变形：卸去载荷后，不能恢复到原状的变形，即留有残余变形。 （3）内力 内力：材料受外部载荷作用时，为保持其不变形，材料内部产生的一种与外力相对抗的力。 应力：单位面积上的内力。 单位：MPa 应变：单位伸长量。 第一章 金属的性能 二、强度与塑性 （1）定义 强度——金属在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，通常用应力的表示。（可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和抗弯强度） 塑性——在外力作用下，金属材料产生永久变形而不断裂的能力。 (2)试验方法：拉伸试验 试验用标准试样：长试样（L0=10d0）和短试样（L0=5d0） 第一章 金属的性能 二、强度与塑性 （3）拉伸试验所得（F-ΔL）拉伸曲线 拉伸过程可分为弹性变形、屈服、强化和颈缩四个阶段。 op：弹性变形阶段（F与ΔL成线性正比） pe，：屈服阶段（塑性变形） e，m：强化阶段（m——载荷最大值） mz：颈缩阶段（截面面积缩小， 截面处继续变形） z ——拉伸曲线终点， 此时试样已经断裂。 第一章 金属的性能 二、强度与塑性 （3）拉伸试验所得（F-ΔL）拉伸曲线 （F-ΔL）拉伸曲线可变为（σ-ε）应力应变曲线。 弹性极限σe：材料完全弹性变形时承受的最大应力。σe=Fe/S0； Fe—产生完全弹性变形的最大载荷（N） 屈服强度σe，:载荷恒定而试样仍能伸长时的应力。 抗拉强度σb：材料在断裂前承受的最大应力。 第一章 金属的性能 第一章 金属的性能 二、强度与塑性 （4）塑性伸长率A 定义：试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。 （5）断面收缩率Z 定义：试样拉断后，缩颈处横截面积缩减量与原始横截面积的百分比。 第一章 金属的性能 三、硬度 硬度——材料表面抵抗局部塑性变形、压痕或划痕的能力。 第一章 金属的性能 三、硬度 第一章 金属的性能 三、硬度 第一章 金属的性能 四、冲击韧性 冲击韧性——金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力。 冲击吸收功AK---试样被冲断时所吸收的能量即是摆锤冲击试样所做的功。 冲击韧度ɑK---冲击试样缺口处单位横截面面积上的冲击吸收功，公式为 ： ɑK= AK/ S0