材料与成形技术_1解析.pptVIP

封面 第1章 工程材料 1.2 固体材料的性能 1. 强度和塑性 2. 硬度 3. 冲击韧度 4. 疲劳强度 5. 断裂韧度 6. 金属的高温力学性能 从9·11事件看高温蠕变 1.3 金属的结构 1.4 金属的结晶 1.5 二元合金 2. 金属化合物 1.6 铁碳合金 1.7 碳 钢 1.8 铸铁 1.9 钢的热处理 钢的化学热处理 表1-18 常用化学热处理的渗入元素及作用 1.10 钢中的合金元素 1.11 合金钢 1.11.2 合金工具钢 2.模具钢 3. 量具钢 1.11.3 特殊性能钢 1.12 非铁金属材料 1.12.1 铝及铝合金 1.12.2 铜及铜合金 1.12.3 镁合金 1.12.4 钛合金 1.12.5 轴承合金 本章结束 镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，它具有密度小、比强度和比模量高、导热性、切削加工性、铸造性能好、电磁屏蔽能力强、尺寸稳定、资源丰富、容易回收等一系列优点，因此，在汽车工业、通信电子业和航空航天业等领域正得到日益广泛的应用。 镁合金作为结构件应用的最大用途是铸件，其中90％以上的是压铸件。限制镁合金广泛应用的主要问题是镁合金在熔炼加工过程中极易氧化燃烧，因此镁合金的生产难度很大；镁合金生产技术还不成熟和完善，特别是镁合金成形技术更有待进一步发展；镁合金的耐蚀性较差；现有工业镁合金的高温强度蠕变性能较低，限制了镁合金在高温(150～350 ℃)场合的应用。 镁在地壳中贮量为2.77％，仅次于铝和铁。我国具有丰富的镁资源，原镁产能和产量均居世界首位。2001年我国镁的生产能力为25万吨，产量为18万吨，产量占全球40％，其中出口16万吨。但是，由于镁合金锭的质量问题，只能廉价出口。 * 第 页 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社 材料是现代文明的三大支柱之一，也是发展国民经济和机械工业的重要物质基础。材料作为生产活动的基本投入之一，对生产力的发展有深远的影响。历史上曾把当时使用的材料，当作历史发展的里程碑，如“石器时代”、“青铜器时代”、“铁器时代”等。我国是世界上最早发现和使用金属的国家之一。周朝是青铜器的极盛时期，到春秋战国时代，已普遍应用铁器。直到19世纪中叶，大规模炼钢工业兴起，钢铁才成为最主要的工程材料。 科学技术的进步，推动了材料工业的发展，使新材料不断涌现。石油化学工业的发展，促进了合成材料的兴起和应用；20世纪80年代特种陶瓷材料又有很大进展，工程材料随之扩展为包括金属材料、有机高分子材料（聚合物）和无机非金属材料三大系列的全材料范围。 工程材料目前正朝高比强度（单位密度的强度）、高比模量（单位密度的模量）、耐高温、耐腐蚀的方向发展。图1-1为材料比强度随时间的进展的示意图，该图表明今日先进材料强度比早期材料增长50倍。 固体材料的主要性能包括力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能等。力学性能是工程材料最主要的性能，又称机械性能，指材料在外力载荷作用下表现出来的性能。 材料强度指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力，如弹性极限、屈服点、抗拉强度、疲劳极限、蠕变极限等等。 1) 弹性和弹性模量 试样加载后应力不超过一定值，若卸载，试样能恢复原状，这种材料不产生永久变形的性能，称为弹性。工程上把弹性模量，即引起单位弹性变形所需要的应力，称为材料的刚度，表示材料抵抗弹性变形的能力。 2) 塑性 载荷超过弹性极限后，若卸载，试样的变形不能全部消失，将保留一部分残余变形。这种不能恢复的残余变形，称为塑性变形，其性能称为塑性。 3) 强度 在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。按外力作用方式不同，可分为抗拉强度、抗压强度、抗扭强度等，以抗拉强度最为常用。 9 硬度是指金属材料表面抵抗其它硬物体压入的能力，它是衡量金属材料软硬程度的指标。硬度值和抗拉强度等其它力学性能指标之间存在一定关系，故在零件图上，对力学性能的技术要求往往是标注硬度值。 生产中也常以硬度作为检验材料性能是否合格的主要依据，并以材料硬度作为制定零件加工工艺的主要参考。测定硬度最常用的方法是压入法，工程上常用的硬度指标是布氏、洛氏和维氏硬度。 评定材料抵抗大能量冲击载荷能力的指标称为冲击韧度。常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定金属材料的冲击韧度。其测定方法是按GB 229-1984制成带U形缺口的标准试样，将具有质量G（单位：kg）的摆锤举至高度为H（单位：m），使之自由落下，将试样冲断后，摆锤升至高度h（单位：m）。 图1-4 摆锤冲击试验