材料是人类社会发展的物质基础.doc

绪 论 材料是人类社会发展的物质基础，是人类生产和生活的物质基础，所以历史学家以石器时代、陶瓷时代、铜器时代来划分古代史各阶段，而今人类正跨入人工合成材料的新时代。 如今，材料能源和信息以成为发展现代化生产的三大支柱，而材料又是能源与信息发展的物资基础。各种材料的性能好坏直接影响到产品的质量、寿命和可靠性。现代工业装备向着高速、自动、精密等方向发展。我们是继往开来的接班人，要努力学好工程材料，为四化做贡献。 这门课学习内容有（主要内容）：除解决正确选材外，还涉及到一些加工工艺问题，尤其是热处理工艺。因此，正确选材、合理用材、正确选材热处理方法来满足机械零件性能要求是这门课学习的主导线。 工程材料是一门内容广泛，理论和实践相结合的课程，希望我们共同努力完成本课程的学习任务。 1.金属工艺学的主要内容: 机械制造工艺分为 机械工程材料:机械产品制造所必须的物质基础,是工业的＂粮食＂，材料性能的好坏直接影响着产品的质量、寿命和可靠性。 机械工程材料分为 成型工艺：把原材料或半成品加工成所需形状和尺寸产品的过程。 2.金属工艺学的特点 ⑴综合性能强 系统介绍工程材料的加工如:铸造、锻压、焊接、热处理、切削加工 等全部工艺过程。 ⑵实践性强 有利于培养实践技能，提高动手能力，为获取“双规”提供保障。 3．学习这门课的目的 通过理论和实践，同学们应掌握机械工程材料，金属加工和热处理的理论基础知识。初步具有金属加工的操作技能。 4．要求： a.了解常用机械工程材料及该性工艺的类别和用途，初步具有一定的实验操作技能和正确使用常用金属材料和常规热处理工艺的粘贴． b.了解金属加工的工艺应用范围。 c.了解实验的基本原理和设备，通过实验具有一定的实验操作技能和正确分析实验的能力。 d.热爱劳动文明生产，保护环境和具有质量与效益的意识。 金属材料的性能分：使用性能、工艺性能。 使用性能：为保证机械零件或工具能正常工作，金属材料应具备的性能，在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性能、物理性能（如导电性、导热性、热膨胀性等）和化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。 工艺性能：在制造机械零件及工具过程中，金属材料适应各种冷、热加工的性能。如铸造性、锻造性、焊接性、热处理性、切削加工性等。 力学性能是指机械零件或工具在使用过程中，要受到各种载荷的作用，金属材料在载荷作用下所反映出来的性能，主要有强度、塑性、硬度、冲击吸收功、疲劳极限、断裂韧度等。 第一章 金属的力学性能 第一节 强度与塑性 材料受外力作用时，将会产生变形和破坏。其过程一般是：弹性变形－塑性变形－断裂。 弹性变形是外力去除后能够自行恢复的变形。塑性变形是外力去除后不能完全自动恢复而保留下来的变形，又称永久变形。 一、拉伸试验：可求出金属材料的强度与塑性。 1.拉伸试样 2.力－伸长曲线 二、强度 强度是指金属材料在载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。 应力是指材料单位面积上的内力。 内力是当金属材料受载荷作用未引起破坏时，其内部产生与载荷相平衡的力。 1.屈服点与规定残余伸长应力 屈服点是指金属材料开始产生屈服现象时的最低应力。用符号σs表示 σs＝Fs/So 式中 Fs表示试样屈服时所承受的拉伸力（N） So表示试样原始横截面积（平方毫米） 2.抗拉强度 抗拉强度是指试样拉断前所承受的最大拉应力，用符号σb表示。 σb＝Fb/So 式中 Fb表示试样承受的最大拉伸力（N） So表示试样原始横截面积（平方毫米） 三、 塑性指标 塑性是材料在静载荷作用下产生变形而不破坏的能力。评定材料塑性的指标是断后伸长率和断面收缩率。 1.断后伸长率 断后伸长率是指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。用符号δ表示。 δ=(l1-l0)/ l0×100% 2.断面收缩率 断面收缩率是指试样断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，用符号Ψ表示。即 Ψ=(S0-S1)/S0×100% 断面收缩繁不受试样尺寸的影响，比较确切地反映了材料的塑性。 塑性直接影响到零件的成形及使用。塑性好的材料，不仅能顺利地进行轧制、锻压等成形工艺，而且在使用中万一超截，由于变形而能避免突然断裂。所以大多数机械零件除要求具用较高的强度外，还必须有一定的塑性。一般情况，伸长率达5％或断面收缩率达10％的材料，即可满足大多数零件的使用要求。 第二节 硬度 硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬的判据，是一个综合的物理量。 材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。 硬度的测定常用压入法。把规定的压头压入金属材料表面层，然后根据压痕的面积或