机械制造基础项目1熟悉金属材料的性能培训资料.pptxVIP

机械制造基础 主讲人： 目 录 目 录 01 熟悉金属材料的性能 知识目标 能力目标 掌握金属材料的力学性能指标、表示符号、测量方法以及各个指标的物理意义等。 了解金属材料工艺性能的含义。 在设计机械零件和选材时，能够根据零件的工作环境、零件所承受的载荷情况重点考虑某些力学性能指标，具有基本的合理选材能力。 任务浏览 任务1.1 金属材料强度的测定 1.1.1金属材料强度的测定 强度是指材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。 1.拉伸试样 拉伸试样的形状通常有圆柱形和板状两类。 图1-1所示为圆柱形拉伸试样。在圆柱形拉伸试样中d0为试样直径，ｌ0为试样的标距长度，根据标距长度和直径之间的关系，试样可分为长试样（ｌ0=10d0）和短试样（ｌ0=5d0）。 任务1.1 金属材料强度的测定 1.1.3金属材料硬度的测定 硬度试验方法很多，一般可分为三类：压入法、划痕法和回跳法。测定硬度的方法很多，常用的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 1.布氏硬度 测试原理如图1.4所示。它是用一定直径的钢球或硬质合金球， 以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，用读数显微镜测量试样表面的压痕直径。布氏硬度值HBS或HBW是试验力 F除以压痕球形表面积所得的商， 即： 布氏硬度值的单位为kgf／mm2，一般情况下可不标出。 26 HBS 任务1.1 金属材料强度的测定 2.洛氏硬度 以顶角为120°的金刚石圆锥体或一定直径的淬火钢球作为压头，以规定的试验力使其压入试样表面，根据压痕的深度确定被测金属的硬度值。 洛氏硬度计算公式是： 根据所加的载荷和压头不同，洛氏硬度值常用的有三种标度：HRA、HRB、HRC，其中以HRC应用最广。 任务1.1 金属材料强度的测定 3.维氏硬度 维氏硬度试验原理与布氏硬度相同，同样是根据压痕单位面积上所受的平均载荷计量硬度值，不同的是维氏硬度的压头采用金刚石制成的锥面夹角 α为136 °的正四棱锥体，如图1-6所示。 维氏硬度试验是在维氏硬度试验机上进行的。试验时，根据试样大小、厚薄，选用（5～120）×9.8 N载荷压入试样表面，保持一定时间后去除载荷，用附在试验机上的测微计测量压痕对角线长度d，然后通过查表或根据下式计算维氏硬度值： 维氏硬度符号HV前是硬度值，符号HV后附以试验载荷。 任务1.1 金属材料强度的测定 1.1.4金属材料冲击韧度的测定 生产中许多机器零件，都是在冲击载荷（载荷以很快的速度作用于机件）下工作。 目前应用最普遍的是一次摆锤弯曲冲击试验。将开缺口的标准试样放在冲击试验机的两支座上，使试样缺口背向摆锤冲击方向（图1-7），然后把质量为m的摆锤提升到h1高度，摆锤由此高度下落时将试样冲断，并升到h2高度。因此冲断试样所消耗的功为Ak＝mg（h1－h2）。金属的冲击韧度ak（J／cm2）就是冲断试样时在缺口处单位面积所消耗的功，即： 任务1.1 金属材料强度的测定 虽然零件所承受的交变应力数值小于材料的屈服强度，但在长时间运转后也会发生断裂，这种现象叫疲劳断裂。 交变应力大小和断裂循环次数之间的关系通常用疲劳曲线来描述（图1-8）。 疲劳曲线表明，当应力低于某一值时，即使循环次数无穷多也不发生断裂，此应力值称为疲劳强度或疲劳极限。光滑试样的对称弯曲疲劳极限用σ-1 表示。在疲劳强度的测定中，不可能把循环次数做到无穷大，而是规定一定的循环次数作为基数。常用钢材的循环基数为107次，有色金属和某些超高强度钢的循环基数为108次。 1.1.5金属材料疲劳强度的分析 任务1.2 金属材料工艺性能分析 金属材料工艺性能是指金属材料对于零件制造工艺的适应性，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。 在设计零件和选择工艺方法时，都要考虑金属材料的工艺性能。例如，灰铸铁的铸造性能优良，是其广泛用来制造铸件的重要原因，但它的可锻性极差，不能进行锻造，其焊接性也较差。又如，低碳钢的焊接性优良，而高碳钢则很差，因此焊接结构广泛采用低碳钢。 各种加工方法的工艺性能将在以后有关章节中分别介绍。 本项目学习结束 THANKS LOGO 本项目学习结束 THANKS