金属工艺学2零件的生产工艺过程.ppt

金属工艺学; 金 属 工 艺 学;零件的生产工艺过程;;材料、信息、能源、生物称为现代技术的四大支柱。 ;第一章 金属材料的机械性能; 金属材料的性能直接关系到金属产品的质量、使用寿命和加工成本，以及生产工人的劳动强度和劳动安全。它包括使用性能和工艺性能。 使用性能是指金属材料在使用过程中所表现出来的性能，包括金属材料的力学性能、物理性能（熔点、导电性、导热性、磁性等）及化学性能（耐腐蚀性、抗氧化性等）。 工艺性能是指金属材料在各种加工工艺过??中所表现出来的性能，包括铸造、锻造、焊接、热处理性能及切削加工性能等。; 金属材料的力学性能又称机械性能，是指金属材料在外力（即载荷）作用下所表现出的抵抗变形和破坏的能力。包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等，是机械零件和构件设计、选材的主要依据。 一、强度： 金属材料在外力作用下抵抗永久变形或断裂的能力称为强度。 按外力性质不同划分，强度有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和抗弯强度等。工程指标一般为屈服强度和抗拉强度。; 金属材料的屈服强度、抗拉强度以及塑性指标是在万能材料试验机上通过对金属材料进行拉伸试验测定的。 构件在力的作用下，抵抗永久变形或断裂的能力（强度），既取决于承受的内力大小，又取决于构件的横截面的大小和形状，因而用应力值来衡量构件的强度。一般，把单位面积上的抵抗破坏的内力称为应力，即： ; 其中，载荷F不增加而试件仍能继续伸长（即变形）处的应力值称为屈服强度（也叫屈服极限），用σs表示。对于屈服现象不明显的金属材料，以产生0.2％塑性变形时的应力值为屈服强度，用σ0.2表示。 这里解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销不能恢复原来形状，形状发生变化）。图1－2 屈服强度：当材料所受应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到一个值后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。 ; 强度单位为MPa（兆帕），过去用N/m2，彼此之间换算公式是： 1Mpa(兆帕)＝1000KPa（千帕）＝1,000,000Pa(帕) 1Pa(帕)＝1N/m2 试件拉断前所能承受的最大应力值称为抗拉强度（抗拉极限），用σb表示。 金属材料和构件在工作时一般不允许产生明显的塑性变形，在设计机械零件是以σs或σ0.2为依据。 屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比(小于1）。;二、塑性（塑性变形) 金属材料在外力作用下产生不可逆转的永久变形而不发生断裂的能力称为塑性。常用的塑性指标有断后伸长率δ和断面收缩率ψ，均通过试验测定。 1、断后伸长率δ：又称延伸率，是指试件被拉断后，其标距长度的最大伸长量Δl与原始标距l0的百分比。 2、断面收缩率ψ：是试件被拉断后，“缩颈”断裂处横截面的最大缩减量ΔS与原始横截面积S0的百分比。;三、硬度： 金属材料抵抗局部变形，特别是局部塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。常用的硬度指标有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）。其中以布氏硬度和洛氏硬度最为常用。三者均通过硬度试验获得。 布氏硬度HB标注方法： 标准：130HBS10/1000/30，简写：HB130 洛氏硬度HR标注方法： 标准：55HRC，简写：HRC55 维氏硬度HV标注方法： 标准：640HV30/20，简写：HV640;四、冲击韧性与金属疲劳（动载荷） 1、冲击韧性： 金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称为冲击韧性，简称韧性。导致冲击的因素主要有载荷或速度突然变化（惯性）。 2、金属疲劳： 金属材料在指定循环基数的交变载荷作用下，不产生疲劳断裂所能承受的最大应力称为疲劳强度（疲劳极限）。由于在疲劳断裂之前构件不产生明显的塑性变形，不容易引起注意，所以危险性很大，常常造成严重危害。机械零件的失效80％是由于疲劳破坏造成的。 作业：一铜棒的最大拉应力为70MPa，若要承受2000kg的载荷，它的直