1、2 机械工程材料及钢的热处理,本章主要介绍与本课程相关的金属材料及热处理方面的基础知识。,2.1 金属材料的力学性能,2.1.1,硬度,布氏硬度 HBW HBS,洛氏硬度HR,硬质合金球压头测出的硬度值,钢球压头测出的硬度值,HRC 应用最广泛,黑色 金属,铸铁,碳素钢,含碳量0.04%-1.7的铁碳合金称为钢,2.2 常用金属材料,碳素钢分类,含碳量小于0.25%,低碳钢,中碳钢,高碳钢,1、按钢中的含碳量分类,含碳量在0.25%0.6%之间,含碳量大于0.6%,碳素钢分类,含硫小于0.055%，含磷小于0.045%,普通碳素钢,优质碳素钢,高级优质碳素钢,2、按钢的质量分类,含硫小于0.0
2、45%，含磷小于0.04%,含硫小于0.03%，含磷小于0.035%,碳素钢分类,Q255 、 Q275一般工程结构、建筑结构 一般机械零件 价格低廉,碳素结构钢,优质碳素结构钢,碳素工具钢,3、按用途分类,钢号10 、 15 、 20 、 85 制造较为重要的零部件,T8 、 T12A （高级优质碳素工具刚）制造锻工、木工、钳工工具和小型模具,有色金属,铸铝合金,变形铝合金,超硬铝合金,非金属材料,工程塑料,陶瓷材料,密度小，质量轻，耐腐蚀性好，易加工；,硬度高、耐高温、抗氧化、耐腐,复合 材料,橡 胶,耐腐蚀性好，耐磨损和耐放射性；,高比强度、高比刚度、耐热、耐疲劳等性能,2.3 常用非金
3、属材料,树脂+纤维 航空 航天 如战斗机 直升机 人造卫星等 高尔夫球棒网球拍 赛艇等,像钢一样强 金刚石一样硬 铝一样轻 用于密封件 轴承 刀具中,2.4 钢的热处理,钢的热处理：,将钢在固态范围内施以不同形式的加热、保温和冷却，从而改变（或改善）其组织结构以达到预期性能的操作工艺。,普通热 处理,退火,将钢加热稍高于临界温度保持一定时间缓慢冷却； 目的：软化钢件，以利于切削，细化晶粒，改善组织以提高化学性能；消除残余应力，以防止变形、干裂；,正火,淬火,回火,将钢加热稍高于临界温度保持一定时间在空气中冷却； 目的：强度硬度比退火后高；利于切削加工,将钢加热高于临界温度保温在水或油中迅速冷却
4、； 目的：提高零件硬度和耐磨性；,将淬火后零件重新加热低于临界温度保温在水或油中迅速冷却； 目的：消除淬火时冷却过快产生的内应力；是淬火后必须程序；,表面热 处理,表面淬火,化学热 处理,快速加热迅速冷却 目的：使表面变硬；内部塑性和韧性较好；齿轮、蜗杆、丝杆、轴颈；,将工件在一定介质中加热和保温使介质中活性原子渗入表层改变表层化学成分和组织使具有特殊的力学或物理化学性能；渗碳；氮化；氰化,目的：在金属表面加覆盖层，以达到防腐、改善性能和装饰作用；,2.5 机械零件的选材,2.5.1 选材的一般原则,1分析零件的工作条件，确定使用性能,2进行失效分析，确定使用性能,3从零件使用性能要求提出对材料的性能的要求,2.5.2 工艺性原则,1铸造性能,2压力加工性能,3焊接性能,4切削加工性能,5热处理工艺性能,2.5.3 经济性原则,材料的价格,2材料的加工费用,2.5.4 选材的一般步骤和应注意的问题,1选材的一般步骤,2选材应注意的问题,
