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类型金属工艺学-.ppt

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  • 文档编号:2535713
  • 上传时间:2018-09-21
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    金属工艺学-.ppt
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    1、授人以鱼不如授人以渔,主讲:朱明 级技师、经济师、工程师高级技能专业技术教师汽车维修高级考评员,授人以鱼不如授人以渔,金属材料的基本知识,1.1金属材料的主要性能金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能包括:力学性能、物理性能、化学性能;工艺性能包括:铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能。,授人以鱼不如授人以渔,1.1.1金属材料的使用性能,1.强度强度是指在外力作用下金属材料抵抗变形和断裂的能力,其测定方法通常采用拉伸试验。,授人以鱼不如授人以渔,拉伸试验产生的“退火低碳钢的力 伸长量(应力应变)曲线 ”,授人以鱼不如授人以渔,解读应力应变曲线图,(1)弹性极限材料产

    2、生完全弹性变形时所能承受的最大应力值:(单位:)弹性变形终了时的最大载荷试样原始横断面积与常用单位换算: 11N2 0.12,授人以鱼不如授人以渔,(2)屈服点材料产生屈服现象时的最小应力值:nn(单位:)屈服时的最小载荷试样原始横断面积,授人以鱼不如授人以渔,(3)抗拉强度材料被拉断前所能承受的最大应力值:bb(单位:)试样断裂前所能承受的最大载荷(N)试样原始横断面积,授人以鱼不如授人以渔,(4)弹性模量E (单位:)应力应变(就是:使材料产生单位应变所需的应力)弹性模量是材料中最稳定的指标,工程上用来衡量金属材料抵抗弹性变形的难易程度:E,刚度,变形;反之亦然。因此,我们就有一个常用的估

    3、计公式,非常方便:刚度 ES(弹性模量零件承载截面积),授人以鱼不如授人以渔,2.塑性塑性是指断裂前材料发生的不可逆永久变形的能力。常用的塑性指标有:(1)延伸率试样伸长量试样标距长度100;5者为脆性材料, 5者为塑性材料。(2)断面收缩率断面缩减量试样截面积100。,授人以鱼不如授人以渔,3.硬度材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。常用的硬度指标有: (1)布氏硬度HBS、HBW(分别使用钢球、硬质合金球为试验的压头),特点是大体积试样的综合反映比较平均和稳定,但不适宜检验成品、小件和薄件;,授人以鱼不如授人以渔,(2)洛氏硬度HRC、HRB、HRA(分别使用金刚石圆锥体、

    4、钢球、金刚石圆锥体为试验的头),特点是操作简便迅速,数据可以直读,可测范围大,很软、很硬、成品、薄件均可,唯压痕较小,遇有材料内部不均匀是数据波动较大;(3)维氏硬度HV(使用金刚石四棱锥体为实验的压头),特点是极软极硬的材料都可测定,且准确性高,但由于压痕小,工序较繁,而且对材料的表面要求高。,授人以鱼不如授人以渔,4.冲击韧性金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力摆锤冲击试验条件下的表征:AKV(12)(单位:J,焦耳)必须说明: AKV这个值没有明确的物理意义。从图上可以看出,材料缺口截面的应力分布并不代表全部材料的情况,更可况冲击试验所消耗的功在很大程度上取决于参加塑性变形的材料体积,

    5、而不仅仅取决于缺口的截面面积。,授人以鱼不如授人以渔,5.疲劳强度是指金属材料在多次交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。应该指出,这个定义是一种定性的说法。因为疲劳强度涉及到 “疲劳曲线” 和 “疲劳极限” 等概念的表述,也受很多因素的影响,如零件的服役条件、表面状态、材料成分、组织及残余应力等,不能简单地以 “107次交变循环” 就定义为疲劳极限。不过,可以肯定的是,由于疲劳断裂通常起源于零部件的表面,因此,表面处理是改善疲劳抗力最常用的方法。,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,铝合金分类示意图,授人以鱼不如授人以渔,铝铜二元合金状态图,授人以鱼不如授人以渔,硬铝合金在不同温度

    6、下的时效曲线,授人以鱼不如授人以渔,CuZn合金相图,授人以鱼不如授人以渔,软基体硬质点轴瓦与轴的分界面,授人以鱼不如授人以渔,铁碳合金的含碳量与组织的关系,授人以鱼不如授人以渔,导致零件失效的主要原因示意图,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,铁素体基灰口铸铁的显微组织,授人以鱼不如授人以渔,FeFe3C和FeC双重相图,授人以鱼不如授人以渔,球墨铸铁的显微组织 a 珠光体铁素体基球墨铸铁 b 铁素体基球墨铸铁,授人以鱼不如授人以渔,简单立方晶体 a 晶体结构 b 晶格 c 晶胞,授人以鱼不如授人以渔,体心立方晶胞,授人以鱼不如授人以渔,面心立方晶胞,授人以鱼不如授人以渔,密排六方晶

    7、胞,授人以鱼不如授人以渔,晶体位错密度与强度的关系,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,a 锰对奥氏体区的影响 b 铬对奥氏体区的影响,授人以鱼不如授人以渔,合金元素对C曲线的影响a 非碳化物形成元素及弱碳化物形成元素 b 强碳化物形成元素,授人以鱼不如授人以渔,W18Cr4钢的淬火、回火工艺曲线,授人以鱼不如授人以渔,珠光体腐蚀示意图,授人以鱼不如授人以渔,FeFe3C和FeC双重相图,授人以鱼不如授人以渔,零件失效形式的分类,授人以鱼不如授人以渔,机械零件选材的一般步骤,授人以鱼不如授人以渔,C620车床主轴,授人以

    8、鱼不如授人以渔,130载重车半轴,授人以鱼不如授人以渔,北京吉普车后桥主动圆锥齿轮,授人以鱼不如授人以渔,金属结晶过程示意图,授人以鱼不如授人以渔,黄铜晶粒尺寸与硬度的关系,授人以鱼不如授人以渔,铸锭的三个晶区示意图 1.细晶区 2.柱状晶区 3.中心等轴晶区,授人以鱼不如授人以渔,CuNi合金相图,授人以鱼不如授人以渔,PbSn合金相图,授人以鱼不如授人以渔,合金的冷却曲线及组织变化示意图,授人以鱼不如授人以渔,合金的冷却曲线及组织变化示意图,授人以鱼不如授人以渔,合金和的冷却曲线及组织变化示意图,授人以鱼不如授人以渔,由组织组成物填写的PbSn合金相图,授人以鱼不如授人以渔,PbAg合金相

    9、图,授人以鱼不如授人以渔,锌单晶体拉伸试验示意图 左:变形前 右:变形后,授人以鱼不如授人以渔,滑移带和滑移线的示意图,授人以鱼不如授人以渔,晶体中通过位错运动而造成滑移的示意图,授人以鱼不如授人以渔,变形金属在不同加热温度时晶粒大小和性能的变化示意图,授人以鱼不如授人以渔,左:加热温度对晶粒度的影响 右:预先变形程度对晶粒度的影响,授人以鱼不如授人以渔,曲轴流线分布 a:锻造变形 b:切削加工,授人以鱼不如授人以渔,低碳钢中的带状组织,授人以鱼不如授人以渔,加热和冷却速度对钢的临界温度的影响,授人以鱼不如授人以渔,珠光体向奥氏体转变示意图,授人以鱼不如授人以渔,珠光体组织,授人以鱼不如授人以

    10、渔,珠光体转变过程示意图,授人以鱼不如授人以渔,下贝氏体的显微组织,授人以鱼不如授人以渔,左:含碳量对Ms与Mf温度的影响 右:马氏体晶体示意图,授人以鱼不如授人以渔,马氏体显微组织 a:板条状 b:针状,授人以鱼不如授人以渔,碳对淬火钢硬度的影响,授人以鱼不如授人以渔,MgSi合金相图,授人以鱼不如授人以渔,具有共析反应的二元相图,授人以鱼不如授人以渔,左:相图与合金强度,硬度,电阻之间的关系 右:相图与合金铸造性能之间的关系,授人以鱼不如授人以渔,FeFe3C相图,授人以鱼不如授人以渔,6个典型的铁碳合金结晶过程,授人以鱼不如授人以渔,共析钢结晶过程示意图,授人以鱼不如授人以渔,亚共析钢结

    11、晶过程示意图,授人以鱼不如授人以渔,过共析钢结晶过程示意图,授人以鱼不如授人以渔,共晶白口铸铁结晶过程示意图,授人以鱼不如授人以渔,亚共晶白口铸铁结晶过程示意图,授人以鱼不如授人以渔,含碳量对钢性能的影响,授人以鱼不如授人以渔,共析钢过冷奥氏体等温转变曲线,授人以鱼不如授人以渔,共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线,授人以鱼不如授人以渔,钢的热处理与硬度 (阴影部分为合适切削加工的硬度范围),授人以鱼不如授人以渔,碳钢的淬火温度范围,授人以鱼不如授人以渔,理想淬火冷却曲线示意图,授人以鱼不如授人以渔,各种淬火方法冷却曲线示意图1.冷却到室温; 2.强冷却至接近Ms再弱冷却; 3.先淬火略高于Ms的

    12、盐浴或碱浴炉保 温,再空冷至室温; 4.在稍高于Ms中保温。,授人以鱼不如授人以渔,末端淬火试验测量 钢的淬透性曲线 b.淬透性曲线举例 c.钢的半马氏区(50M)硬度与钢的含碳量的关系,授人以鱼不如授人以渔,钢的韧性与回火温度的关系,授人以鱼不如授人以渔,感应加热表面淬火示意图,授人以鱼不如授人以渔,火焰加热表面淬火示意图,授人以鱼不如授人以渔,渗碳后热处理工艺 a:预冷直接淬火法 b:预冷一次淬火发 c:预冷二次淬火法,授人以鱼不如授人以渔,零件变径处注意避免应力集中,授人以鱼不如授人以渔,左:零件存在危险截面时应加厚薄壁处 右:开工艺孔以避免零件淬火变形或开裂,授人以鱼不如授人以渔,授人

    13、以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,授人以鱼不如授人以渔,

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