机械基础——第一节 金属材料的性能(二)

1、汽车常用材料汽车常用材料 黑色金属黑色金属 有色金属及其合金有色金属及其合金 （钢和铸铁）（钢和铸铁） （铝、铜、铅等及其合金）（铝、铜、铅等及其合金） 金属材料金属材料 非金属材料非金属材料 有机高分子材料有机高分子材料 （塑料、橡胶等）（塑料、橡胶等） 无机非金属材料无机非金属材料（玻璃、陶瓷等）（玻璃、陶瓷等） 新型的复合材料新型的复合材料 1、汽、汽车车的常用材料有哪些？的常用材料有哪些？ 1、汽、汽车车的常用材料有哪些？的常用材料有哪些？ 2、金属的力学性能包括哪些指、金属的力学性能包括哪些指标标？ 强强度度 塑性塑性 硬度硬度 韧韧性性 疲疲劳强劳强度度 1、汽、汽车车的常用材料有

2、哪些？的常用材料有哪些？ 2、金属的力学性能包括哪些指、金属的力学性能包括哪些指标标？ 3、什么是、什么是强强度？什么是塑性？衡量度？什么是塑性？衡量这这两种性能的两种性能的 指指标标有哪些？有哪些？ 强度是抵抗永久变形和断裂的能力。强度指标主要有强度是抵抗永久变形和断裂的能力。强度指标主要有 屈服极限和强度极限。屈服极限和强度极限。 塑性是指材料在载荷作用下，产生塑性变形而不断裂塑性是指材料在载荷作用下，产生塑性变形而不断裂 的能力。塑性指标有伸长率和断面收缩率。的能力。塑性指标有伸长率和断面收缩率。 1、汽、汽车车的常用材料有哪些？的常用材料有哪些？ 2、金属的力学性能包括哪些指、金属的力

3、学性能包括哪些指标标？ 3、什么是、什么是强强度？什么是塑性？衡量度？什么是塑性？衡量这这两种性能的两种性能的 指指标标有哪些？有哪些？ 4、材料的、材料的和和的的值值越大，越大，说说明材料的明材料的 性越好；性越好； ak值值越大，越大，说说明材料的明材料的 性越好。性越好。 塑塑 韧韧 1、汽、汽车车的常用材料有哪些？的常用材料有哪些？ 2、金属的力学性能包括哪些指、金属的力学性能包括哪些指标标？ 3、什么是、什么是强强度？什么是塑性？衡量度？什么是塑性？衡量这这两种性能的两种性能的 指指标标有哪些？有哪些？ 4、材料的、材料的和和的的值值越大，越大，说说明材料的明材料的 性越好；性越好；

4、 ak值值越大，越大，说说明材料的明材料的 性越好。性越好。 5、 、150HBS、 、200HBW、 、100HRC含含义义是什么？是什么？ 150HBS表示用淬火表示用淬火钢钢球球为压头时测为压头时测得布氏硬度得布氏硬度值为值为 150； ；200HBW表示用硬表示用硬质质合金球合金球为压头时测为压头时测得布氏硬度得布氏硬度值值 为为200； ；100HRC表示用表示用120度金度金刚刚石石圆锥为压头时测圆锥为压头时测得的得的 洛氏硬度洛氏硬度值为值为120。 。 （一）铸造性能（一）铸造性能 铸造视频 铸造性能铸造性能 锻造性能锻造性能 锻锻造造视频视频 锻造性能锻造性能 铸造性能、锻造

5、性能铸造性能、锻造性能 焊接性能焊接性能 焊接焊接是将两部分金属，通过加热或加压借助原子间的结合力，是将两部分金属，通过加热或加压借助原子间的结合力， 使它们牢固地连接成整体的工艺方法。使它们牢固地连接成整体的工艺方法。 焊接性能焊接性能是指材料在通常的焊接方法和焊接工艺条件下，能是指材料在通常的焊接方法和焊接工艺条件下，能 否获得质量良好焊缝的性能。否获得质量良好焊缝的性能。 焊接性好焊接性好, ,易于用一般方法和工艺施焊易于用一般方法和工艺施焊, ,焊时不易形成裂纹、焊时不易形成裂纹、 气孔、夹渣等缺陷气孔、夹渣等缺陷, ,焊处强度能与原材料相近。焊处强度能与原材料相近。 焊接的优点焊接的

6、优点是能减轻零件或结构件的重量，生产周期短、效是能减轻零件或结构件的重量，生产周期短、效 率高、成本低。能制造出锻造、铸造等加工工艺无法生产的大型率高、成本低。能制造出锻造、铸造等加工工艺无法生产的大型 容器和框架结构件等。例如，汽车车身、车架一般是焊接而成。容器和框架结构件等。例如，汽车车身、车架一般是焊接而成。 焊接性能焊接性能 切削加工性能切削加工性能 切削加工性能一般用切削后的表面质量切削加工性能一般用切削后的表面质量 （以表面粗糙度高低衡量）和刀具寿命来表示。（以表面粗糙度高低衡量）和刀具寿命来表示。 金属具有适当的硬度（金属具有适当的硬度（170HBS170HBS230HBS230

7、HBS） 和足够的脆性时切削性能良好。和足够的脆性时切削性能良好。 焊接性能、切削加工性能焊接性能、切削加工性能 热处理性能热处理性能 指金属能否通过热处理工艺来改造或提高金属的指金属能否通过热处理工艺来改造或提高金属的 力学性能。力学性能。 钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性，即钢接钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性，即钢接 受淬火的能力。含受淬火的能力。含MnMn、CrCr、NiNi等合金元素的合金钢淬等合金元素的合金钢淬 透性比较好，碳钢的淬透性比较差。透性比较好，碳钢的淬透性比较差。 C60 第二节第二节 黑色金属（钢、铸铁及其合金）黑色金属（钢、铸铁及其合金） 一、金属与合金的内部结

8、构一、金属与合金的内部结构 金属的结构金属的结构 晶态晶态非晶态非晶态 SiO2的结构的结构 晶体晶体是指原子呈规则排列的固体。如金刚石、石墨及固是指原子呈规则排列的固体。如金刚石、石墨及固 态金属与合金都是晶体。态金属与合金都是晶体。 非晶体非晶体内部的原子无规则地排列在一起，如松香、沥青、内部的原子无规则地排列在一起，如松香、沥青、 玻璃等。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。玻璃等。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。 2、晶格与晶胞、晶格与晶胞 晶格：晶格：用用 假想的直线将假想的直线将 原子中心连接原子中心连接 起来所形成的起来所形成的 三维空间格架。三维空间格架。 一、金属与合金的

9、内部结构一、金属与合金的内部结构 晶胞：晶胞：能代表晶能代表晶 格原子排列规律的最格原子排列规律的最 小几何单元。小几何单元。 一、金属与合金的内部结构一、金属与合金的内部结构 晶格常数：晶格常数： l晶胞各边的尺寸晶胞各边的尺寸 a、 b、c。 l各棱间的夹角用各棱间的夹角用 、 、 表示。表示。 一、金属与合金的内部结构一、金属与合金的内部结构 当当a=b=c和和 = = 时，这种晶胞称为时，这种晶胞称为 简单立方晶胞。简单立方晶胞。 一、金属与合金的内部结构一、金属与合金的内部结构 体体 心心 立立 方方 晶晶 格格 3、金属晶格的基本类型、金属晶格的基本类型 常见纯金属的晶格类型有体心

10、立方晶格、面心立方常见纯金属的晶格类型有体心立方晶格、面心立方 晶格和密排六方晶格。晶格和密排六方晶格。 体心立方晶格体心立方晶格 体心立方晶格的参数体心立方晶格的参数 面面 心心 立立 方方 晶晶 格格 面心立方晶格面心立方晶格 面心立方晶格的参数面心立方晶格的参数 密排六方晶格密排六方晶格 密排六方晶格的参数密排六方晶格的参数 4 4、晶体的各向异性、晶体的各向异性 （二）金属的实际晶体结构（二）金属的实际晶体结构 纯铁组织纯铁组织 晶粒示意图晶粒示意图 单晶体与多晶体单晶体与多晶体 单晶体：单晶体：其内部晶格方位完全一其内部晶格方位完全一 致的晶体致的晶体 多晶体：多晶体：由许多晶粒组成的晶体由许多晶粒组成的晶体 结构。结构。 晶粒：晶粒：实际使用的金属材料是由实际使用的金属材料是由 许多彼此方位不同、外形不规则许多彼此方位不同、外形