电大机械制造基础课程

1、本课程中重要的基本概念（ 1）1金属材料的力学性能P.2 金属材料的机械性能 （力学性能 ） 是指在外载荷作用下其抵抗变形 或破坏的能力。材料在不同的载荷状态下会呈现不同的特性，常用的机械 性能有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。2强度P.2金属材料在外载荷的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度， 强度可分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。屈服强度P.3 常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。材料产生屈服现象时的最小应力值称为屈服强度，用符号 （T s （MPa表示：抗拉强度P.3 材料被拉断前所能承受的最大载荷时的应力值称为抗拉强度，用 符号（T b（MPa）表示：3硬

2、度P.4 硬度是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力，即抵 抗局部塑性变形的能力。P.5布氏硬度：用符号HBS（用淬火钢球作压头）或HBW（用硬质合金球 作压头 ）表示。P.6 洛氏硬度：洛氏硬度表示的方法为在符号前写出硬度值。每一种 标度用一个字母在 HR 后加以注明其中最常用的是 HRA、HRB、HRC 三种。4. 疲劳强度P.8 金属材料经受无数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值称 为材料的疲劳强度。5蠕变强度P.8 在长期高温载荷的作用下，材料没有达到屈服极限时产生的塑性 变形称为蠕变强度。6铁碳合金相图及应用P.9简化的铁碳合金相图如图1-7所示。图中横坐标表示含碳量（小

3、于 6.69的部分 ），因为含碳量大于 6.69的铁碳合金在工业上没有实用意义。 当含碳量为 6.69时铁和碳形成较稳定的渗碳体，可作为合金的一个组 元。铁合金相图就以纯铁 Fe为一组元，Fe3C为另一组元组成，故又称 Fe-Fe3C 相图。P.10铁碳合金相图可在选择材料方面、铸造方面、锻造方面和热处理 方面应用。7钢的普通热处理工艺热处理是将金属材料在固态下加热、保温和冷却，改善金属材料机械 性能的一种工艺。普通热处理有退火、正火、淬火、回火四个基本环节。其中，退火和 正火大多属于预先热处理工艺，淬火、回火属于最终热处理。8退火P.12是指将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢

4、随 炉冷却的热处理工艺。退火工艺可以分为完全退火、等温退火、球化退火 和去应力退火等。9正火P.13正火是将钢材或钢件加热到临界温度Ac3 （或Accm ）以上30-50cC或更高的温度，保温适当时间后（达到完全奥氏体化和奥氏体均匀化 后），在静止的空气中冷却的热处理工艺。10. 淬火P.14是将钢加热到 Ac3或Ac1以上3050C,保温后快速冷却以获 得马氏体的热处理工艺。11. 回火是将淬火后的零件，加热到 Ac1点以下某一温度，保温一段时间，然 后在油中、水中或空气中冷却。根据回火温度的不同，可分为低温回火、中温回火及高温回火三种。调质是钢淬火后再高温回火的操作称为调质处理。12. 表

5、面淬火P.18是把钢的表面迅速加热到淬火温度，而心部温度仍保持在临界温 度以下，然后快速冷却，使钢的表面至一定深度的组织转变为马氏体，而 心部组织不变（即为原来的韧性、塑性较好的退、正火或调质状态的组织）本课程中重要的基本概念( 2)1碳钢及分类P.25 含碳量小于 2.11的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。P.25-26常用分类方法如下。1) 按含碳量分根据钢中含碳量的多少，分为低碳钢(wc V 0.25%)、中碳钢(0.25%< WCW 0.6%)和高碳钢(wc>0.60%)。2) 按质量分根据钢中有害杂质硫、磷含量的多少，分为普通碳素钢(ws w 0.05%,wpw 0.045

6、%)、优质碳素钢(ws w 0.03%, wpw 0.035%)和高级优质碳素钢 (ws w 0.02%0 ， wpw 0.030% )。3）按用途分P.26根据钢的用途不同，分为碳素结构钢、碳素工具钢和铸钢。按冶炼方法不同，可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。按冶炼时脱氧程 度不同，又可分为沸腾钢 （脱氧不完全 ）、镇静钢 （脱氧较完全 ）和半镇静钢 （脱 氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 ）。2钢的牌号、性能和用途普通碳素结构钢：牌号是由代表钢材屈服强度的汉语拼音首位字母、 屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号四个部分按顺序组成。优质碳素结构钢：牌号用两位数字表示，这两位数字具体表示钢中含 碳量的

7、万分之几。碳素工具钢：主要用于制造刀具、模具和量具。这类钢要求高硬度和高耐磨性，因此其含碳量在 0.65%1.35%之间，全都属于优质或高级优 质的高碳钢。P.27铸造碳钢：牌号用“ZG+两组数字”来表示。其中，“ZG是 铸钢” 两字汉语拼音字首，后面两组数字中，第一组表示其屈服强度值，第二组 表示其抗拉强度值 （该数值适用于厚度为 100mm 以下的铸钢件 ）。3合金钢就是在碳钢的基础上有目的地加入一定量合金元素的钢。常用的合金 元素有：锰(> 0.8%)、硅(> 0.4%)、铬、钨、镍、钼、钒、铝、铜、钛、 硼、铌等。P.28低合金高强度结构钢：是在普通碳素钢的基础上加入少量合

8、金元 素(<3)制成的。合金结构钢：按处理工艺特征不同，合金结构钢又分为 合金渗碳钢 和 合金调质钢 等。P.29合金弹簧钢：用于制造各种弹簧或弹性元件的合金钢称为合金弹 簧钢。合金弹簧钢碳的质量在 0.45%0.7%之间，加入的主要元素有 Mn、 Si、 Cr 等。P . 29滚动轴承钢 ：用于制造滚动轴承中的滚动体 (滚珠、滚柱、滚针 ) 和套圈的合金钢称为滚动轴承钢。P.29合金工具钢：用于制造各种工模具的合金钢称为合金工具钢。P.30合金工具钢按用途一般分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具 钢。P.31特殊性能钢：特殊性能钢是指具有特殊的物理或化学性能，并兼 有一定力学性能的合金

9、钢。它包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。不锈钢按其组织状态分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈 钢等几大类。其牌号表示法与低合金工具钢相同4铸铁P.32 铸铁是含碳量 大于 2.11的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主， 并含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。5铸造P.45铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融的金属浇入铸型，凝固 后获得一定形状和性能的铸件的成形方法。铸造生产的特点： 铸造能生产形状复杂，特别是内腔复杂的毛坯。 铸造的适应性广。 铸造的成本低。 铸造可以节约金属材料，减少切削加工工作量。6锻压P.52锻压属于金属塑性加工的范畴.金属塑性加工是指固态金属在外 力作用下产生塑性变形，获得一定形状、尺寸和力学性能的材料、毛坯或 零件的成形加工方法。锻压主要包括锻造、冲压、轧制、挤压和拉拨等。7.焊接P.59是指通过加热、加压或两者并用，使连接件达到原子结合的一种 加工方法。它属于永久性连接