第1章 机械常用材料

1、了解：了解：1、金属材料分类、金属材料分类2、有色金属及其合金、有色金属及其合金理解：理解：非合金钢的分类非合金钢的分类、合金钢合金钢、铸钢铸钢、铸铁铸铁掌握：掌握：1、强度与塑性、强度与塑性2、硬度硬度3、韧性韧性4、疲劳疲劳第第1章章 机械常用材料机械常用材料第第1节节 金属材料的分类与组织金属材料的分类与组织一、金属材料分类一、金属材料分类金属金属是指具有良好的导电性和导热性，是指具有良好的导电性和导热性，具有一定的强度和塑性，并具有光泽的物质。具有一定的强度和塑性，并具有光泽的物质。 钛及其合金轴承合金铝及其合金铜及其合金非铁材料铸铁铸钢合金钢低合金钢非合金钢钢铁材料金属材料 3按用途

2、分类按用途分类 1）结构钢）结构钢 碳的质量分数碳的质量分数Wc0.7%，这类钢热处理后具有高，这类钢热处理后具有高的硬度和耐磨性，主要用于制造工具，如制作的硬度和耐磨性，主要用于制造工具，如制作刃具、模具、量具等，用含碳量的千分数表示，刃具、模具、量具等，用含碳量的千分数表示，如如T7表示含碳量为千分之七。若为高级优质钢表示含碳量为千分之七。若为高级优质钢则在排号后附以则在排号后附以“A”字，如字，如T12A等。等。牌号参见牌号参见GB/T700-1988。 三、合金钢三、合金钢 常加的合金元素有：常加的合金元素有：Mn（锰）、（锰）、Si（硅）、（硅）、Cr（铬）、（铬）、Ni（镍）、（镍

3、）、Mo（钼）、（钼）、V（钒）、（钒）、Ti（钛）、（钛）、Nb（铌）、（铌）、Co（钴）、（钴）、Al（铝）、（铝）、B（硼）、（硼）、Re（铼）等。（铼）等。 合金钢的表示方法如合金钢的表示方法如40Cr、20CrMnTi、35SiMn、60Si2Mn、GCr15等。等。 牌号参见牌号参见GB/T700-1988。 四、铸钢四、铸钢 铸钢牌号是 “ZG+数字+数字”。 第一组数字代表屈服极限，第二组数字代表强度极限。 合金铸钢是在的牌号前加“ZG”后面的第一组数字表示铸钢的名义万分碳含量的质量分数，其后排列的是各主要合金元素符号及其名义质量分数。 牌号参见GB/T5613-1995 。

4、五、铸铁五、铸铁 1普通灰铸铁普通灰铸铁 断口呈灰色。牌号用：断口呈灰色。牌号用：HT+数字数字 如：如：HT200、HT250等。等。 数字表示最低抗拉强度数字表示最低抗拉强度 200表示最低抗拉强度为表示最低抗拉强度为200MPa。 牌号参见牌号参见GB9439-1988。 铸铁是含碳量铸铁是含碳量2.11%Wc6.69%或者组织或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。中具有共晶组织的铁碳合金。灰铸铁的应用 2球墨铸铁球墨铸铁 牌号牌号QT+数字数字+数字数字 第一组数字代表最低抗拉强度第一组数字代表最低抗拉强度 第二组数字代表断后延伸率第二组数字代表断后延伸率 如如QT500-7、QT900-

5、2等。等。 牌号参见牌号参见GB1348-1988。第第3节节 金属材料的力学性能和工艺性能金属材料的力学性能和工艺性能 金属材料的力学性能是指金属在力的作用金属材料的力学性能是指金属在力的作用下所显示的如弹性、塑性、强度、硬度、下所显示的如弹性、塑性、强度、硬度、韧性和疲劳强度等。韧性和疲劳强度等。 弹性是指物体在外力作用下改变其形状和弹性是指物体在外力作用下改变其形状和尺寸，当外力卸除后物体又回复到其原始尺寸，当外力卸除后物体又回复到其原始形状和尺寸的特性。形状和尺寸的特性。 一、强度与塑性一、强度与塑性 强度是指金属在外力作用下抵抗破坏的能强度是指金属在外力作用下抵抗破坏的能力。力。 塑

6、性是指金属在外力作用下抵抗永久变形塑性是指金属在外力作用下抵抗永久变形的能力。的能力。 1拉伸试验拉伸试验 1）拉伸试样）拉伸试样各种试验机观看试验过程塑材压缩试验铸铁拉伸试验 2强度指标强度指标 金属材料抵抗拉伸力的强度指标有屈服极限、抗拉强度 1）屈服点和屈服应力AFSS2）抗拉强度AFRbm3塑性指标塑性指标金属材料的塑性，可以用拉伸试样断裂时的最大相对变形量来表示。1）断后伸长率%100LLLA0012）断面收缩率 %100AAAZ010 二、硬度二、硬度 硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，也是指金属材料抵抗局部变形，特指标，也是指金属材料抵

7、抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。别是塑性变形、压痕或划痕的能力。 硬度测定指标分类硬度测定指标分类 1、布氏硬度（、布氏硬度（HBW） 2、洛氏硬度（、洛氏硬度（HRC） 3、维氏硬度（、维氏硬度（HV）三、韧性三、韧性1试验原理试验原理摆锤具有势能AKl。摆锤的剩余势能为AK2摆锤冲断试样的冲击功为：AK = AKlAK2 2冲击韧度冲击韧度 冲击韧度用表示，单位是J/cm2。 AAakk 四、疲劳四、疲劳 1疲劳破坏现象疲劳破坏现象机械中的零件机械中的零件 90以上都是因疲劳破坏造成的。以上都是因疲劳破坏造成的。循环应力越小，则材循环应力越小，则材料断裂前所承受的循料断裂前所承受的循环次数越多。环次数越多。材料在循环应力作用材料在循环应力作用下达到某一基数而不下达到某一基数而不断裂时，其最大应力断裂时，其最大应力就作为该材料的疲劳就作为该材料的疲劳极限用极限用-1-1。当黑色金属材料在当黑色金属材料在N=107循环往复作用下而不致引起断裂的最大循环往复作用下而不致引起断裂的最大应力，叫做疲劳强度，用应力，叫做疲劳强度，用-1-1 。2疲劳强度疲劳强度 五、工艺性能五、工艺性能