精密机械设计基础2-1

1、第二章 机械工程常用材料及钢的热处理 人类各个社会发展阶段的文明程度就是以材料的生产和使用作为人类文明进步的尺度。石器时代（Stone Age） 公元前10万年新时期时代（New Stone Age） 公元前1万年青铜时代（Bronze Age） 公园前3000年铁器时代 （Iron Age） 公元前1000年水泥时代 公园0年钢时代 1800年硅时代 1950年新材料（碳材料时代？） 主要内容第一节 概述第二节 金属材料的力学性能第三节 常用的工程材料第四节 钢的热处理第五节 表面精饰第六节 精密仪器材料选用原则第一节 概述机械工程材料金属材料非金属材料钢铁材料钢（碳钢、合金钢）非铁金属铸铁

2、无机非金属材料有机材料塑料橡胶陶瓷（普通陶瓷、特种陶瓷）合成纤维铝合金铜合金其他有色合金第二节 金属材料的力学性能 在结构设计中，为保证零件正常工作，要涉及强度、刚度问题，这些条件又涉及材料的力学性能。金属材料的机械力学性能主要包括：弹性模量E、切变模量G、屈服极限、强度极限、硬度、延伸率等。这些性能指标是通过试验测定的静拉伸试验。 静拉伸试验-低碳钢应力-应变曲线标准试件第二节 金属材料的力学性能材料拉伸试验机 应力-应变曲线第二节 金属材料的力学性能Oa段：弹性变形阶段 ab段：屈服阶段 bc段：塑性变形阶段 （强化阶段 ）cd段：颈缩阶段 冷作硬化 应力极限 四个阶段 弹性阶段、屈服阶段

3、、强化阶段、颈缩阶段 三个极限 弹性极限 p 屈服极限 s 0.2 强度极限 b条件屈服极限 铸铁第二节 金属材料的力学性能对应某些没有明显屈服现象的材料，规定对应于产生0.2%残余应变时的应力值为屈服强度。强度：材料抵抗破坏（失效）的能力 在静应力作用下，机械零件的失效形式主要是塑性屈服 和 脆性断裂 。 强度条件 max 第二节 金属材料的力学性能承受的最大应力为max允许承受的最大应力值称为许用应力刚度：材料抵抗弹性变形的能力 弹性模量 E = /各种钢材的E基本相等，故不可以用改变钢材牌号提高刚度。注意：材料的刚度机件的刚度 后者应取决于材料和结构两个方面的因素。对在弹性范围内要求对能

4、量有较大吸收能力的零件（如仪表弹簧等），可以选择软弹簧材料，如铍青铜、磷青铜等制造，使其具有较 的弹性模量。 第二节 金属材料的力学性能塑性：材料破坏时，遗留变形的大小 断后伸长率：试件拉断后，标距内的伸长量与标距原长之比 的百分率。5%为塑性材料 5%为脆性材料 断面收缩率：试件拉断后，断裂处面积的缩小量与原面积之 比的百分率。第二节 金属材料的力学性能或越大，材料的塑性越好。 硬度：材料表面抵抗局部变形的能力，衡量材料 的软硬程度。 一般材料硬度，强度和耐磨性，塑性。 压入法测试布氏硬度HBW 洛氏硬度HRC、 维氏硬度HV 硬度是一项综合力学性能指标，常作为技术要求在零件图上标注。 第二节 金属材料的力学性能影响力学性能的因素 1、含碳量 含碳量 ，强度和硬度 ，但塑性 。 2、合金元素 加入某些合金元素，可提高和改善其综合力学性能，并获得某些特殊的物理和化学性能。 3、温度 一般，低温条件下强度有所 ，塑性和冲击韧性 ，高温条件下相反。 4、热处理工艺第二节 金属材料的力学性能布氏硬度试验只可用来测定小于HB450的金属材料；压痕较大，硬度值比较准确。洛氏硬度测定压痕很小，并不损坏零件，适于成品检验，设备简单，操作迅速方