机械工程导论课件

鍛壓成型§1鍛壓基礎知識一、金屬的塑性變形1.單晶體的塑性變形

滑移：晶體的一部分相對於另一部分沿一定晶面和該晶面上的一定晶向產生相對移動的現象。

雙晶（孿生）：晶體在外力作用下，一部分原子晶格相對於另一部分原子晶格發生轉動。

2、多晶體塑性變形晶內變形晶間變形二、塑性變形後金屬的組織和性能

1、冷變形硬化（加工硬化）

2、回復再結晶3、鍛造流線和纖維組織三、金屬的可鍛性1、金屬的本質化學成分組織2、變形的溫度條件變形溫度變形速度應力狀態§2鍛造一、自由鍛將加熱好的金屬坯料，放在鍛造設備的上下抵鐵之間，施加衝擊力，壓力，使之產生塑性變形，從而獲得所需鍛件的一種加工方法。

二、模鍛§3板料衝壓

利用裝在衝床上的沖模對金屬板料加壓，使之產生變形或分離，從而獲得零件或毛壞的加工方法。

一、板料衝壓的概念及特點①常溫下通過塑性變形對板料進行加工，因此要求材料有較好的塑性。特點：②經冷變形強化作用，強度剛度高。③尺寸精度高，品質穩定。④操作簡單，生產率高，易實現機械化，自動化。⑤衝壓模具結構複雜、精度要求高，製造費用高。二、板料衝壓的基本工序1、分離工序2、變形工序a.剪切b.落料和沖孔a.彎曲b.拉深d.翻邊c.成形§4其他壓力加工方法一、精密模鍛

三、擠壓

二、軋製

四、超塑性成形

非金屬材料§6-1高分子材料分子量在5000以上的聚合物一、高分子化合物的組成nCH2=CH2

H（CH2-CH2）nHn：聚合度（CH2-CH2）：鏈節二、高分子化合物的合成2.縮聚反應1.加聚反應三、高分子化合物的結構與性能1.大分子鏈形狀2.大分子的聚集態結構3.高分子化合物的力學狀態4.高分子的命名5.常用的高分子材料聚乙烯、聚+單體名稱、原料名+樹脂塑膠橡膠合成纖維膠粘劑§6-2陶瓷材料金屬和有機物以外的固體材料稱為無機非金屬材料，又稱陶瓷材料。陶和瓷的區別？§6-3複合材料

耐疲勞性能好

比強度和比模量高

減摩耐磨和自潤滑性好

減震性好

高溫性好

鋼的熱處理§1概述熱處理：將金屬在固態下通過加熱、保溫和冷卻的方式，改變合金的內部組織，從而獲得所需性能的一種工藝方法。§2鋼的熱處理基本原理一、鋼在加熱時的組織轉變奧氏體的轉變溫度奧氏體的形成奧氏體長大奧氏體形核剩餘滲碳體溶解奧氏體均勻化二、鋼在冷卻時的組織轉變等溫冷卻連續冷卻過冷奧氏體的等溫轉變C曲線影響C曲線的因素：奧氏體中含碳量的影響合金元素的影響加熱溫度和保溫時間的影響§3鋼的普通熱處理一、退火目的降低鋼的硬度，提高塑性消除鋼中殘餘應力改善組織，細化晶粒將鋼加熱至適當溫度，保溫後緩慢冷卻，以獲得接近於平衡組織的熱處理工藝。完全退火首先將亞共析碳鋼加熱到Ac3以上30~50，保溫一段時間後，隨爐緩慢冷卻到600度以下，再出爐在空氣中冷卻，最後到Fe-Fe3C相圖上的平衡組織鐵素體+珠光體。上述退火方法由於奧氏體進行了全部的重結晶,故稱全部退火。主要用於共析碳鋼和合金鋼的鑄、鍛件。目的是細化晶粒,消除應力，使鋼軟化以便於隨後的切削加工。等溫退火

如果在對應於某鋼C曲線上的珠光體形成溫度使溫度使奧氏體進行等溫轉變，便可在等溫處理的前後以較快的速度進行冷卻，則退火所需要的時間便可大大地縮短。這種退火方法稱為等溫退火。球化退火為使鋼中碳化物球狀化的熱處理工藝稱為球化退火。目的是為了消除過共析鋼中網狀二次滲碳體，降低硬度，並為淬火作好組織準備。去應力退火去應力退火又稱低溫退火,它主要用於消除鑄件,鍛件,焊接件,冷衝壓件以及機加工件中的殘餘應力。去應力退火工藝是將工件隨爐緩慢加熱至500~650度(<A1),保溫一定時間後,隨爐緩慢冷卻至200度再出爐空冷。擴散退火

為了減少鋼錠、鑄件或鍛坯的化學成分和組織不均勻性，將其加熱到略低於固相線或液相線的溫度，長時間保溫並進行緩慢冷卻的熱處理工藝，稱為擴散退火或均勻化退火。二、正火目的作為普通結構零件的最終熱處理改善低碳鋼和低合金結構鋼的切削加工性能過共析鋼球化退火前進行正火，可消除網狀二次滲碳體，保證退火得到良好的珠光體組織將鋼加熱至Ac3或Accm以上30~50ºC，保溫適當時間，出爐後在空氣中冷卻的熱處理工藝。三、鋼的淬火1.單液淬火2.雙液淬火3.分級淬火4.等溫淬火將鋼加熱至Ac3或Ac1以上，保溫一定時間，以適當速度冷卻，以獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝。1.單液淬火法：形狀簡單的工件。2.雙液淬火法：技術要求高，可以防止裂紋產生3.分級淬火法：小截面零件。可以減少應力,減少變形與開裂4.等溫淬火法：獲得下貝氏體組織，用於要求有較高強韌性的工模具和彈簧等零件。5.局部淬火法：局部要求高硬度的零件。6.冷處理：馬氏體轉變徹底，殘餘奧氏體的含量減少，鋼的耐磨性、硬度和尺寸穩定性提高。淬透性淬硬性鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得馬氏體的能力。

鋼的淬硬性是指鋼在淬火時的硬化能力，用淬火後馬氏體所能達到的最高硬度表示，主要取決於馬氏體的含碳量。

淬透性好的鋼其淬硬性不一定高。單液淬火法雙液淬火法等溫淬火法分級淬火法四、淬水鋼的回火目的消除或減少淬火應力穩定工件尺寸，防止工件變形與開裂獲得工件所需的組織和性能將淬火後的鋼加熱至Ac1以下某一溫度，保溫一定時間，冷至室溫的熱處理工藝。

根據回火溫度可將鋼的回火分為三類:1.低溫回火（150~250℃）回火馬氏體2.中溫回火（350~500℃）回火屈氏體3.高溫回火（500~650℃）回火索氏體4.淬火加高溫回火又稱調質處理§4鋼的表面熱處理一、表面淬火火焰加熱表面淬火感應加熱表面淬火二、鋼的化學熱處理將鋼放入一定的活性介質中加熱和保溫，使介質中的活性原子滲入工件表面，以改變表面化學成分、組織和性能的熱處理工藝。1.分解由介質中分解出所滲元素的活性原子2.吸收工件表面對活性原子進行吸收。形成固熔體或形成化合物。3.擴散在一定溫度下，所吸附原子由表層往裏遷移，形成一定厚度的滲層。滲碳

滲碳是向低碳鋼或低碳合金鋼的表面層滲入碳原子的過程。常用的滲碳方法有氣體滲碳和固體滲碳兩種。低碳鋼滲碳後，表面層含碳量以0.85-1.05％為最好。滲碳層厚度一般為0.5-2.5mm。太薄易引起表面疲勞剝落，太厚抗衝擊能力差。工件經滲碳後的淬火方法有兩種：

1.直接淬火2.一次淬火滲氮

氮化的主要氮化是向鋼的表面層滲入氮原子以提高表層的硬度、耐磨性、疲勞強度及耐蝕性的化學熱處理工藝也稱為滲氮。鋼的氮化分為氣體氮化、離子氮化、氣體軟氮化和氣體碳氮共滲。應用最廣泛的氮化用鋼為38CrMoAl，這些元素易形成硬度極高且非常穩定的氮化物。氮化厚表層的硬度為72HRC(Hv1100-1200)。滲氮後的缺點是生產週期長，0.3-0.5mm需要20-50小時。§5鋼的熱處理新技術一、可控氣氛熱處理二、真空熱處理三、形變熱處理四、表面處理和技術§1概述

利用加熱或者加壓，使分離的兩部分金屬靠得足夠近，原子相互擴散，形成原子間的結合。是永久性連接。

連接性能好，耐高溫高壓、密封性、耐磨、耐腐蝕性等。省料省工成本低。重量輕，簡化工藝。

定義：優點：

焊接成型不足：焊接結構不可拆卸。焊接接頭的組織和性能往往往要變壞。產生焊接殘餘應力和焊接變形。產生焊接缺陷，夾渣、氣孔、裂紋等

（1）熔化焊：氣焊等離子焊鐳射焊分類：（2）壓力焊：焊接過程中需要加壓的電阻焊。（3）釺焊：

利用熔點比母材低的填充金屬熔化後，填充接頭間隙並與固態母材相互擴散實現連接的一種焊接方法。§2熔焊基礎定義：利用局部加熱的方法，把工件的焊接處加熱到熔化狀態，形成熔池，然後冷卻結晶，形成焊縫，將兩部分金屬連成一個整體。一、焊接電弧二、焊接冶金過程特點：反應不充分、熔池溫度高、氧化反應等三、電焊條1、電焊條的組成：焊芯和藥皮2、焊芯的作用：產生電弧、填充金屬3、焊芯的作用：改善焊接工藝性機械保護作用冶金處理作用四、焊接接頭組織與性能五、焊接應力和變形§3常見焊接方法§4常用焊接材料一、金屬材料的焊接性1、工藝焊接性2、使用焊接性碳當量法焊接熱影響區最高熱硬度法二、常用金屬材料的焊接1、碳素鋼的焊接2、低合金結構鋼的焊接3、鑄鐵的焊補4、碳素鋼的焊接§5焊接缺陷與檢驗§6焊接新工藝簡介

一、等離子弧焊接和切割

二、電子束焊接三、鐳射焊接與切割四、摩擦焊（壓焊）五、擴散焊接

合金鋼§1概述合金鋼是為了改善和提高碳素鋼的性能，在碳素鋼的基礎上添加一定的合金元素所煉製的一類鋼。碳素鋼的主要缺點：綜合機械性能差熱穩定性差耐腐蝕性差淬透性差不能滿足某些特殊性能一、合金鋼的分類二、合金鋼的編號

不論結構鋼或工具鋼均採用：數字+化學元素+數字的方法表示。結構鋼的含碳量用兩位數字表示。如60Si2Mn;20CrMnTi工具鋼用一位數字表示，含碳量大於1%時不標出。如5CrMnMo;Cr12§2合金元素在鋼中的作用一、鋼中的合金元素為了合金化的目的而加入並且其含量有一定範圍的元素，稱為合金元素。根據合金元素與碳的親和力關係，將其分為:與碳親和力較強的元素稱為碳化物形成元素，如Zr、Nb、Ti、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe等;與碳親和力較小的元素稱為非碳化物形成元素，如Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。二、合金元素的作用合金元素固溶於鐵素體，提高鋼的強度，不降低塑性合金元素固溶於奧氏體，增加鋼的穩定性合金元素形成碳化物、非金屬化合物合金元素改變相變溫度合金元素改變共析點的位置§3合金結構鋼合金結構鋼是用於製造各種機器零件和各類工程結構的鋼。

普低鋼又稱低合金高強度鋼，英文縮寫HSLA鋼。從成分上看其為含低碳(<0.2%)低合金(<3%)元素鋼種，是為了適應大型工程結構（如大型橋樑，壓力容器及船舶鍋爐等）以減輕結構重量，提高可靠性及節約材料的需要而發展起來的。我國列入冶金部標准的普低鋼，按屈服強度高低分為300MPa級，350MPa級，400MPa級，450MPa級，500MPa級和650MPa級六個級。一、低合金結構鋼二、機器製造用合金結構鋼合金滲碳鋼1.滲碳鋼的工作條件及性能要求滲碳鋼，及由其製作的零件在滲碳熱處理後才使用。這種零件工作時，除要求較高強度可靠性外，還常常受到較大的表面磨擦和衝擊作用，故其性能要求：

(1)有一定的強度和塑性，以抵抗拉伸，彎曲，扭轉等變形破壞；

(2)要求表面有較高的硬度和耐磨性，以抵抗磨損及表面接觸疲勞破壞；

(3)有較高的韌性以承受強烈的衝擊作用；

(4)當外載是迴圈作用時，要求零件有好的抗疲勞破壞能力。2.滲碳鋼主要鋼種滲碳鋼即需要滲碳表面強化的鋼，根據上述的性能要求，這類鋼成分上一般是低碳或低碳合金結構鋼。常用的滲碳零件包括齒輪，凸輪，活塞銷等表面易於受到磨損破壞的活動零件。如常用作汽車齒輪的20Cr、20CrMnTi等鋼材。調質鋼

調質鋼就是經過淬火加高溫回火處理而使用的結構鋼，其經調質處理後的組織為回火索氏體S回，這種組織有良好的綜合機械性能，即高強韌性的統一。彈簧鋼

1.彈簧的使用條件及性能要求用以製造彈簧或類似彈簧性能零件的鋼種稱為彈簧鋼。在機器設備中這類零件的主要作用是：間斷吸收衝擊能量，緩和機械振動及衝擊作用以及週期性貯存能量。常用零件如汽車疊板彈簧，儀錶彈簧，汽閥彈簧等。

2.彈簧的主要失效形式為疲勞斷裂和由於發生塑性變形而失去彈性。因此其性能要求為：

(1)高的屈服強度，疲勞強度和高的屈強比；

(2)一定的塑性和韌性；

(3)保證組織性能均勻，要求材料淬透性好；

(4)另外在高溫或腐蝕介質下工作時，材料應有好的環境穩定性。滾動軸承鋼1.軸承鋼的工作條件及性能要求主要用於製造滾動軸承的鋼稱為軸承鋼。滾動軸承由內套、外套、滾動體及保持架組成，除保持架常用低碳鋼（08鋼）板沖製成型外，均由軸承鋼製成。

2.軸承鋼及其合金化為滿足軸承鋼高性能的要求常用軸承鋼成分一般如下：

(1)高碳：一般含碳量為0.95~1.15%，保證了馬氏體中足夠的碳含量及足夠的彌散碳化物，滿足了高硬度高耐磨要求；

(2)加入Cr、Mn、Si等合金元素：其中Cr為主加元素。Cr、Si、Mn的主要作用是提高淬透性，強化鐵素體，提高碳化物穩定性；同時細化組織，提高回火穩定性。但合金含量過高會使殘餘奧氏體增多，導致鋼硬度和零件的尺寸穩定性降低；§4合金工具鋼一、刃具鋼二、模具鋼三、量具鋼（高的硬度、耐磨性、紅硬性、強度、韌性）（高尺寸穩定性、高硬度、高耐磨性、足夠的韌性）（冷模具鋼：高硬度、高耐磨性、高強度、足夠的韌性、工藝性好）（熱模具鋼：高溫硬度、高溫強度、高溫下的耐磨性、足夠的韌性、抗氧化能力、熱處理變形小）§5特殊性能鋼

特殊性能鋼是指具有特殊物理化學性能並可在特殊環境下工作的鋼，如不銹鋼，耐熱鋼，耐磨鋼及低溫用鋼等。一、不銹鋼1.不銹鋼的使用條件及材料設計原則在腐蝕性介質中能穩定不被腐蝕或腐蝕極慢的鋼，一般被稱為不銹鋼。材料在一般的酸堿環境中，電化學作用是其腐蝕失效的主要原因。根據電化學腐蝕的基本原理，對不銹鋼通常採取以下措施來提高其性能：

(1)儘量獲得單相的均勻的金屬組織，從而不會產生原電池作用。如在鋼中加入大於9%的Ni可獲得單相奧氏體組織，提高了鋼的耐蝕性。(2)通過加入合金元素提高金屬基體的電極電位。如加入一定量的鉻會達到這一目的；鋼中含鉻量與其電極電位關係服從n/8規律，即鉻原子含量為n/8時電位發生突變而升高，如當加入13%Cr時鋼中鐵素體電極電位由-0.56V提高到+0.2V，金屬腐蝕速率大大減小，使金屬抗蝕性大大提高。

(3)加入合金元素使金屬表面在腐蝕過程中形成緻密保護膜如氧化膜（又稱鈍化膜），使金屬基材與介質隔離開，防止進一步腐蝕。如Cr、Al、Si等合金元素就易於在材料表面形成緻密的氧化膜如Cr2O3、Al2O3、SiO2等。

不銹鋼中常加入的合金元素有Cr、Ni、Ti、Mo、V、Nb等。鉻是最重要的必加元素，它不但提高鐵素體電位，形成緻密氧化膜，且在一定成分下也可獲得單相鐵素體組織；鎳是擴大奧氏體區元素，用於形成單相固溶體，也可提高材料電極電位，但鎳稀缺；而鋼中鎳與鉻常配合使用則會大大提高其在氧化性及非氧化性介質中的耐蝕性。錳、氮也是奧氏體化元素，在鋼中可部分代替鎳的作用。鉬則可增加鋼鈍化能力，提高鋼在還原性介質中的耐蝕性和抗晶間腐蝕能力。2.不銹鋼的分類及常用不銹鋼

(1)不銹鋼分類：按不銹鋼正火（供應）狀態的組織分為：馬氏體形不銹鋼（Cr13型）；鐵素體型不銹鋼（Cr17、Cr25型）；奧氏體不銹鋼（18-8型）；雙相不銹鋼及沉澱硬化型不銹鋼。二、耐熱鋼1.耐熱鋼工作條件及耐熱性要求在航空航太，發動機，熱能工程，化工及軍事工業部門，有許多機器零件是在高溫下工作的，常常使用具有高耐熱性的耐熱鋼。鋼的耐熱性包括高溫抗氧化性和高溫強度兩方面，即高溫下對氧化作用的抗力和高溫下承受機械負荷的能力。因此耐熱鋼既要求高溫抗氧化性能好，又要求高溫強度高。(1)高溫抗氧化性：金屬的抗氧化性通常不是說其不氧化，而是其在高溫下表面迅速氧化形成一層緻密的氧化膜，隔離了高溫氧化環境與鋼基體的直接作用，使鋼不再被氧化。一般碳鋼在高溫下表面生成疏鬆多孔的氧化亞鐵(FeO)，易剝落，且環境中氧原子能不斷地通過FeO擴散至鋼基體，使鋼連續不斷地被氧化。(2)高溫強度：高溫強度又稱熱強性，是鋼在高溫下抵抗塑性變形和破斷的能力，它通常以蠕變極限和持久強度表示。為了提高鋼的高溫強度，通常採用固溶強化，沉澱析出相強化和晶界強化的方法，以阻礙原子擴散及位錯的運動。其中由於材料在高溫下（大於等強溫度Te）。其晶界強度低於晶內強度，晶界成為薄弱環節。因此耐熱鋼的晶粒粒徑應該是不大不小，並且還可通過加入鉬鋯釩硼等晶界吸附元素，降低晶界表面能，穩定和強化晶界。除了能承受高溫氣體介質的作用外，還能承受一定載荷作用的耐熱鋼及合金，又稱作熱強鋼或熱強合金。三、低溫耐寒鋼

低溫用鋼主要是指用於鋼鐵，化學和能源工業中存儲運輸液氧液氮等液化氣體和液體燃料的低溫容器及運輸設備。低溫條件下要求材料具有足夠的低溫強度，足夠的低溫韌性，還要具有良好的焊接性和一定的耐蝕性。

機械加工基礎加工精度：零件在加工後其形狀、尺寸、位置等參數的實際數值與理想數值相符合的程度。表面粗糙度：在加工過程中，由於刀具的振動、刀具在工件表面的摩擦、切屑形成過程中的塑性變形等原因而在被加工表面上形成的痕跡。車曲軸主軸頸仿行車曲軸主軸頸打機油孔磨削連杆軸頸銑鍵槽曲軸的靜平衡實驗

機械製造自動化概念第一節概述19世紀末期，機械化生產開始出現；20世紀中葉，自動化車床開始出現；1947年，第一個機械加工自動線在美國福特汽車公司投產；20世紀50年代柔性自動化生產開始出現（以數控車床為代表）20世紀70年代誕生了柔性製造系統；20世紀80年代開始出現了電腦集成製造系統。第二節自動生產線

把機床和其他工藝設備按工件的加工工藝順序依次排列，月自動輸送裝置和其他輔助裝置將他們連接成為一個整體，並用控制系統將各個部分的動作協調起來．使其按照規定的程式自動地進行工作，這種機械加工過程稱為機械加工剛性自動生產線。第二節自動生產線一、自動生產線的功能二、自動生產線的組成和分類

1.自動線的組成

2.自動線的分類通用機床自動線組合機床自動線專用機床生產線數控機床自動線第二節自動生產線第三節數控加工一、數控機床

數控機床是數字程式控制機床的簡稱，常稱NC機床。第三節數控加工二、電腦數控機床

電腦數控機床是用小型或微型電腦代替普通數控機床的專用電腦，用可編程邏輯電路代替普通數控機床的固定邏輯電路。第三節數控加工三、數控加工中心

數控加工中心是具有自動刀具交換系統和自動工作臺交換系統的多功能數控機床，在工件一次裝夾後可自動轉位、自動換刀、自動調整轉速和進給量、自動完成多工序的加工。

具有靈活加工的適應性；能加工普通車床難以加工的形狀複雜的零件；能有效地縮短生產準備時間；可以改善勞動條件，提高勞動生產率；第三節數控加工四、數控加工中心的特點第四節工業機器人

工業機器人是近30年來在自動操作機基礎上發展起來的一種能模仿人的某些動作和控制功能，並按照可變的預定程式、軌跡和其他要求，操縱工具實現多種操作的自動化機械系統。它綜合了精密機械、控制傳感和自動按制技術等領域的最新成果。第四節工業機器人一、機器人的組成機器人由執行機構、驅動系統和控制系統三部分組成。二、機器人的運動形式和運動功能三、工業機器人的工作程式輸入方式工作程式輸入方式分為編程輸入和示教輸入兩類。四、機器人的應用和發展第五節柔性製造系統

柔性製造系統是通過局域網把數控機床(加工中心)、座標測量儀、物料輸送裝置、對刀儀、立體刀庫、機器人等設備聯結起來，在電腦及控制軟體的控制下，形成一個加工系統。第五節柔性製造系統

典型的柔性製造系統由以下四個部分構成：

1、加工設備

2、加工流支持系統

3、刀具流支持系統

4、資訊流支持系統一、柔性製造系統的組成第五節柔性製造系統1、柔性製造單元

2、柔性製造系統二、柔性製造系統的類型第六節集成製造系統

人們通過電腦網絡和系統集成技術將生產的全過程連結成一個整體，使企業內部的資訊和數據處理具有充分的及時性、準確性、一致性和共用性，這就是電腦集成製造技術產生的背景。CIMS的發展資訊集成過程集成企業間集成第六節集成製造系統第六節集成製造系統一、電腦集成製造系統的組成1、管理資訊系統2、技術資訊系統3、製造自動化系統4、品質保證系統5、兩個支持分系統現代的組織結構面向過程的組織結構Teamwork

產品形成過程昨天-今天-明天產品規劃概念設計生產準備詳細設計昨天過程序列產品規劃概念設計詳細設計生產準備PDM數字模型過程管理明天過程流產品規劃概念設計詳細設計生產準備PDM今天過程鏈第六節集成製造系統二、電腦集成製造系統在製造行業的應用豐田汽車公司的並行工程系統規劃車型設計產品設計生產準備生產財務.會計Finance/Accounting開發期LengthofDevelopmentTime規劃Planning

車形設計

Stylingdesign

Engineering

產品設計DesignPrototypeFabrication&Testing

試製評價Productionengineering

生產準備生產

Production零部件廠家PartssuppliersProductionengineeringProduction規劃Planning車形設計Stylingdesign產品設計EngineeringDesign試製.評價PrototypeFabrication&Testing生產準備生產

試製評價

金屬材料結構與性能§1概述純金屬合金較高的強度、良好的塑性、高的導電性、導熱性、金屬光澤§2金屬材料的結構一、金屬的結晶晶界示意圖二、金屬的晶體結構面心立方晶格體心立方晶格密排六方晶格三、合金的晶體結構固溶體當溶質原子溶人溶劑中形成固溶體時，溶質原子佔據溶劑點陣的陣點，或者說溶質原子置換了溶劑點陣的部分溶劑原子，這種固溶體就稱為置換固溶體。溶質原子分佈於溶劑晶格間隙而形成的固溶體稱為間隙固溶體。完全無序偏聚部分有序完全有序金屬化合物1).具有超導性質的金屬間化合物，如Nb3Ge，Nb3Al，Nh3Sn，V3Si，NbN等；2).具有特殊電學性質的金屬間化合物，如InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在半導體材料用；3).具有強磁性的金屬間化合物，如稀土元素（Ce，La，Sm，Pr，Y等）和Co的化合物，具有特別優異的永磁性能；4).具有奇特吸釋氫本領的金屬間化合物（常稱為貯氫材料），如LaNi5，FeTi，R2Mg17和R2Ni2Mg15。(R等僅代表稀土La，Ce，Pr，Nd或混合稀土）是一種很有前途的儲能和換能材料；7).具有形狀記憶效應、超彈性和消震性的金屬間化合物，如TiNi，CuZn，CuSi，MnCu，Cu3Al等已在工業上得到應用。6).耐蝕的金屬間化合物，如某些金屬的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等在侵蝕介質中仍很耐蝕，若通過表面塗覆方法，可大大提高被塗覆件的耐蝕性能；5).具有耐熱特性的金屬間化合物，如Ni3Al，NiAl，TiAl，Ti3Al，FeAl，Fe3Al，MoSi2，NbBe12。ZrBe12等不僅具有很好的高溫強度，並且，在高溫下具有比較好的塑性；機械混合物由兩種或兩種以上的組元或固溶體組成，或者由固溶體與金屬化合物組成的合金。其性能決定於各自組成部分的性能和相對數量，決定於它們的大小、形狀、分佈。§3金屬材料的機械性能一、靜載荷下的機械性能二、動載荷下的機械性能衝擊功：衝擊值：

快速原型製造技術第一節概述

快速原型製造技術是20世紀80年代依託電腦三維立體圖形產生的新的加工製造技術。採用這一技術加工零件時，首先在電腦上得到零件虛擬的三維立體圖形，再利用特定的分層軟體，將零件的三維立體圖形化解成許許多多個水準層片，最後使用快速成型設備從平臺上開始逐一製造出實體零件的水準層片，並將其牢牢地枯接在前一層上，從而將虛擬的三維立體圖形制成一個實體零件。

傳統的加工方法基於去除，快速原型製造技術基於疊加，兩種加工思路截然不同，形成快速原型製造技術的新特點。第二節快速原型製造技術原理與特點目前，已商品化的快速成型系統主要有：

1、光固化立體造型；

2、層片疊加製造；

3、熔融沉積製造；

4、選擇性鐳射燒結等。光固化立體造型原理層片疊加造型原理熔融沉積造型原理第二節快速成型製造技術原理與特點

快速成型技術主要目標是在CAD技術的支持下快速完成零件的製造，其主要技術特徵為：

1、直接用CAD軟體驅動，無需準備工裝夾具；

2、製造全過程快速完成；

3、不受複雜三維形狀所限制度工藝方法的影響。第三節快速原型製造技術的應用一、RPM技術體系的基本環節1、三維CAD；2、反求工程；3、數據轉換；4、原型製造；5、物性轉換。第三節快速原型製造技術的應用二、RPM技術的應用1、產品設計評估和功能檢測；2、快速模具製造；3、醫學上的仿生製造；4、藝術品的製造。三、RPM技術的應用實例汽輪機葉輪到製造過程

特種加工第一節概述

特種加工是指採用電能、化學能、光能、盧能、熱能、以及電子、離子等不同能源，區別於傳統的切削加工方法，也稱為非傳統加工。

常用特種加工方法有：電火花加工、電解加工、鐳射加工、超聲波加工、電子束加工、離子束加工等。第二節電火花加工一、電火花加工的基本原理

電火花加工是模具加工的重要方法，常用的有電火花成形和電火花線切割兩種。第二節電火花加工二、電火花加工工藝及設備1、電火花成形加工工藝及設備2、電火花線切割加工工藝及設備三、電火花加工的特點和應用範圍1、電火花加工的電極較軟，但可以加工硬度極高的材料。2、可以較容易地加工出很複雜的零件形狀。3、加工過程中力極小，工件不會因此產生受力變形。電火花加工的適用範圍較廣，可以說：與材料的軟硬無天，形狀複雜不怕，異型微孔擅長。第三節電解加工一、電解加工的基本原理二、電解加工的基本概念

電解加工有叫電化學加工，包括從工件上去除金屬的電解加工和向工件上沉積金屬的電鍍、塗覆加工兩大類

生產率、極間間隙、電解液、加工精度和表面品質第三節電解加工三、電解加工的特點、方法和應用

電解加工的特點：1、可以一次加工出形狀複雜的型腔、型面和型孔；2、能加工任意金屬材料；3、適用於易變形和薄壁零件的加工；4、生產效率高等。主要用於成批生產具有複雜形狀的型腔、型面和型孔以及難切削材料等。其種類繁多如電解磨削、充氣電解加工等。第四節鐳射加工一、鐳射加工的基本原理

鐳射加工是30年前美國首先投人工業生產的新型加工手段，現已形成一種重要的新興產業，廣泛地用於機械工業、電子工業、國防和人民生活等許多領域。第四節鐳射加工二、鐳射加工的特點、方法及應用1.可以加工各種金屬材料和非金屬材料;2.鐳射加工不需要工具，易實現加工過程自動化;3.鐳射可透過玻璃等材料對工件進行加工;4.可以實現精密微細加工;5.鐳射可以進行表面熱處理、焊接、切剖、打孔、雕刻及微細加工等多種加工。第五節超聲波加工一、超聲波加工的基本原理

聲波頻率超過16000Hz被稱為超聲波。超聲波加工是利用超聲波振動的衝擊磨料對工件進行加工的一種方法，它不僅能加工脆硬金屬材料．而且適合於加工不導電的腕硬非金屬材料，如玻璃、陶瓷等。同時超聲波還可用於清洗、焊接和探傷等。第五節超聲波加工二、超聲波加工的特點、方法及應用1、超聲波加工適合於加工各種脆硬材料，材料越是脆硬，越適宜超聲波加工；2、超聲波可用於加工薄壁、薄片等易變形零件，加工精度高；3、超聲波加工設備簡單，但生產效率低。

加工方法可採用超聲波直接加工、超聲波旋轉加工、超聲波機械複合加工、超聲波焊接、塗覆、清洗等。第六節電子束加工

電子束加工是近年來得到較大發展的特種加工方法，在精密微細加工方面，尤其是在微電子學領域中得到較多的應用。電子束加工主要用於打孔、焊接等的精加工和電子束光刻化學加工。第七節離子束加工

離子束加工與電子束加工的原理基本相同，不同的只是離子品質比電子品質大數千、數萬倍，經過聚焦加速後，靠離子打擊加工件的動能，或將工件的原子撞擊出來(撞擊效應)，或將靶材的原子撞出後飛濺沉積到工件表面上（濺射效應），或直接將離子束中的離子打入工件表層之內(注入效應)。可實現對材料的“毫微米級”或“原子級”加工。

鐵碳合金§1概述含碳小於2.11%的鐵碳合金為鋼含碳大於2.11%的鐵碳合金為鐵特點：機械性能好、儲存量大、冶煉方便§2鐵碳合金基本組織和性能一、鐵二、滲碳體（Fe3C）鐵素體奧氏體硬度高、塑性低§3鐵碳合金狀態圖的分析共晶反應液體4.3%C萊氏體4.3%C

（奧氏體2.11%C+滲碳體6.67%C

）1147ºC共析反應奧氏體0.77%C珠光體0.77%C

（鐵素體0.02%C+滲碳體6.67%C

）723ºC含碳量〈0.77%含碳量=0.77%含碳量〉0.77%§4碳鋼含碳小於2.11%的鐵碳合金，還有少量的雜質（磷、硫、錳、矽）一、碳及雜質對鋼性能的影響碳磷硫矽錳存在轉捩點0.77%C冷脆性熱脆性影響不大良性影響二、碳素鋼的分類1.按鋼的含碳量分類低碳鋼——含碳量小於0.25%中碳鋼——含碳量在0.25%~0.60%之間高碳鋼——含碳量大於0.60%2.按鋼的品質分類普通碳素鋼——鋼中硫、磷含量教高優質碳素鋼——鋼中硫、磷含量教低3.按用途分類4.按冶煉時去氧程度不同分類碳素結構鋼——用於製造機械零件和工程結構件碳素工具鋼——用於製造各種工具沸騰鋼——不去氧氣的鋼鎮靜鋼——為完全去氧鋼半鎮靜鋼——為半去氧鋼三、