机械基础_常用机械工程材料.ppt

1、常用机械工程材料,这一章主要内容 机械工程材料的基础知识 机械工程材料的选择 3. 机械工程材料的成型工艺,常用机械工程材料,一、机械工程材料的基础知识 1.机械工程材料的分类,目前世界上的材料已达到40余万种， 后面将重点介绍常用钢材和工程塑料。,力学性能是在载荷作用时所表现的性能。这些性能是材料选择、 加工工艺评定及材料检验等的重要依据。,常用机械工程材料,一、机械工程材料的基础知识 2.机械工程材料的性能,常用机械工程材料,一、机械工程材料的基础知识 2.机械工程材料的性能,强度,是材料在受外加载荷作用下， 抵抗其永久变形和断裂的能力。,“拉、压、弯、剪、扭，我都不怕，还怕你砸吗？”,塑

2、性,是材料在受外加载荷作用下， 产生塑性变形而不破坏的能力。,硬度,是材料抵抗其他更硬物体压入其 表面的能力，反应软硬程度。,常用机械工程材料,一、机械工程材料的基础知识 2.机械工程材料的性能,韧性,是材料在受冲击载荷作用下， 断裂前吸收能量和进行塑性变 形的能力。,疲劳强度,是材料在受交变载荷或周期性载 荷作用下，抵抗疲劳断裂的能力。,常用机械工程材料,一、机械工程材料的基础知识 3.机械工程材料力学性能的测试指标,强度和塑性 根据载荷作用方式不同，进行试验测定。强度可分为抗拉、抗压、抗弯、抗 剪和抗扭强度。大小通常用应力（单位面积所能承受的力MPa）来表示。,在工程中大部分零件工作时不允

3、许出现屈服现象（塑性变形）。 断后延伸率A和断后收缩率Z是测定塑性的指标。塑性好的金属材料可以进 行冲压、焊接加工。,常用机械工程材料,一、机械工程材料的基础知识 3.机械工程材料力学性能的测试指标,有一定硬度的材料才可以进行切削、打磨、抛光加工。,硬度,常用机械工程材料,一、机械工程材料的基础知识 3.机械工程材料力学性能的指标,韧性 常用一次摆锤冲击弯曲试验、小能量多次冲击试验来测定金属材料的韧性。大小用冲击韧度来表示。冲击韧度越大，表示材料的韧性越好。 温度降低脆性增加韧性降低,疲劳强度 疲劳试验是模拟实际中的工作情况进行的破坏性试验。目前还没有完全标准化。引起疲劳断裂的应力很低，常常低

4、于材料的屈服点。,每种材料都有一个韧脆转变温度，选择材料时，应考虑周围环境温 度的最低 温度必须高于材料的韧脆转变温度。否则将出现脆断问题。,零件采用合理结构、提高表面粗糙度、避免表面划伤和腐蚀、 降低残余应力等都可以防止疲劳破坏的发生。,常用机械工程材料,二、机械工程材料的选择 1.钢铁材料的选择,铁碳合金中的主要杂质是碳，但还含有少量的硅、锰、硫、磷等 元素。其中硅、锰是有利元素，按一定的比例存在于钢铁中可以 显著提高材料的强度、硬度和耐磨耐腐性，而硫、磷则有害，会 分别造成钢铁的热脆性和冷脆性，降低材料使用性能。,钢与铁的区别,常用机械工程材料,二、机械工程材料的选择 1.钢铁材料的选择

5、,常用机械工程材料,二、机械工程材料的选择 1.钢铁材料的选择,常用机械工程材料,二、机械工程材料的选择 2.塑料材料的选择,在受热后分子结构转化成网状而固化成型，变硬后即使加热也不能使它再软化。这种材料的特点是质地坚硬，耐热性好，尺寸比较稳定，不溶于溶剂。,在受热条件下软化熔融，冷却后定型，并可多次反复而始终具有可塑性，加工时所起的是物理变化。,常用机械工程材料,二、机械工程材料的选择 2.塑料材料的选择,常用热塑性 塑料-结晶型,PE聚乙烯 无毒无味、强度较差,PP聚丙烯(百折胶） 不怕折、耐高温、强度较好,POM聚甲醛(赛钢） 强度很高、高弹性模量和密度,PA聚酰胺(尼龙) 良好的韧性、

6、延伸性和强度,PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 韧性最好、不耐热、不耐碱,常用机械工程材料,二、机械工程材料的选择 2.塑料材料的选择,常用热塑性 塑料-无定型,ABS丙烯腈、丁二烯 和苯乙烯共聚物（不碎胶） 综合机械性能良好、产品尺寸 稳定、有光泽、耐热性较差,PS聚苯乙烯（硬胶） 性脆易裂、透明性好、 价格低,PC聚碳酸酯（防弹胶） 透明性好，耐冲击、耐高温 、价格较贵、疲劳强度低,PMMA（有机玻璃） 聚甲基丙烯酸甲酯 透明性很好、质硬性脆,TPU 热塑性聚氨酯弹性体 减振性突出，耐寒、耐磨,常用机械工程材料,三、机械工程材料的成型工艺 1.金属零件的热加工成型,铸造,锻造,焊接,常用机械工

7、程材料,三、机械工程材料的成型工艺 2.金属零件的冷加工成型,钻孔加工,车加工,铣加工,镗孔加工,常用机械工程材料,三、机械工程材料的成型工艺 3.塑料的加工成型,常用机械工程材料,四、思考题,1.何谓金属的力学性能？常用的力学性能指标有哪些？ 2.简述拉伸变形的几个阶段。 3.下面硬度要求和写法是否正确？为什么？ 1）1215HRC 2）HRC12-15 3）550-600HBS 4）250-300HBW 4.简述钢与铁的区别。 5.请问钢铆钉用什么钢材制造？而铣刀又用什么钢材制造呢？ 6.汽车厂现有三种钢材，牌号为08、45、65Mn，分别要用于制造 仪表板、汽车弹簧、变速箱传动轴，请问这三种零件分别要选择 哪种钢材来制造才合理？ 7.简述什么样