材料成型与工艺.ppt

材料成型与工艺
第1页，共74页，2022年，5月20日，22点11分，星期四
金属材料概述
在日常生活和工业生产中能接触到的小到锅、勺、刀、剪等生活用品，大到机器设备、交通工具、大型建筑物等，哪一样都离不开金属（力学）性能等；
工艺性能是指金属材料在制造过程中适应加工的性能，如铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能以及热处理工艺性等
金属使用性能（物理性能）
金属的物理性能主要包括密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。
1. 密度：材料在绝对密实的状态下单位体积的质量
一般将密度小于5g/cm3的金属称为轻金属，大于5g/cm3的金属称为重金属。
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2. 熔点：金属和合金熔化时所需要的温度称为熔点。
纯金属都有固定的熔点，合金的熔点取决于它的化学成分。
3．热导率 —导热性 材料将热量从一侧表面传递到另一侧表面的性质称为导热性。
4. 热膨胀系数--热膨胀性 材料由于温度上升或下降会出现膨胀或收缩。
5、电阻率--导电性 电阻率是表示材料导电能力的性能指标。
6. 磁性 金属材料在磁场中受到磁化的性能称为磁性。
金属使用性能（化学性能）
金属的化学性能主要有；耐腐蚀性、抗氧化性
⒈ 耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧气、水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏作用的能力称为耐腐蚀性 。
2. 抗氧化性 金属材料在加热时阻止氧化作用的能力称为抗氧化性。金属的氧化性随温度的升高而增加 。
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金属的机械性能
金属材料的机械性能主要是指力学性能即受外力作用时所反映出来的性能。主要有强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
强度是金属材料抵抗外力荷载而不致失效的能力。
塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。
硬度是金属材料抵抗更硬物体压入其内的能力。
金属材料抵抗冲击载荷的能力，叫做冲击韧性。
疲劳强度是指材料经受无数次应力循环时的最大应力。
金属材料的各种机械性能并非相互孤立，而是有一定联系的，通常提高金属材料的强度、硬度则往往会降低其塑性、韧性。为了提高塑性、韧性，有时就会削弱其强度。
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σe：试样保持弹性变形的最大应力；
σs屈服点：试样出现屈服现象（即材料开始产生宏观塑性变形）时的应力
σb抗拉强度：试样拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度
力-伸长曲线和拉伸式样
拉伸试验机
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硬度的测量主要有三种：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度
洛氏硬度测量仪
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工艺性能
铸造性
锻压性
焊接性
切削加工性
金属的工艺性能
在选用金属材料时，除了按设计要求考虑必要的使用性能外，还必须同时考虑其工艺性能。金属材料的工艺性能是指其经受各种加工方法的难易程度，实质上是物理、化学、机械性能的综合。按照工艺方法的不同，可分为铸造性、锻压性、焊接性和切削加工性等。
1. 铸造性 是指金属材料的铸造时的流动性、收缩性和偏析倾向等。
2. 锻压性 是金属能否用锻压方法制成优良锻压件的性能。
3. 焊接性 是指金属材料易于用焊接方法连接起来，而且不需附加特殊措施即能获得优良焊接质量的性能。
4. 切削加工性 金属材料是否易于被刀具切削的性能，称为切削加工性。
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纯铁
纯铁有极好的铁磁性，主要用于制造磁铁或磁极的铁心，通常不用纯铁来制造具有强度要求的结构和外观材料。
常用的黑色金属
钢铁在产品设计中获得了广泛的应用，它的产量大约占金属材料总产量的90%以上。钢铁根据含碳量可分为三大类：纯铁、钢、铸铁。
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钢（碳钢）
%-%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类：
轴承钢
碳素钢
合金钢
合金结构钢
低
合
金
结
构
钢
易
切
削
结
构
钢
调
质
钢