1、 工程材料及其成形技术基础工程材料及其成形技术基础 绪绪 论论 本课程是研究材料及其成形方法的技术基础课。它是机械类及近机类各专业必修的一门课程。n2 2 学习目的学习目的 (1)获得常用工程材料及各类成形方法和加工工艺知识，能合理地选材、正确地制定材料的加工程序。(2)初步了解与本科程有关的新技术、新材料和新工艺，为学习其它相关课程及以后从事机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的理论基础。绪绪 论论 (1)常用的工程材料及其成形方法和加工工艺。(2)各类成形方法对零件结构和材料的工艺性要求。n4 4 了解机械制造业总流程了解机械制造业总流程 绪绪 论论n5 5 主要知识框架主要知识框架工程材
2、料及成形技术基础工程材料成形技术基础n 6 6 参参 考考 书书n(1)(1)材料成形技术基础材料成形技术基础 何红媛主编，东南大学出版社。何红媛主编，东南大学出版社。n(2)(2)材料成型工艺基础材料成型工艺基础 沈其文主编，华中理工大学出版社。沈其文主编，华中理工大学出版社。n(3)(3)工程材料及应用工程材料及应用 周凤云主编，华中科技大学出版社。周凤云主编，华中科技大学出版社。n(4)(4)材料成型技术基础材料成型技术基础 胡亚民主编，重庆大学出版社。胡亚民主编，重庆大学出版社。n(5)(5)热加工工艺基础热加工工艺基础 任福东主编，机械工业出版社。任福东主编，机械工业出版社。复合材料
3、非金属材料金属材料机械工程材料工程材料工程材料 用于机械、电子、建筑、化工和航空航天 等领域的材料统称为工程材料。机械工程材料机械工程材料 用来制造各种机电产品的材料统称为机械工程材料。概概 述述概概 述述材料的材料的 石斧石斧青铜鼎青铜鼎神舟飞船神舟飞船 沧州铁狮子沧州铁狮子石器时代石器时代铜器时代铜器时代铁器时代铁器时代复合材料复合材料概概 述述工程材料的工程材料的材料的发展主要围绕着机械制造业，因此，主要发展以一般力学性能为主的金属材料金属材料压力容器向高强度方向发展更快，发展了高强度低合高强度低合金钢金钢由于航空、空间机械和动力机的发展对材料提出了更苛刻的要求。如高温、高压、高的比强度
4、和比模量高温、高压、高的比强度和比模量。新材料特别是非金属人工合成材料非金属人工合成材料如陶瓷材料、高分子材料及复合材料快速发展。高功能化、超高性能化高功能化、超高性能化复合轻量化、智能化复合轻量化、智能化工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管
5、理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术第一章第一章 零件对材料的性能要求零件对材料的性能要求金属材料金属材料有机高分子材料有机高分子材料复合材料复合材料 陶瓷材料陶瓷材料黑色金属黑色金属 有色金属有色金属轻有色金属轻有色金属 重有色金属重有色金属稀有金属稀有金属 铸铁铸铁碳钢碳钢合金钢合金钢 塑料塑料合成橡胶合成橡胶 合成纤维合成纤维 有机胶粘剂及涂料有机胶粘剂及涂料硅酸盐材料硅酸盐材料 新型陶瓷新型陶瓷 非金属基复合材料非金属基复合材料 金属基复合材料金属基复合材料 机机械械工工程程材材料料 工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT1
6、92页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术功能材料：用于制造实现其他功能的零件的材料功能材料：用于制造实现其他功能的零件的材料 结构材料：用于制造实现运动和传递动力的零件结构材料：用于制造实现运动和传递动力的零件 机械机械工程工程材料材料金属材料：具有良好的金属材料：具有良好的导电性导
7、电性、导热性导热性、在具有、在具有较高的强度较高的强度 的同时，具有的同时，具有良好的塑性成形性良好的塑性成形性、铸造性铸造性、切削切削 加工加工和和电加工性电加工性等加工性能；通过等加工性能；通过热处理热处理及及表面表面 改性改性可以大幅度可以大幅度(成倍）改变其性能；成倍）改变其性能；1.2 1.2 工程材料的特征工程材料的特征工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其
8、成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术有机高分子材料：有机高分子材料：密度小、强度低（比强度高，高于钢铁）密度小、强度低（比强度高，高于钢铁）较高的弹性较高的弹性，良好的电绝缘性能良好的电绝缘性能，优良的优良的 减摩减摩、耐磨和自润滑性能耐磨和自润滑性能，优良的耐腐蚀优良的耐腐蚀 性能（超过不锈钢），优良的透光性和隔性能（超过不锈钢），优良的透光性和隔 热、隔音性热、隔音性，加工性好，成本低加工性好，成本低，但是易，但是易老化老化。注：注：老化作用老化作用
9、：高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由：高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受各种环境因素的作用而导致性能逐渐变坏，以致丧失使于受各种环境因素的作用而导致性能逐渐变坏，以致丧失使用价值的现象。用价值的现象。【轮胎发生的龟裂、玻璃纤维（起毛）轮胎发生的龟裂、玻璃纤维（起毛）】工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)
10、工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术陶瓷材料：是无机非金属材料，是有一种或多种金属或非金属元素陶瓷材料：是无机非金属材料，是有一种或多种金属或非金属元素 形成的具有强离子键或共价键的化合物。形成的具有强离子键或共价键的化合物。优点：熔点高、硬度高、化学稳定性高，弹性模量大，具有优点：熔点高、硬度高、化学稳定性高，弹性模量大，具有 耐高温、耐腐蚀、耐磨损、绝缘、热膨胀系数小；耐高温、耐腐蚀、耐磨损、绝缘、热膨胀系数小；缺点：但是抗压不抗拉，脆性大，不易加工成形；缺点：但是抗压不抗拉，脆性大，不易加工成形；复合
11、材料：能充分发挥其组成材料的各自长处，同时在一定程度上复合材料：能充分发挥其组成材料的各自长处，同时在一定程度上 克服它们的弱点；克服它们的弱点；工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术1.3 1
12、.3 金属材料的主要性能金属材料的主要性能 机械零件在使用过程中，要受到机械零件在使用过程中，要受到诸如拉伸、压诸如拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切以及缩、弯曲、扭转、剪切以及热负荷热负荷诸如高温蠕变、热应力产诸如高温蠕变、热应力产生的热疲劳和生的热疲劳和环境介质的作用环境介质的作用诸如腐蚀、摩擦损失，并且还诸如腐蚀、摩擦损失，并且还要传递力和能。要传递力和能。因此，作为构成机械零件的金属材料，应具备良好的力因此，作为构成机械零件的金属材料，应具备良好的力学性能、物理性能、和化学性能以防止零件早期失效，同时学性能、物理性能、和化学性能以防止零件早期失效，同时还要有良好的工艺性能还要有良好的工艺性能
13、 。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术1.3.1 1.3.1 金属的力学性能金属的力学性能 金属的力学性能：材料在外力作用下表现出来的特性，如弹性、塑性、强度、硬度和韧性等。表征和判定金属力
14、学性能所用的指标和依据称为金属力学性能的判据。高温蠕变疲劳强度低应力脆断弹性强度韧性硬度刚度塑性金属力学性能工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术1 1 弹性弹性：即物体在外力作用下改即物体在外
15、力作用下改变其形状和尺寸，当外变其形状和尺寸，当外力卸除后物体又回复到力卸除后物体又回复到原始形状和尺寸的特性。原始形状和尺寸的特性。弹性的判据可通过弹性的判据可通过来测定。来测定。图图1 11 1 拉伸曲线及拉伸试样拉伸曲线及拉伸试样 拉伸试验拉伸试验:即静拉伸力对试样即静拉伸力对试样轴向拉伸轴向拉伸,测量力和相应的伸测量力和相应的伸长长,一般拉至断裂以测定其力一般拉至断裂以测定其力学性能的试验。学性能的试验。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安
16、全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术图12 低碳钢拉伸曲线 弹性极限：弹性极限：即金属材料不产生塑性即金属材料不产生塑性变形时所能承受的最大应力。拉伸曲变形时所能承受的最大应力。拉伸曲线线p p点对应的应力点对应的应力pp为弹性极限：为弹性极限：p=Fp/So p=Fp/So 式中式中 p p 弹性极限（弹性极限（MPaMPa）；）；Fp Fp 试样产生完全弹性变形时的试样
17、产生完全弹性变形时的最大外力（最大外力（N N）；）；So So 试样原始横截面积（试样原始横截面积（mmmm2 2）。）。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术 2 2 刚度：刚度：即材料抵抗
18、弹性变形的能力。即材料抵抗弹性变形的能力。刚度的大小以弹性模量来衡量，弹性模量在拉伸刚度的大小以弹性模量来衡量，弹性模量在拉伸曲线上表现为曲线上表现为oeoe段的斜率，即：段的斜率，即：E=/E=/式中式中 EE弹性模量（弹性模量（MPaMPa）；）；应力（应力（MPaMPa）；）；应变。应变。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(P
19、PT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术3 3 强度：强度：即金属抵抗永久变形和断裂的能力。即金属抵抗永久变形和断裂的能力。（1 1）屈服点）屈服点 屈服点：即试样在拉伸过程中力不断增加（保持恒定）仍屈服点：即试样在拉伸过程中力不断增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）时的应力。在拉伸曲线上能继续伸长（变形）时的应力。在拉伸曲线上s s点对应的点对应的应力为屈服点。应力为屈服点。s=Fs/S0s=Fs/S0 式中式中 ss屈服点（屈服点（MPa MPa）；）；FsFs试样开始产生屈服现象时的（试样
20、开始产生屈服现象时的（N N）；）；S0S0试样原始横截面积（试样原始横截面积（mmmm2 2）。）。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术(2)(2)抗拉强度：即试样拉断前承受的最大标称拉应力
21、。抗拉强度：即试样拉断前承受的最大标称拉应力。如图如图1-21-2所示，拉伸曲线上所示，拉伸曲线上b b点对应的应力为抗拉强度。点对应的应力为抗拉强度。b b=Fb/S0=Fb/S0 式中式中 b b抗拉强度（抗拉强度（MPaMPa）；）；FbFb试样断裂前所能承受的最大拉（试样断裂前所能承受的最大拉（N N）；）；S S0 0试样原始横截面积（试样原始横截面积（mmmm2 2 ）。）。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务
22、技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术4 4 塑性塑性 即断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。即断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。常用的塑性判据是伸长率和断面收缩率。常用的塑性判据是伸长率和断面收缩率。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPT
23、PPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术（1 1）伸长率）伸长率 即试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。即试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。=(L=(L1 1-L-L0 0)/L)/L0 0 100%100%式中式中 伸长率（伸长率（%）；）；L L1 1试样拉断后标距（试样拉断后标距（mm)mm)；L L0 0 试样原始标距（试样原始标距（mm)mm)。工程材料及其成形技术基础培训
24、教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术（2 2）断面收缩率：即试样拉断后，缩颈处横截面积的最大断面收缩率：即试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始的横截面积的百分比。缩减量与原始的横截面积的百分比。=（S0-S1S0
25、-S1）/S0/S0100%100%式中式中 断面收缩率（断面收缩率（%）；）；S1S1试样的原始截面积（试样的原始截面积（mmmm2 2）S0S0试样拉断后缩颈处的最小横截面积（试样拉断后缩颈处的最小横截面积（mmmm2 2)。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工
26、作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术5 5 硬度硬度 即材料抵抗局部变形的能力。即材料抵抗局部变形的能力。硬度是材料抵抗塑性变形、压痕的能力，是衡量金属软硬度是材料抵抗塑性变形、压痕的能力，是衡量金属软硬的判据，也是表征力学性能的一项综合指标。硬的判据，也是表征力学性能的一项综合指标。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基
27、础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术（1 1）布氏硬度试验）布氏硬度试验 动画演示布氏硬度试验：用一定直径的球体（钢球或硬质合金球）以相应的实验力压入试样表面，经规定时间后卸除实验力，用测量的表面压痕直径计算硬度的一种压痕硬度试验。布氏硬度的工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程
28、材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术（2）洛氏硬度试验（动画演示)即在初始试验力及总试验力先后作用下，将压头压入试样表即在初始试验力及总试验力先后作用下，将压头压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量计算硬度的一种压痕硬度试验。增量计算硬度的一种压痕硬度试验。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(
29、PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术n6 6 韧性韧性 即金属在断裂前吸收变形能量的能力。常采用夏比冲击试即金属在断裂前吸收变形能量的能力。常采用夏比冲击试验来测定材料的韧性。验来测定材料的韧性。(h1-h2)/A 式中式中 冲击韧度（冲击韧度（J/cmJ/cm2 2）试
30、样的冲击吸收功（试样的冲击吸收功（J)J)缺口底部横截面积缺口底部横截面积(mm(mm2 2)摆锤重量摆锤重量(Kg)(Kg)h h1 1摆锤举起高度摆锤举起高度(m)(m)h h2 2击断试样后升起高度击断试样后升起高度(m)(m)图图3 3 夏比冲击试验夏比冲击试验工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教
31、材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术 金属材料的物理、化学性能金属材料的物理、化学性能包括密度、熔点、导电性、包括密度、熔点、导电性、导热性、磁性、热膨胀性、导热性、磁性、热膨胀性、耐热性和耐蚀性、光学性能耐热性和耐蚀性、光学性能等。等。机械零件的用途不同，对机械零件的用途不同，对材料的物理、化学性能要求材料的物理、化学性能要求也不同也不同 。光学性能耐腐蚀导热性磁性耐热性热膨胀性导电性熔点密度金属的理化性能1.3.2 1.3.2 金属材料的物理、化学性能金属材料的物理、化学性能工程材料及其成形技术基础培训教材工程材
32、料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术n金属的工艺性能金属的工艺性能：即金属即金属材料对加工工艺的适应性材料对加工工艺的适应性。n 按加工方法不同，可按加工方法不同，可分为铸造性能、塑性成形分为铸造性能、塑性成形性、焊接性、切削加工
33、性、性、焊接性、切削加工性、热处理工艺性等。热处理工艺性等。金属的各种工艺性能将金属的各种工艺性能将在以后的有关章节中作详在以后的有关章节中作详细介绍。细介绍。铸造性塑性成形性焊接性金属的金属的工艺性能工艺性能1.3.3 1.3.3 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教
34、材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术1.1.常用的力学性能判据各用什么符号表示？它们的物常用的力学性能判据各用什么符号表示？它们的物 理含义各是什么？理含义各是什么？2.2.测定下列材料或零件的硬度宜采用何种硬度指标？测定下列材料或零件的硬度宜采用何种硬度指标？热轧钢坯 青铜铸件 淬硬钢齿轮 薄铝板 灰铸铁思思 考考 题题33工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义
35、PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术金属材料金属材料高分子材料高分子材料复合材料复合材料陶瓷材料陶瓷材料固体固体材料材料第二章 材料的内部结构、组织与性能本章主要讲解本章主要讲解 金属材料金属材料的内部结构、组织与性能的内部结构、组织与性能2.1 2.1 固体材料的分类固体材料的分类工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作
36、培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术2.2 2.2 金属的晶体结构与结晶金属的晶体结构与结晶 按原子排列的特征，可将固体金按原子排列的特征，可将固体金属物质分为属物质分为 晶体晶体 和非晶体两大类。和非晶体两大类。n晶体：晶体：物质内部的原子是按一定的物质内部的原子是按一定的次序有规律排列的。
37、如金刚石、石墨次序有规律排列的。如金刚石、石墨等，等，固态金属固态金属一般属于晶体。一般属于晶体。n非晶体：非晶体内部的原子则是无规非晶体：非晶体内部的原子则是无规则排列的，如玻璃、松香和沥青等。则排列的，如玻璃、松香和沥青等。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作
38、培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术晶体晶体的特点：具有固定熔点，各向异性（单晶）特的特点：具有固定熔点，各向异性（单晶）特 征；征；非晶体非晶体的特点：无固定熔点，其是在一个温度范围的特点：无固定熔点，其是在一个温度范围内熔化，各方向上原子聚集密度大致相同，所以表现内熔化，各方向上原子聚集密度大致相同，所以表现各向同性；各向同性；晶体晶体与与非晶体非晶体在一定条件下互相转化。在一定条件下互相转化。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作
39、汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术2.2.1 2.2.1 金属的晶体结构金属的晶体结构n晶格晶格：为了便于理解和描述晶体中原子排列的规律，可以近似地将晶体为了便于理解和描述晶体中原子排列的规律，可以近似地将晶体中每一个原子看成是一个点，并将各点用假想的线连接起来，就得到一中每一个原子看成是一个点，并将各点用假想的线连接起来，就得到一个空间骨架，简称晶
40、格，如图个空间骨架，简称晶格，如图1-4(b)1-4(b)所示。所示。n晶胞晶胞：即晶格中最小的几何单元。即晶格中最小的几何单元。图图4 4 晶体结构示意图晶体结构示意图晶体结构晶体结构晶格晶格晶胞晶胞工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培
41、训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术常见的金属晶体结构有、和等三种类型。.体心立方晶格体心立方晶格 体心立方的晶格是一个体心立方的晶格是一个立方体立方体，其中心和八个角上各有一，其中心和八个角上各有一个原子，如图个原子，如图1 15 5所示。所示。属于这类晶格的金属有属于这类晶格的金属有-Fe-Fe、CrCr、WW、V V等。它们都具有较好的塑性和较大的强度。等。它们都具有较好的塑性和较大的强度。图图5 5 体心立方球体模型及其晶格体心立方球体模型及其晶格工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训
42、课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术2.2.面心立方晶格面心立方晶格 面心立方晶格的晶胞也是面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，其六个面中心和一个立方体，其六个面中心和八个角上各有一个原子，如图八个角上各有一个原子，如图1 15 5所示。属于这类晶格的金所示。属于这类晶格的金属有属有 -Fe-Fe、CuCu、AlAl、Ni
43、Ni等。等。n它们都具有较好的塑性。它们都具有较好的塑性。图图1 16 6 面心立方球体模型及其晶胞面心立方球体模型及其晶胞工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术.密排六方晶格密排六方晶格 密排
44、六方晶格的晶胞是一个六密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，其上下底面的中心和十方柱体，其上下底面的中心和十二个角上各有一个原子，且在六二个角上各有一个原子，且在六方柱体的中间还有三个原子，如方柱体的中间还有三个原子，如图图1 17 7所示。属于这类晶格的金所示。属于这类晶格的金属有属有g g、n n、d d、e e等。等。n 这类金属塑性较差。这类金属塑性较差。图图1 17 7 密排六方球体模型及其晶胞密排六方球体模型及其晶胞工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管
45、理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术 实际金属实际金属结构并不结构并不像晶体那像晶体那样规律和样规律和完整，存完整，存在在晶体缺晶体缺陷陷。空位、间隙原子和置换原子（点缺陷）空位、间隙原子和置换原子（点缺陷）:导致金属的强度、电阻等增加，塑性下降，导致金属的强度、电阻等增加，塑性下降，是是固溶强化固溶强化的主要原因。的主要原因。错位（线缺陷）：高密度的线缺陷是导
46、致错位（线缺陷）：高密度的线缺陷是导致加工硬化加工硬化 的主要原因之一；的主要原因之一；无数的位错滑动无数的位错滑动导致晶体产生导致晶体产生 宏观塑性变形宏观塑性变形。晶界（面缺陷）：晶界处的能量较高，稳定性差，熔晶界（面缺陷）：晶界处的能量较高，稳定性差，熔点低，易受腐蚀；在常温下晶界对位错的移动有阻碍点低，易受腐蚀；在常温下晶界对位错的移动有阻碍作用。晶粒越细（晶粒细化），晶界对塑性变形的抗作用。晶粒越细（晶粒细化），晶界对塑性变形的抗力越大，同时晶粒的变形越均匀，致使力越大，同时晶粒的变形越均匀，致使强度、硬度越强度、硬度越高，塑性、韧性越好；在高温下的稳定性差，晶粒越高，塑性、韧性越好
47、；在高温下的稳定性差，晶粒越细，高温性能就越差。细，高温性能就越差。实际实际金属金属结构结构工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术2.2.2 2.2.2 金属的结晶过程金属的结晶过程、金属的结晶
48、、金属的结晶n 即液态金属凝固时原子即液态金属凝固时原子占据占据晶格的规定位置形成晶体的晶格的规定位置形成晶体的过程。过程。纯金属的结晶过程可通过热分析实验法得到的温度与时间纯金属的结晶过程可通过热分析实验法得到的温度与时间的关系曲线，即的关系曲线，即冷却曲线冷却曲线来表示，如图来表示，如图1-81-8所示。所示。工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教
49、材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术图图1-8 1-8 纯金属的冷却曲线纯金属的冷却曲线T0 T0 理论结晶温度理论结晶温度TnTn实际结晶温度实际结晶温度TT过冷度过冷度T温度温度T0Tn时间时间工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术工程材料及其成形技术基础培训教材工程材料及其成形技术基础
50、培训教材(PPT192(PPT192页页)工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义工作培训教材工作汇报课件管理培训课件安全培训讲义PPTPPT服务技术服务技术2 2、过冷、过冷：即熔融金属冷却到平衡的凝固点以下而没有发生凝固即熔融金属冷却到平衡的凝固点以下而没有发生凝固,而是必须而是必须冷却至理论结晶温度以下的某个温度开始结晶的现象。冷却至理论结晶温度以下的某个温度开始结晶的现象。过冷度过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差值称为过冷度。理论结晶温度与实际结晶温度的差值称为过冷度。即：即：T=T0-TnT=T0-Tn式中式中 TT过冷度（过冷度（）；）；T0 T0 金属的理论结晶温度（
