金属工艺学;绪 论;课程的性质、任务和要求;第一篇 金属材料的基础知识;第一节 金属材料的力学性能 ;一、强度与塑性 ;低碳钢拉伸曲线;;;强度指标;2.抗拉强度
抗拉强度是指试样拉断前承受的最大应力值,用符号σb表示,单位为Mpa,即
σb= Fb / A0 (Mpa )
式中:Fb—试样承受的最大载荷,N;
A0—试样原始横截面积,mm2。 ;屈服点应力(屈服强度)和抗拉强度在设计机械和选择、评定金属材料时有重要意义 。 机械零件多以σs作为强度设计的依据。
对于脆性材料,在强度???算时,则以σb为依据。
;塑性指标;(2) 断面收缩率φ?
断面收缩率是指试样拉断后断面处横截面积的相对收缩值。
φ= (A0-A1)/A0 ×100%
式中:A0—试样的原始截面积(mm2)
A1—试样断面处的最小截面积(mm2)
δ和φ愈大,则塑性愈好。良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。
;二、硬度;布氏硬度;洛氏硬度;布氏硬度与洛氏硬度的特点比较 ;洛氏硬度的特点:
洛氏硬度HR可以用于硬度很高的材料,而且压痕很小,几乎不损伤工件表面,故在钢件热处理质量检查中应用最多。
但洛氏硬度由于压痕较小,硬度代表性就差些,如果材料中有偏析或组织不均的情况,则所测硬度值的重复性也差。 ;三、冲击韧度(ak) ;金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力叫做冲击韧度。常用一次摆锤冲击试验来测定金属材料的冲击韧度(大能量、一次冲断)。
试验表明,在冲击载荷不太大的情况下,金属材料承受多次重复冲击的能力,主要取决于强度。
冲击值对组织缺陷很敏感,因此冲击试验是生产上用来检验冶炼、热加工、热处理等工艺质量的有效方法。;夏比冲击试验
试验原理 ;标准冲击试样有两种,一种是夏比U形缺口试样,另一种是夏比V形缺口试样
同一条件下同一材料制作的两种试样,其U形试样的a k值明显大于V形试样的a k,所以这两种试样的值a k不能相互比较。对于脆性材料试样一般不开缺口。;四、疲劳强度; 金属材料在无数次重复或交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力,叫做疲劳强度。
材料的疲劳强度通常在旋转对称弯曲疲劳试验机上测定。 ;在循环载荷作用下,材料承受一定的循环应力σ和断裂时相应的循环次数N之间的关系可以用曲线来描述,即σ-N之间的关系曲线,称疲劳曲线;;GM-KD5025数控龙门磨床床身(41T);金属熔化;
二、铸造的特点:
1、能制成形状复杂,特别是具有复杂内腔的毛坯;
2、铸件重量及所用合金几乎不受限制;
3、铸件的切削加工余量较小、成本低。因此,得到了广泛的应用。
但是:
1、抗拉强度和冲击韧性不如锻、焊件。
2、工艺复杂,故废品率高。;第一节 液态合金的充型一、充型概念:液态合金填充铸型的过程,简称充型。液态合金充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力,称为液态合金的充型能力。二、充型能力的影响因素: 1、合金的流动性(常用螺旋形试样长度来衡量):流动性愈好,充型能力愈好,愈便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。;1)、合金流动性的测定:用“螺旋形试样”的长度来衡量。在相同浇注条件下,试样愈长,流动性愈好。
2)、影响合金流动性的因素:主要是合金的化学成分。液相线与固相线间的距离(T液-T固)称为结晶间隔。;铸件的凝固方式; 合金的结晶温度范围
2、影响凝固方式的主要因素 合金性质
铸件的温度梯度 铸型的蓄热能力
浇注温度
二、铸造合金的收缩
铸造合金在浇注、凝固、直至冷却到室温的过程中,其体积或尺寸缩减的现象称为收缩。
1、收缩的实质:按空穴理论,随着温度的下降合金中空穴的数量 少,原子间距缩短,使其体积和尺寸缩小。
液态收缩ε液:T浇~T液的收缩,T浇越大, ε液则越大
2、收缩的分类 凝固收缩ε凝:T液~T固的收缩,结晶间隔越大,ε凝则越大
固态收缩ε固:T固~室温的收缩,与合金的线膨胀系数有关。;三、铸件中的缩孔与缩松:
1、缩孔和缩松的形成:
液态合金在冷凝过程中,若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补足,则在铸件最后凝固部位形成一些孔洞,按孔洞的大小和分布,分为缩孔和缩松。
1)、缩孔:集中在铸件上部或最后凝固的部位容积较大的孔洞。
特征:多呈倒圆锥形,内表面粗糙,通常隐藏在铸件内层,有时暴露于表面。;2)、缩松:分散在铸件某区域内的细小缩孔,称为缩松。分宏观缩松和