机械制造 基础
材料成型工艺(1)
参考书目
金属工艺学（上、下册） 邓文英 主编 高等教育出版社
机械工程与技术
Serope Kalpakjian/ Steven R.Schmid 机械工业出版社
Manufacturing Engineering and Technology
— Hot processes
— Metal Cutting & Machine Tools
材料成型工艺(1)
绪论
一、本课程的性质和内容 二、机械制造技术的发展及其作用 三、本课程的学习目的和学习方法
材料成型工艺(1)
一、本课程的性质和内容
1、本课程的性质
机电类专业的主干专业基础课
2、本课程的内容
机械制造： 将原材料制成零件的毛坯，将毛坯加工成机械零件， 再将零件装配成机器的整个过程。
Ψ=(A0-A1)/A0 x 100%
A0:试件原横截面积。 A1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。
材料成型工艺(1)
2 硬度
1、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。 它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法 有关。 2、硬度的测试方法
（1）布氏硬度 （2）洛氏硬度 （3）维氏硬度
1 工程材料导论
1.1工程材料的性能
1、工程材料的性能 使用性能：指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性 能、物理性能和化学性能。 工艺性能：指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加 工和热处理的性能。
包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削 加工性能和热处理工艺性能等。
2、工程材料力学性能 指材料在外力作用下表现出来的性能，主要有强度、塑性、
（1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）（2） 可测的硬度值不高（3）不测试成品与薄件（4）测量费时，效率低
4、测量范围
用于测量灰铸铁、结构钢材、料非成型铁工金艺(属1) 及非金属材料等.
2 硬度
二、洛氏硬度
1、洛氏硬度试验（洛氏硬度计）
原理: 用金刚石圆锥或淬火 钢球，在试验力的作用下压入试 样表面，经规定时间后卸除试验 力，用测量的残余压痕深度增量 来计算硬度的一种压痕硬度试验。
用于测量淬火钢、硬质合材金料成等型材工艺料(1.)
2 硬度刚石四棱锥体压头，使用很小试验力F （49.03-980.07N）压入试样表面，测出压痕对角线长度d。
2、维氏硬度值 用压痕对角线长度表示。如：640HV。
3、优缺点
（1）测量准确，应用范围广（硬度从极软到极硬）（2）可测成 品与薄件（3）试样表面要求高，费工。
（1）人类社会的划分是以材料为依据的 （2）我国古代在材料和机械制造方面的辉煌成就
材料成型工艺(1)
三、本课程的学习目的和学习方法
1、目的
（1）了解和掌握常用的工程材料； （2）了解和掌握铸造、锻造、焊接、切削加工和特种加工； （3）熟悉机械制造全过程，并了解现代机械制造技术。
2、学习方法
材料成型工艺(1)
材料成型工艺(1)
2 硬度
一、布氏硬度
1、布氏硬度试验（布氏硬度计）
原理:用一定直径的球体（淬火钢球 或硬质合金球）以相应的试验力压入待 测材料表面，保持规定时间并达到稳定 状态后卸除试验力，测量材料表面压痕 直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验 方法。
2、布氏硬度值 用球面压痕单位面积上所承受有平均压力 表示。 如：120HBS 3、优缺点
Manufacturing Engineering and Technology
— Machining
制造技术
P N Rao 机械工业出版社
Manufacturing Technology
— Foundry, Forming and Welding
Manufacturing Engineering and Technology
1 强度与塑性
一、强度的指标
强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。
1、屈服强度
s
Fs A0
σs 材料产生屈服现象时的最小应力
Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N） A0 ：试样原始横截面积（mm）
2、抗拉强度
指试样拉断前所承受的最大拉应力。 其物理意义是在于它反映了最大均匀变形的抗力。
b
Fb A0
σ σ 当材料的内应力 ＞ b时，材料将产生断裂。 σb常用作脆性材料的选材和设计的依据。
设计图纸 工艺文件
原材料
生铁，钢锭， 型材
铸造 铸件 塑性成形 锻件；冲压件 连接成形 焊接件
下料 型材坯料
车、钳、铣、刨、磨、特
切削加工 热处理
零件
装配
机械产品
材料成型工艺(1)
二、机械制造技术的发展及其作用
1、作用：
机械制造技术是国民经济的支柱产业，是衡量一个国 家现代化程度的重要标志之一。
2、机械制造技术的发展史
材料成型工艺(1)
1 强度与塑性
二、塑性指标
塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是 断后伸长率和断面收缩率。
1、断后伸长率 指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。
δ=(L1-L)/L x 100%
L:标距 L1:拉断后的试件标距。将断口密合在一起，用卡尺直接量出。 2、断面收缩率 指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。
4、测量范围
常用于测薄件、镀层、化学热处理后的表层等。
材料成型工艺(1)
3 韧性
定义：金属材料断裂前吸收的变形能量。
冲击韧度：缺口处单位截面 积上所吸收的冲击功
ak
Ak A
(J/cm 2)
式中：
ak－冲击韧度;
2、洛氏硬度值 用测量的残余压痕深度表示。可从表盘上直接读
出。根据所用压头计载荷的不同，分为HRA、HRB、HRC，其中HRC最为
常用。如：50HRC 3、优缺点
（1）试验简单、方便、迅速（2）压痕小，可测成品，薄件（3）数据 不够准确，应测三点取平均值（4）不应测组织不均匀材料，如铸铁。
4、测量范围
硬度、冲击韧度和疲劳强度等。
材料成型工艺(1)
1 强度与塑性
拉伸试验： F<Fe：弹性变形 Fe：弹性极限载荷 Fe <F< Fs：发生部分塑性变形 Fs： 屈服载荷， S：屈服点 Fs <F< Fb：明显塑变，抗力增加 F> Fb：载荷下降，变形增加 Fk：断裂，强度极限载荷。
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