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1、2.1 金属材料的力学性能金属材料的力学性能2.1.12.1.1硬度硬度材料抵抗局部材料抵抗局部塑性变形塑性变形能力的性能指标能力的性能指标布氏硬度 HBW HBS洛氏硬度HR硬质合金球压头测出的硬度值钢球压头测出的硬度值HRC 应用最广泛黑色黑色金属金属铸铁铸铁含碳量大于含碳量大于2.06的铁碳合金；的铁碳合金；制作底座、支架、工作台制作底座、支架、工作台合金钢合金钢为改善钢的性能，在钢中加入一种或数为改善钢的性能，在钢中加入一种或数种合金元素的钢种合金元素的钢铬锰镍硅铝钨铬锰镍硅铝钨碳素钢碳素钢含碳量含碳量0.04%-1.7的铁碳合金称的铁碳合金称为钢为钢2.2 常用金属材料常用金属材料碳
2、素钢分类碳素钢分类含碳量小于含碳量小于0.25%低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢1 1、按钢中的含碳量分类、按钢中的含碳量分类含碳量在含碳量在0.25%0.6%之间之间含碳量大于含碳量大于0.6%碳素钢分类碳素钢分类含硫小于含硫小于0.055%，含磷小于，含磷小于0.045%普通碳素钢普通碳素钢优质碳素钢优质碳素钢高级优质碳素钢高级优质碳素钢2 2、按钢的质量分类、按钢的质量分类含硫小于含硫小于0.045%，含磷小于，含磷小于0.04%含硫小于含硫小于0.03%，含磷小于，含磷小于0.035%碳素钢分类碳素钢分类Q255、Q275一般工程结构、建筑一般工程结构、建筑结构结构 一般机械零件一
3、般机械零件 价格低廉价格低廉碳素结构钢碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢碳素工具钢3 3、按用途分类、按用途分类钢号钢号10、15、20、85 制制造较为重要的零部件造较为重要的零部件T8、T12A（高级优质碳素工（高级优质碳素工具刚）具刚）制造锻工、木工、钳制造锻工、木工、钳工工具和小型模具工工具和小型模具有色有色金属金属形状记形状记忆合金忆合金在宇航、电子、医疗等方面应用在宇航、电子、医疗等方面应用铜及铜铜及铜合金合金不宜制造结构零件，常制作不宜制造结构零件，常制作电元件和耐磨件，价格贵电元件和耐磨件，价格贵纯铜纯铜铜与锌合金，铜与锌合金，H80、H59(铜含量铜含量)、HP
4、b59-1、HMn58-2（特殊）（特殊）黄铜黄铜铜与锡铅等元素的合金铜与锡铅等元素的合金锡青铜（铜锡合金）锡青铜（铜锡合金）无锡青铜（含铝铍锰等元素）无锡青铜（含铝铍锰等元素）青铜青铜铝及铝铝及铝合金合金铸铝合金铸铝合金变形铝合金变形铝合金超硬铝合金超硬铝合金非金属非金属材料材料工程塑料工程塑料陶瓷材料陶瓷材料密度小，质量轻，耐腐蚀性好，密度小，质量轻，耐腐蚀性好，易加工；易加工；硬度高、耐高温、抗氧化、耐腐硬度高、耐高温、抗氧化、耐腐复合复合材料材料橡橡 胶胶耐腐蚀性好，耐磨损和耐放射性；耐腐蚀性好，耐磨损和耐放射性；高比强度、高比刚度、耐热、耐高比强度、高比刚度、耐热、耐疲劳等性能疲劳等
5、性能2.3 常用非金属材料常用非金属材料树脂树脂+纤维纤维 航空航空 航天航天 如战斗机如战斗机 直升机直升机 人造卫星等人造卫星等 高尔夫球棒高尔夫球棒 网球拍网球拍 赛艇等赛艇等像钢一样强像钢一样强 金刚石一样硬金刚石一样硬 铝一样轻铝一样轻 用于密封件用于密封件 轴承轴承 刀具中刀具中2.4 钢的热处理钢的热处理钢的热处理：钢的热处理：将钢在固态范围内施以不同形式的加热、保温和冷将钢在固态范围内施以不同形式的加热、保温和冷却，从而改变（或改善）其组织结构以达到预期性却，从而改变（或改善）其组织结构以达到预期性能的操作工艺。能的操作工艺。普通热普通热处理处理退火退火将钢加热稍高于临界温度保
6、持一定时间将钢加热稍高于临界温度保持一定时间缓慢冷却；缓慢冷却；目的：软化钢件，以利于切削，细化晶粒，目的：软化钢件，以利于切削，细化晶粒，改善组织以提高化学性能；消除残余应力，改善组织以提高化学性能；消除残余应力，以防止变形、干裂；以防止变形、干裂；正火正火淬火淬火回火回火将钢加热稍高于临界温度保持一定时间将钢加热稍高于临界温度保持一定时间在空气中冷却；在空气中冷却；目的：强度硬度比退火后高；利于切削加目的：强度硬度比退火后高；利于切削加工工将钢加热高于临界温度保温在水或油将钢加热高于临界温度保温在水或油中迅速冷却；中迅速冷却；目的：提高零件硬度和耐磨性；目的：提高零件硬度和耐磨性；将淬火后
7、零件重新加热低于临界温度将淬火后零件重新加热低于临界温度保温在水或油中迅速冷却；保温在水或油中迅速冷却；目的：消除淬火时冷却过快产生的内应力；目的：消除淬火时冷却过快产生的内应力；是淬火后必须程序；是淬火后必须程序；表面热表面热处理处理表面淬火表面淬火化学热化学热处理处理快速加热迅速冷却快速加热迅速冷却目的：目的：使表面变硬；内部塑性和韧使表面变硬；内部塑性和韧性较好；齿轮、蜗杆、丝杆、性较好；齿轮、蜗杆、丝杆、轴颈；轴颈；将工件在一定介质中将工件在一定介质中加热和保温加热和保温使使介质中介质中活性原子渗入活性原子渗入表层改变表层表层改变表层化学成分和组织化学成分和组织使具有特殊的使具有特殊的
8、力学力学或物理化学性能；渗碳；氮化；氰化或物理化学性能；渗碳；氮化；氰化金属零件的金属零件的表面精饰表面精饰电镀电镀化学处理化学处理涂漆涂漆目的：在金属表面加覆盖层，目的：在金属表面加覆盖层，以达到以达到防腐、改善性能和装防腐、改善性能和装饰饰作用；作用；2.5 机械零件的选材机械零件的选材2.5.1 2.5.1 选材的一般原则选材的一般原则1 1分析零件的工作条件，确定使用性能分析零件的工作条件，确定使用性能2 2进行失效分析，确定使用性能进行失效分析，确定使用性能3 3从零件使用性能要求提出对材料的性能的要求从零件使用性能要求提出对材料的性能的要求 2.5.2 2.5.2 工艺性原则工艺性原则 1 1铸造性能铸造性能 2 2压力加工性能压力加工性能 3 3焊接性能焊接性能 4 4切削加工性能切削加工性能5 5热处理工艺性能热处理工艺性能 2.5.3 2.5.3 经济性原则经济性原则1.1.材料的价格材料的价格2 2材料的加工费用材料的加工费用 2.5.4 2.5.4 选材的一般步骤和应注意的问题选材的一般步骤和应注意的问题 1 1选材的一般步骤选材的一般步骤 2 2选材应注意的问题选材应注意的问题