[工學(xué)]1金屬材料成形基礎(chǔ)第一篇-wenkub
2023-04-06 00:02:53 本頁(yè)面
【正文】 ) 20～ 100 軟鋼、銅合金、鋁合金、可鍛鑄鐵 C HRC 金剛石圓錐 1471 (150) 20～ 70 淬火鋼、調(diào)制鋼、深層表面硬化鋼 常用洛氏硬度標(biāo)尺的實(shí)驗(yàn)條件和應(yīng)用 ＨＲ前面為硬度數(shù)值 ， 后面為使用的標(biāo)尺 。 計(jì)算公式： ）（ 222dDDDFSFHB???? ? (2)測(cè)定條件 壓頭為淬火鋼球，適于測(cè)定硬度在 450以下的材料，如結(jié)構(gòu)鋼、鑄鐵及非鐵合金等，以 HBS表示 ；壓頭為硬質(zhì)合金，以 HBW表示，適于測(cè)定硬度值在 450以上的材料，最高可測(cè) 650HBW。 它是衡量材料軟硬程度的力學(xué)性能指標(biāo)。 5. 塑性 常用 δ 和 ψ 作為衡量塑性的指標(biāo) 。 它表征了材料抵抗微量塑性變形的能力。 其大小反映材料剛度大小。 三、材料在靜載荷作用下的 主要力學(xué)性能指標(biāo) 靜載荷是指加載方式不影響材料的變形行為，加載速率較為緩和的載荷。 材料在載荷作用下 ， 對(duì)于塑性材料來(lái)說(shuō)會(huì)產(chǎn)生彈性變形 ， 塑性變形 ， 直至斷裂 。 當(dāng)物體受外力作用時(shí)產(chǎn)生了變形 ， 若除去外力， 物體發(fā)生的變形會(huì)完全消失 ， 恢復(fù)到原始狀態(tài)， 這種變形稱之為彈性變形 。 材料在靜載荷作用下的主要力學(xué)性能指標(biāo)有彈性，剛度 ,強(qiáng)度，塑性，硬度等性能指標(biāo)可通過(guò) 拉伸試驗(yàn) 和硬度試驗(yàn)測(cè)得。 材料在外力作用下抵抗彈性變形的能力稱為剛度。 σ b 材料在拉斷前所承受的最大應(yīng)力值，稱為抗拉強(qiáng)度，通常用 σ b表示，單位ＭＰ a 。 伸長(zhǎng)率： 材料在外力作用下 ， 產(chǎn)生永久變形而不引起破壞的能力 。材料的硬度越高其耐磨性就越好，并且材料的硬度與它的力學(xué)性能和工藝性能（如切削加工性、焊接性能等）之間存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以硬度是最常用的性能指標(biāo)之一。 (3)表示方法 例如： 120HBS10/1000/30 (4)適用范圍 鑄鐵、鑄鋼、非鐵金屬材料及熱 處理后鋼材毛坯或半成品。 最常用的是：ＨＲＡ ， ＨＲＢ ， ＨＲＣ三種 。的正四棱錐金剛石壓頭，在載荷的作用下，壓頭進(jìn)入試件表面，保持一定的時(shí)間后，卸除載荷，測(cè)量壓痕兩對(duì)角線長(zhǎng)度 d1和 d2， 求其平均值，用于計(jì)算壓痕表面積。 材料在動(dòng)載荷作用下的力學(xué)性能，包括沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。 疲勞斷裂 ： 零件在循環(huán)應(yīng)力作用下，在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后突然產(chǎn)生斷裂的過(guò)程。 一 金屬的結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 金屬及 合金 的結(jié)晶 1． 金屬鍵 由金屬正離子和自由電子之間相互作用而結(jié)合的方式稱為金屬鍵。 金屬原子移動(dòng)一定位置后 ， 金屬鍵不會(huì)遭到破壞 ， 使金屬具有很好的形變能力和強(qiáng)度 。 所有的金屬和合金都是晶體 晶格 — 原子排列形成的空間格子 晶胞 — 組成晶格最基本的單元 晶體： 非晶體： 原子作有序排列；有固定的熔點(diǎn)；各向異性。實(shí)際使用的金屬材料包含有許多外型不規(guī)則的小晶體，每個(gè)小晶體內(nèi)部的晶格位向都是一致的，而各小晶體之間位向卻不相同，稱多晶體。 按其幾何形狀的特點(diǎn)，晶體缺陷可分為以下三類： 1)點(diǎn)缺陷 ：是指三維尺寸都很小，不超過(guò)幾個(gè)原子直徑的缺陷。 位錯(cuò)是晶體中的某處有一列或若干列原子發(fā)生了某種有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。 亞晶界 ：亞晶粒之間的邊界叫亞晶界。 (1)表層細(xì)晶粒區(qū) 液態(tài)金屬?gòu)?qiáng)烈的過(guò)冷，形成大量自發(fā)晶核。 2)變質(zhì)處理 在金屬液結(jié)晶前，向金屬液中加入某些物質(zhì)（稱變質(zhì)劑），形成大量分散的固態(tài)微粒作為非自發(fā)形核界面，或起阻礙晶體長(zhǎng)大的作用，從而獲得細(xì)小晶粒，這種細(xì)化晶粒的方法，稱為變質(zhì)處理。 Fe、 Sn、 Ti、 Mn 溫度℃ 時(shí)間 1538 ℃ 1394 ℃ 912 ℃ 體心 面心 體心 Fe??Fe??Fe??Fe 金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變是金屬?gòu)囊环N晶格類型的固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格類型固態(tài)的轉(zhuǎn)變。 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同可將合金中的相分為 ： 固溶體 金屬化合物 固溶體 合金中晶體結(jié)構(gòu)與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同的固相。 三、合金的結(jié)晶 雖然純金屬在人類生活和生產(chǎn)中獲得了一定程度的應(yīng)用，但它們的性能遠(yuǎn)不能滿足多方面的需求。合金相圖就是以這些試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)而建立起來(lái)的。 在結(jié)晶的過(guò)程中只有液相和固相數(shù)量的變化 。 合金的結(jié)晶過(guò)程 以 CuNi合金相圖中 Ni的含量 ω Ni=40%為例說(shuō)明其結(jié)晶過(guò)程，當(dāng)液態(tài)合金緩慢冷卻到與液相線相交溫度時(shí)開(kāi)始結(jié)晶，此時(shí)溫度為 t1， 結(jié)晶出的固相 ω Ni為 α 1， α 1的含鎳量（ ω Ni） 大于 40%；冷卻到 t2時(shí)， L的成分 L2， α相的成分為 α 2； 當(dāng)合金冷卻完畢，全部為固相 α ， 此時(shí)固相成分 α 3即為合金自身的成分。 共晶轉(zhuǎn)變 指具有一定成分的液態(tài)合金，在一定溫度下，同時(shí)結(jié)晶出兩種不同的固相的轉(zhuǎn)變。 （ 4） 包晶相圖 兩組元在液態(tài)下無(wú)限互溶，在固態(tài)下有限溶解，并在結(jié)晶時(shí)發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變的相圖，稱為包晶相圖。
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