【正文】 抵抗能力越大，金屬材料的強(qiáng)度越高。材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力，稱為屈服強(qiáng)度。 有些金屬材料（如高碳鋼、鑄鋼等）沒有明顯的屈服現(xiàn)象，測定很困難。（2）抗拉強(qiáng)度 鋼材在拉伸時(shí)，材料在拉斷前所承受的最大應(yīng)力，稱為抗拉強(qiáng)度。σb的值越大，表示材料抵抗拉斷的能力越大。一般用拉伸試棒的延伸率和斷面收縮率來衡量。其計(jì)算方法如下：ψ=(S0S1)/ S0100％式中S0——試樣原始截面積，mm178。（3）冷彎試驗(yàn) 在船舶、鍋爐、壓力容器等工業(yè)部門，由于有大量的彎曲和沖壓等冷變形加工，因此常用冷彎試驗(yàn)來衡量材料在室溫時(shí)的塑性。硬度是衡量鋼材軟硬的一個(gè)指標(biāo)，根據(jù)測量方法不同，其指標(biāo)可分為布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HR）、維氏硬度（HV）。沖擊韌性值指試樣沖斷后缺口處單位面積所消耗的功，用符號(hào)αk表示。實(shí)際上并不可能作無數(shù)次交變載荷試驗(yàn)，所以一般試驗(yàn)時(shí)規(guī)定，鋼在經(jīng)受106～107次，有色金屬經(jīng)受107～108次交變載荷作用時(shí)不產(chǎn)生破裂的最大應(yīng)力，稱為疲勞強(qiáng)度，符號(hào)是σ1。第二節(jié) 常用金屬材料的牌號(hào)、性能和用途一、碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、性能和用途 碳素鋼簡稱碳鋼，%的鐵碳含金。（2）按鋼的質(zhì)量分類 根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)硫、磷含量多少可分為：①普通質(zhì)量鋼 S≤%，P≤%；②優(yōu)質(zhì)鋼S≤%，P≤%；③高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼S≤%，P≤%。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 因價(jià)格便宜，產(chǎn)量較大，大量用于金屬結(jié)構(gòu)和一般機(jī)械零件。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示該鋼平均含碳量的萬分之幾，%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。08～25鋼含碳量低，屬低碳鋼。這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后，能獲得較好的綜合性能。主要用來制造具有較高強(qiáng)度、耐磨性和彈性的零件。分類及編號(hào)（1）按用途分類合金結(jié)構(gòu)鋼 用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)的鋼；合金工具鋼 用于制造各種加工工具的鋼；特殊性能鋼 具有某種特殊物理、化學(xué)性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。（2）不銹鋼 不銹鋼是具有抗大氣、酸、堿、鹽等腐蝕作用的不銹耐酸鋼的統(tǒng)稱。①馬氏體型不銹鋼 具有較高的抗拉強(qiáng)度，較好的熱加工性和良好的切削加工性，但冷沖壓性和焊接性較差，耐蝕性較其他不銹鋼差。③奧氏體型不銹鋼18—8型鎳鉻鋼是典型的奧氏體不銹鋼。（3）耐熱鋼 耐熱鋼是指在高溫下具有一定熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)性的鋼。如各種加熱爐板、滲碳箱等。如鍋爐、汽輪機(jī)零件等，其用量非常大。鋁及鋁合金（1）工業(yè)純鋁 是銀白色的金屬，特性如下：①103kg／m3，僅為鐵的1／3，是輕金屬，熔點(diǎn)低（約為660℃）；②導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性較好，僅次于銀和銅；③抗大氣腐蝕性能好；④具有良好的塑性；⑤焊接性能和鑄造性能差。鋁合金按其成分和工藝特點(diǎn)，可分類如下：①形變鋁合金 特點(diǎn)是塑性好，適宜于進(jìn)行壓力加工，故稱形變鋁合金?！?50N／mm178。它在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，具有良好的力學(xué)性能，便于加工成型。純鈦具有兩種同素異構(gòu)結(jié)構(gòu)，可通過熱處理方式提高其強(qiáng)度。目前，廣泛應(yīng)用的是α型和α+β型鈦合金。鎂極易燃燒。鎂合金主要作航空結(jié)構(gòu)材料，還常用于制造通訊、照相等方面的零件。凡晶體都具有固定的熔點(diǎn)，其性能呈各向異性，而非晶體則沒有固定熔點(diǎn)，而且表現(xiàn)為各向同性。晶格是由許多形狀、大小相同的最小幾何單元重復(fù)堆積而成的。金屬的結(jié)晶過程由晶核產(chǎn)生和長大這兩個(gè)基本過程組成。這些外形不規(guī)則的晶體通常稱為晶粒。晶粒大小通常分為八級(jí)，一級(jí)最粗，八級(jí)最細(xì)。這類金屬在冷卻或加熱過程中，隨著溫度的變化，其晶格形式也要發(fā)生變化。（P35圖3—6）金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是一個(gè)重結(jié)晶過程，遵循著結(jié)晶的一般規(guī)律：有一定的轉(zhuǎn)變溫度；轉(zhuǎn)變時(shí)需要過冷；有潛熱產(chǎn)生；轉(zhuǎn)變過程也是由晶核形成和晶核長大來完成的。組元可以是金屬元素、非金屬元素或穩(wěn)定的化合物。在固態(tài)下，物質(zhì)可以是單相的，也可以是多相組成的。根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所處位置不同，可分為：（1）間隙固溶體 溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙之中而形成的固溶體。（2）置換固溶體 溶質(zhì)原子置換了溶劑晶格中某些結(jié)點(diǎn)位置上的溶劑原子而形成的固溶體，稱為置換固溶體。它是提高金屬材料力學(xué)性能的重要途徑之一。一般特點(diǎn)是熔點(diǎn)高、硬度高、脆性大，因此不宜直接使用?；旌衔锏男阅苋Q于各組成相的性能，以及它們分布的形態(tài)、數(shù)量和大小。由于鐵素體的含碳量低，所以鐵素體的性能與純鐵相似，即具有良好的塑性和韌性，強(qiáng)度和硬度也較低。 奧氏體的強(qiáng)度和硬度不高，但具有良好的塑性，是絕大多數(shù)鋼在高溫進(jìn)行鍛造和軋制時(shí)所要求的組織。按計(jì)算，其熔點(diǎn)為1227℃，不發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。珠光體 珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，用符號(hào)P表示。故珠光體的強(qiáng)度較高，硬度適中，具有一定的塑性。 萊氏體的力學(xué)性能和滲碳體相似，硬度高，塑性很差。第三節(jié) 常用熱處理方法的目的及實(shí)際應(yīng)用 鋼在固態(tài)下加熱到一定溫度，在這個(gè)溫度下保持一定時(shí)間，然后以一定冷卻速度冷卻到室溫，以獲得所希望的組織結(jié)構(gòu)和工藝性能，這種加工方法稱為熱處理。目的 ①降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工；②細(xì)化晶粒，均勻鋼的組織及成分，改善鋼的性能或?yàn)橐院蟮臒崽幚碜鳒?zhǔn)備；③消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。完全退火主要用于中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件、鑄件等。（3）去應(yīng)力退火 為了去除由于塑性變形、焊接等原因造成的以及鑄件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的退火稱為去應(yīng)力退火。二、正火定義 將鋼材或鋼件加熱到Ac3或Accm以上30℃～50℃，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。目的 是把奧氏體化的鋼件淬火成馬氏體，從而提高鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，更好地發(fā)揮鋼材的性能潛力。四、回火 定義 鋼件淬火后，再加熱到Ac1點(diǎn)以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。第四節(jié) 鑄鐵的熱處理方法 通常的熱處理方法只能改變灰鑄鐵和球墨鑄鐵的基體組織，而不能改變石墨的形狀和分布情況。對(duì)于形狀復(fù)雜及大型鑄件經(jīng)粗加工后，也應(yīng)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力退火。根據(jù)鑄鐵的原始組織和所要獲得的基本組織不同，可分為低溫和高溫石墨化退火兩種。保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)鑄件的化學(xué)成分、鑄件壁厚、原始硬度和所要求硬度來決定。三、提高力學(xué)性能與耐磨性的熱處理正火 鑄鐵正火的目的是鑄件中的鐵素體全部或部分轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，使鑄件獲得高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。（1）高溫正火 目的是獲得高的強(qiáng)度和耐磨性，但塑性和韌性較差。（2）低溫正火 低溫正火的目的是獲得較高的韌性、塑性和一定的強(qiáng)度。一般小件多在靜止空氣中冷卻，大件需要采用吹風(fēng)強(qiáng)制冷卻，甚至噴霧冷卻。 球墨鑄鐵經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，得到的組織為回火索氏體加球狀石墨，具有較好的綜合力學(xué)性能，故應(yīng)用于受力較復(fù)雜的零件及能部分代替40Cr制造柴油機(jī)的曲軸、連桿等其它重要零件。等溫淬火是提高球墨鑄鐵綜合力學(xué)性能的有效途徑，但它只能應(yīng)用于截面尺寸不太大的零件，而且鑄件的硬度偏高，機(jī)械加工困難。第五節(jié) 極限與配合及形狀和位置公差極限與配合一、零件的互換性同一規(guī)格的任一零件在裝配時(shí)不經(jīng)選擇或修配，就達(dá)到預(yù)期的配合性質(zhì)，滿足使用要求。實(shí)際尺寸通過測量所得到的尺寸極限尺寸允許尺寸變化的兩個(gè)界限值。公差帶圖 為了便于分析，一般將尺寸公差與基本尺寸的關(guān)系，按放大比例畫成簡圖，稱為公差帶圖。國家標(biāo)準(zhǔn)將公差等級(jí)分為20級(jí)：IT0IT0、IT1——IT18。對(duì)于一定的基本尺寸，公差等級(jí)愈高，標(biāo)準(zhǔn)公差值愈小，尺寸的精確程度愈高。根據(jù)實(shí)際需要，國家標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)孔和軸各規(guī)定了28個(gè)不同的基本偏差（如圖）?？椎幕酒顝腁H為下偏差，從JZC為上偏差。3）孔、軸的公差帶代號(hào)由基本偏差與公差等級(jí)代號(hào)組成，并且要用同一號(hào)字母書寫。極限與配合標(biāo)準(zhǔn)公差與基本偏差1）標(biāo)準(zhǔn)公差與公差等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)公差是指用以確定公差帶大小的任一公差。IT01——IT18，精度等級(jí)依次降低。國家標(biāo)準(zhǔn)把≤500mm的基本尺寸范圍分成13段，按不同的公差等級(jí)列出了各段基本尺寸的公差值，為標(biāo)準(zhǔn)公差，詳見附表。從圖可知：基本偏差用拉丁字母表示，大寫字母代表孔，小寫字母代表軸。軸和孔的另一偏差可根據(jù)軸和孔的基本偏差和標(biāo)準(zhǔn)公差，按以下代數(shù)式計(jì)算。50H8φ50f7圖示含義基本尺寸為φ50，公差等級(jí)為8級(jí)，基本偏差為H的孔的公差帶。這種制度在同一基本尺寸的配合中，是將孔的公差帶位置固定，通過變動(dòng)軸的公差帶位置，得到各種不同的配合。這種制度在同一基本尺寸的配合中，是將軸的公差帶位置固定，通過變動(dòng)孔的公差帶位置，得到各種不同的配合。例　基孔制（基軸制）中，a—h（A—H）用于間隙配合；j—zc（J—ZC）用于過渡配合和過盈配合。② 選用基孔制　一般情況下優(yōu)先采用基孔制。一些標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承的外環(huán)與孔的配合，也采用基軸制。它不需要標(biāo)注偏差數(shù)值。1）上（下）偏差注在基本尺寸的右上（下）方，偏差數(shù)字應(yīng)比基本尺寸數(shù)字小1號(hào)。這時(shí)數(shù)值的字體與基本尺寸字體同高，如右圖。在裝配圖上的標(biāo)注配合的代號(hào)由兩個(gè)相互結(jié)合的孔和軸的公差帶的代號(hào)組成，用分?jǐn)?shù)形式表示，分子為孔的公差帶代號(hào)，分母與軸的公差帶代號(hào)，標(biāo)注的通用形式如圖?！⌒螤詈臀恢霉詈喎Q形位公差，是零件要素（點(diǎn)、線、面）的實(shí)際形狀和實(shí)際位置對(duì)理想形狀和理想位置的允許變動(dòng)量。27 /