【正文】 積上所消耗的沖擊功。) S0 多沖抗力 材料抵抗小能量 原理 : 多次沖擊的能力。 韌性與環(huán)境溫度直接關(guān)聯(lián)。 疲勞強度 疲勞概念： 承受交變應(yīng)力的零件，在工作應(yīng)力低于材料的屈服強度的情況下長時間工作時，會產(chǎn)生裂紋或突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞失效（破壞）。 疲勞失效具有隱蔽性和突發(fā)性，會造成災(zāi)難性事故。 機械零部件的失效形式與選材 ? 一、零件的失效分析 ? 概念： 零件由于某種原因喪失原設(shè)計所規(guī)定的功能稱為零件失效。 ? 1．零件失效的判斷 ? 1)零件已遭到完全破壞，不能繼續(xù)工作。 ? 3)零件仍能安全工作，但不能完成規(guī)定的功能。 2．常見的失效形式與成因 零件失效的類型可歸納為 變形、斷裂與表面損傷 三種。 一般機械零件常見的失效形式見表 l4。 金屬材料在不同的使用場合下 ， 所要求的力學性能 、 物理性能 、 化學性能以及工藝性能各不相同 。 造成金屬材料性能差異的主要原因是由于金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同 。 晶體及其特點 根據(jù)內(nèi)部原子堆積的情況 固態(tài)物質(zhì) 分類 晶體 ：如純鋁、純鐵、純銅等 非晶體： 玻璃、瀝青、松香、石蠟等 晶體 中的原子或分子，在三維空間中是按照一定的幾何規(guī)則作周期性地重復排列。 晶體具有固定的熔點 。 晶體的特點 晶格與晶胞： 為了描述晶體的原子排列規(guī)律，把原子看成是鋼性小球，則晶休可以看成是 由許多鋼性小球堆積成的物體，若把原子視為一個點，并用假想的線條把原子 連接起來構(gòu)成一個空間格架，則將此空間格架稱為 晶格 。 常見的晶格類型 體心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 體心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 金屬實際的晶體結(jié)構(gòu) 單晶體 單晶體 多晶體 多晶體 在理想情況下，晶體內(nèi)部的晶格位向是完全一致的，即晶體的原子是按一定幾何規(guī)律做周期性排列而成，這種晶體稱為單晶體 。晶粒與晶粒之間的界面稱為 晶界 ，晶界上的原子處于過渡的不規(guī)則狀態(tài)，這些由許多晶粒組成的晶體稱為 多晶體 。 常見的點缺陷 在實際金屬晶體中由于結(jié)晶條件的限制以及晶體受到的外力的作用等 原子的排列并不絕對規(guī)則，晶體中原子排列不規(guī)則的區(qū)域稱為晶體缺陷 常見的晶體缺陷有三種： 刃型位錯（ a） 螺形位錯 （ b） 線缺陷 線缺陷是指晶體內(nèi)沿某一條線，附近原子的排列偏離了完整晶格所形成的線形缺陷區(qū)，即發(fā)生了“ 位錯 ”。 合金的晶體結(jié)構(gòu) 基本概念 合金 由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬，經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法結(jié)合成具有金屬特性的物質(zhì)。 組元 簡稱元，是指組成合金的最基本獨立物質(zhì)。根據(jù)組成合金組元數(shù)目的多少，合金可分為二元合金、三元合金或多元合金等。 相 是指合金中具有同一的聚集狀態(tài)、同一的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的均勻組成部分。組織反映材料的相組成、相形態(tài)、大小和分布狀況，它是決定材料最終性能的關(guān)鍵。固態(tài)時由于各組分之間相互作用不同，可能出現(xiàn)兩種基本相：固溶體和金屬化合物。 合金在固態(tài)下組元間 仍能相互溶解面形成 的均勻的均勻相 金屬的結(jié)晶 物質(zhì)由液態(tài)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為凝固。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，結(jié)晶就是原子從不規(guī)則的排列（液態(tài)）過渡到按照一定的幾何形狀作有秩序排列（固態(tài)）的過程。在熔點或熔點以上，這些小集團是不穩(wěn)定的，時聚時散，此起彼伏。這些小晶體作為結(jié)晶中心，稱為 晶核 。 金屬的結(jié)晶過程 金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 金屬在固態(tài)下隨溫度的變化，由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)閯e一種晶格的現(xiàn)象稱之為金 屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)。 鐵碳合金中含有質(zhì)量分數(shù)為 %～ %的雜質(zhì)，稱之為工業(yè)純鐵。為了提高純鐵的強度、硬度，常在純鐵中加入少量碳元素，可形成五種基本組織。 ? ： 碳溶于 γ Fe形成的間隙固溶體稱為奧氏體，用符號“ A”表示，存在于 727度以上的高溫范圍，為面心立方晶格，致密度高于體心立方晶格 α F e，但其晶格的直徑比 α F e大，所以溶碳能力較強，在 1148℃ 時溶碳量達到最大 wc=% ? ： 滲碳體是鐵與碳相互作用形成的金屬化合物，分子式為Fe3C,具有復雜的晶體結(jié)構(gòu)，滲碳體中碳的質(zhì)量分數(shù)為 wc=%， 熔點為 1227℃ ， 硬度很高（ 800HBW），塑性和韌性幾乎為零，不發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變， ? ： 珠光體是由鐵素體與滲碳體形成的機械混合物，它是奧氏體從高溫緩慢冷卻至 727℃ 時，恒溫下共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，用符號“ P”表示， 碳的質(zhì)量分數(shù)為 wc=%?！北硎?，低溫萊氏體是在滲碳體的基體上分布著顆料狀的珠光體，基力學性能與滲碳體相似，硬度很高，塑性韌性極差。 工業(yè)純鐵 是指 P點以左的鐵碳合金（含碳量小于 %），室溫組織為鐵素體 +少量三次滲碳體。 鋼 是指高溫固態(tài)組織為單相固溶體的一類鐵碳合金，相圖中 P點成分與 E點成分之間的鐵碳合金（含碳量 %～ %），具有良好的塑性，適于鍛造、軋制等壓力加工，根據(jù)室溫組織的不同又分為亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼三種。白口鑄鐵有較低的熔點，流動性好，便于鑄造，脆性大。 鐵碳合金分類 五 碳 素 鋼 碳素鋼 是含碳量在 %%鐵碳合金， 簡稱碳鋼，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)所使用的鋼鐵材料中占據(jù)十分重要的地位。在汽車工業(yè)中，鋼鐵材料的用量占汽車用材總量的 70%左右。實際上，碳素鋼除含有 Fe和 C兩種元素外，同時含有少量的硫、磷、硅、錳等雜質(zhì)元素。 碳素鋼的組成元素 幾種常用碳鋼的分類方法有： 按照碳鋼中的含碳量 分為低碳鋼（含碳量 WC低于 %）、中碳鋼（含碳量 WC %～%）和高碳鋼（含碳量 WC高于 %）。 按照鋼中有害雜質(zhì)硫、磷含量 分為普通碳素鋼（硫的含量 Ws低于 %，磷的含量 WP低于%）、優(yōu)質(zhì)碳素鋼（硫的含量 Ws低于 %，磷的含量 WP低于%）和高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼（硫的含量 Ws低于 %，磷的含量 WP低于 %）三類。 碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的強度，良好的塑性和韌性，優(yōu)良的工藝性能（焊接性、冷變形成形性），通常以型材（圓鋼、方鋼、工字鋼、鋼筋等）、板材、管材等形式用于橋梁建筑等工程構(gòu)件及機械零件。 碳素鋼的牌號性能及用途 .碳素結(jié)構(gòu)鋼 的牌號由屈服點字母 (Q)、屈服數(shù)值、質(zhì)量等級符號（ A 、 B 、 C 、D ）、脫氧方法符號 (F b Z TZ) 等四部分組成，質(zhì)量等級中 A級質(zhì)量最低， D級質(zhì)量最高。牌號中“ Z”、“ TZ”可省略。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 的牌號由兩個數(shù)字表示構(gòu)成，數(shù)字表示鋼的含碳量，并且以碳質(zhì)量分數(shù)的萬分之一為單位，例如 45鋼，表示 Wc＝ %的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 Wc＝ %%,室溫組織為不同量的先析鐵素體與珠光體均勻分部 ,低碳素的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 ,室溫組織中的鐵素體的相對量多 ,塑性、韌性優(yōu)良，適于制造薄板、鋼帶、冷沖壓件等，中碳的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，室溫組織鐵素體和珠光體相對量相當，綜合力學性能好，適于制造齒輪、連桿等受力復雜的機器零件，中高碳的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，室溫組織中的珠光體相對量較多，其強度、硬度高，適于制造彈簧一類的機器零件，較高含錳量的碳素結(jié)構(gòu)鋼，受錳元素的有益影響，適于制造截面稍大或要求強度稍高的機器零件。 碳素工具鋼 幾種常用碳素工具鋼性能及用途 碳素工具鋼 牌號以“碳”字漢語拼音字母首“ T”與其后一組數(shù)字組成，數(shù)字表示鋼的碳含量，并且以鋼的千分之一為單位，例如 T9鋼表示 : Wc＝ %碳素工具鋼，碳素具鋼屬于優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼。例如： T8A鋼表示 Wc＝ %的高級優(yōu)質(zhì)鋼。鑄造碳鋼的牌號以“鑄鋼”二字漢語拼音字母首“ ZG”與其后兩組數(shù)字構(gòu)成。 例如， ZG200400鋼，表示 ＝ 200MPa, =400MPa. 鑄造碳素鋼 幾種常用鑄鋼的性能和用途 鑄造碳鋼 形狀復雜的鋼質(zhì)零件常常需要鑄造成形，選用鑄造碳鋼材料。第一組數(shù)字表示百度為 100mm以下鑄件的室溫屈服點，第二組數(shù)字表示該鑄件的抗拉強度。鑄造碳鋼的牌號以“鑄鋼”二字漢語拼音字母首“ ZG”與其后兩組數(shù)字構(gòu)成。 例如， ZG200400鋼，表示 σ s ＝ 200MPa,σ b =400MPa，鑄造碳鋼 . 六 鋼的熱處理 鋼的熱處理是將鋼在固態(tài)下進行加熱、保溫和冷卻，以消除毛坯 （鑄件、鍛件等）的缺陷，改善鋼的加工工藝性能。 最終熱處理 是工件經(jīng)切削加工等成形工藝而得到最終的形狀和尺寸后，再進行的賦予工件所需使用性能的熱處理。 根據(jù)在零件生產(chǎn)工藝流程中的位置和作用，分 預(yù)備熱處理 最終熱處理 由加熱、保溫和冷卻三個階段組成。 熱處理的工藝過程 加 熱 過 程保 溫 過 程 冷 卻 過 程O溫度臨 界 溫 度 臨 界 點 時 間鋼的加熱和冷卻時各臨界點