金屬工藝學_課件

1、11/4/2021 8:48 AM11/4/2021 8:48 AM本課程的性質及研究對象本課程的性質及研究對象性質：性質： 金屬工藝學金屬工藝學( (材料材料成形成形及機械制造及機械制造工藝工藝基礎基礎) )是一門研究材料成形工藝是一門研究材料成形工藝和機械制造工藝的綜合性基礎課。和機械制造工藝的綜合性基礎課。研究對象：研究對象： 1 1、它主要講授工程材料常用的、它主要講授工程材料常用的成形方法成形方法及機械及機械加工方法加工方法和和工藝特點、工藝特點、機械制造過程中常用的一些先進技術。機械制造過程中常用的一些先進技術。 2 2、各種、各種工藝工藝方法本身的規(guī)律性及在機械制造中的應用和相互

2、聯(lián)系；方法本身的規(guī)律性及在機械制造中的應用和相互聯(lián)系； 3 3、金屬零件的加工、金屬零件的加工工藝工藝過程；過程； 4 4、金屬材料性能及其對加工、金屬材料性能及其對加工工藝工藝的影響；的影響； 5 5、工藝工藝方法的綜合比較等。方法的綜合比較等。 同學們同學們11/4/2021 8:48 AM本課程的重點、難點及學習方法本課程的重點、難點及學習方法 重點及難點重點及難點 基本原理基本原理 工藝特點工藝特點 相互關系相互關系 學習方法學習方法 在理解基礎上記憶在理解基礎上記憶 在記憶基礎上加深理解在記憶基礎上加深理解 特點：特點： 理論性強理論性強 實踐性強實踐性強 無公式推導無公式推導11/

3、4/2021 8:48 AM本課程的基本要求本課程的基本要求 歡迎同學們參與本門課程的教學改革，希望每位同學對我們歡迎同學們參與本門課程的教學改革，希望每位同學對我們的教學內(nèi)容、教學方式以及教師的講授問題，的教學內(nèi)容、教學方式以及教師的講授問題，至少提一條至少提一條寶貴寶貴的意見或建議的意見或建議 請留下您的聯(lián)系方式請留下您的聯(lián)系方式: :姓名姓名 電子郵件電子郵件 電話電話 希望同學們遵守學校的教學規(guī)則，按時聽課、交作業(yè)。下述希望同學們遵守學校的教學規(guī)則，按時聽課、交作業(yè)。下述情況之一者情況之一者, ,不得參加最后的理論考試不得參加最后的理論考試 （1 1）三次以上未交課外作業(yè)或課堂作業(yè)者）

4、三次以上未交課外作業(yè)或課堂作業(yè)者 （2 2）三次點名未到者）三次點名未到者11/4/2021 8:48 AM 考試方式考試方式 閉卷閉卷 先要獲得考試資格再參加理論考試先要獲得考試資格再參加理論考試 成績成績: : 平時平時20%(20%(課堂作業(yè)、課外作課堂作業(yè)、課外作業(yè)、實驗、考勤）業(yè)、實驗、考勤）+ +考試考試80%80%自我介紹：自我介紹： 物流工程學院物流工程學院 機械設計與制造系機械設計與制造系 羅繼相羅繼相 研究方向：研究方向： 材料成形技術材料成形技術 現(xiàn)代模具技術現(xiàn)代模具技術我的聯(lián)系方式：我的聯(lián)系方式：TelTel：1360716919613607169196 E-E-mai

5、l:mail: luojx- luojx-QQ:809116230QQ:80911623011/4/2021 8:48 AM課外讀物及參考教材課外讀物及參考教材1 1、材料成形及機械制造工藝基礎材料成形及機械制造工藝基礎該教材為該教材為2121世紀高等學校工程材料及機械制造工藝基世紀高等學校工程材料及機械制造工藝基礎系列教材，礎系列教材，20022002年年1111月華中科技大學出版社出版月華中科技大學出版社出版2 2、 機械制造技術基礎機械制造技術基礎，張世昌等編寫，普通高等教育，張世昌等編寫，普通高等教育“十五十五”國家規(guī)劃教材，高等教育出國家規(guī)劃教材，高等教育出版社出版版社出版 2001

6、2001年年8 8月月3 3、 現(xiàn)代工程材料成形與制造工藝基礎現(xiàn)代工程材料成形與制造工藝基礎，王喜玉主編，山東省教育廳，王喜玉主編，山東省教育廳“九五九五”立項重點教材立項重點教材機械工業(yè)機械工業(yè) 出版社出版，出版社出版， 20012001年年7 7月月4 4、工程材料及機械制造基礎工程材料及機械制造基礎，相瑜才、孫維連編，機械工業(yè)出版社出版，相瑜才、孫維連編，機械工業(yè)出版社出版， 20042004年年5 5、 機械制造工藝基礎機械制造工藝基礎，傅水根，傅水根 “ “十五十五”北京市精品教材項目，清華大學出版社出版，北京市精品教材項目，清華大學出版社出版， 20042004年年6 6月月6 6

7、、 機械制造工程實踐機械制造工程實踐，馬保吉，馬保吉，2121世紀高等學校教材世紀高等學校教材 西北工業(yè)大學版社出版，西北工業(yè)大學版社出版，20032003年年9 9月月7 7、材料成形技術基礎材料成形技術基礎，何紅媛，東南大學出版社出版，何紅媛，東南大學出版社出版， 20002000年年8 8月月 8 8、 制造工程與技術制造工程與技術（熱加工）（英文版）（美）（熱加工）（英文版）（美）S.S.卡爾帕基安（卡爾帕基安（SeropeSerope KalpakjianKalpakjian）著，）著，時代教育時代教育. .高校雙語優(yōu)秀教材，機械工業(yè)出版社出版，高校雙語優(yōu)秀教材，機械工業(yè)出版社出版，

8、 20042004年年3 3月月11/4/2021 8:48 AM 金金 屬屬 工工 藝藝 學學熱加工工藝基礎熱加工工藝基礎冷加工工藝基礎冷加工工藝基礎工程材料導論金屬液態(tài)成形金屬塑性成形金屬連接成形表表面面切切削削成成形形的的基基本本方方法法 金金 屬屬 切切 削削 加加 工工 基基 礎礎講授內(nèi)容講授內(nèi)容11/4/2021 8:48 AM零件的生產(chǎn)工藝過程零件的生產(chǎn)工藝過程選材選材選毛坯選毛坯預先熱處理預先熱處理機械加工機械加工最終熱處理最終熱處理檢驗檢驗 應根據(jù)零件的性能要求、受載情況、服役條應根據(jù)零件的性能要求、受載情況、服役條 件、件、工作環(huán)境等：工作環(huán)境等：選材：選材：金屬材料種類繁

9、多，性能不一，金屬材料種類繁多，性能不一，根據(jù)根據(jù)零件的性能要求、零件的性能要求、服役條件服役條件的的不相同，再加上材料的資源、價格等多方面考慮。不相同，再加上材料的資源、價格等多方面考慮。11/4/2021 8:48 AM毛坯選擇毛坯選擇機械加工方法機械加工方法軸軸車削車削傳統(tǒng)的有傳統(tǒng)的有現(xiàn)代的有現(xiàn)代的有有液態(tài)成形毛坯有液態(tài)成形毛坯塑性成形毛坯塑性成形毛坯連接成形毛坯連接成形毛坯粉末冶金成形粉末冶金成形型材等毛坯型材等毛坯車削、刨車削、刨 削、銑削削、銑削拉削、鏜削、磨削等拉削、鏜削、磨削等數(shù)控加工、電火花數(shù)控加工、電火花加工、激光加工等加工、激光加工等特種加工方法特種加工方法預先熱處理預先

10、熱處理： 為使切削加工能順利進行，可通過預先熱處理調(diào)整為使切削加工能順利進行，可通過預先熱處理調(diào)整硬度，為切削加工做好組織準備。硬度，為切削加工做好組織準備。最終熱處理：最終熱處理： 使材料的性能達到要求。使材料的性能達到要求。11/4/2021 8:48 AM 第第1篇篇 工程材料導論工程材料導論材料、信息、能源、生物稱為現(xiàn)代技術的四大支柱。材料、信息、能源、生物稱為現(xiàn)代技術的四大支柱。 復合材料復合材料工程材料工程材料金屬材料金屬材料陶瓷材料陶瓷材料高分子材料高分子材料11/4/2021 8:48 AM工工 程程 材材 料料 導導 論論1.1 1.1 金屬材料的力學性能金屬材料的力學性能1

11、.2 1.2 金屬材料的物理、化學性能金屬材料的物理、化學性能1.3 1.3 金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能本章重點本章重點 重點了解金屬材料的重點了解金屬材料的力學性能指標和測試力學性能指標和測試方法，以及各個指標方法，以及各個指標的物理意義。的物理意義。 第第1 1章章 金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能作業(yè)：作業(yè)：P11P11頁：頁：1.11.1；1.91.9教學要求：教學要求：了解金屬材了解金屬材料的性能及測試方法。料的性能及測試方法。11/4/2021 8:48 AM 金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能1.1 金屬材料的力學性能金屬材料的力學性能強度：強度：材料在外力作用下

12、抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的強度。材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的強度。 =【(L-L0)/L0 】 % =F/S 彈性極限彈性極限 屈服點屈服點 抗拉強度抗拉強度 塑性：塑性：塑性是指金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力塑性是指金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力 %000lllll伸長率：伸長率： 斷面收縮率：斷面收縮率： %00AAA(l(l）彈性極限）彈性極限(2(2）屈服點）屈服點 (3) (3) 抗拉強度抗拉強度 鑄鐵、陶瓷等脆性材料：只有彈性變形鑄鐵、陶瓷等脆性材料：只有彈性變形階段，中、高碳鋼：沒有屈服階段。階段，中、高碳鋼：沒有屈服階段。ee、ss、bb是機械零件

13、和構件設計是機械零件和構件設計和選材的主要依據(jù)。和選材的主要依據(jù)。應力與應變的比值稱為材料的應力與應變的比值稱為材料的彈性模量彈性模量E(MPaE(MPa）（剛度）（剛度） 或或 數(shù)值越大，表數(shù)值越大，表示材料的塑性愈好。示材料的塑性愈好。11/4/2021 8:48 AM 第第2章章 鐵碳合金鐵碳合金2.1 金屬及合金的晶體結構金屬及合金的晶體結構2.2 鐵碳合金相圖及其應用鐵碳合金相圖及其應用2.3 常用的金屬材料及選用常用的金屬材料及選用教學要求：教學要求：了解金屬的晶體結構了解金屬的晶體結構、晶體缺陷、純金屬的結晶與鑄錠、晶體缺陷、純金屬的結晶與鑄錠及合金的相結構。及合金的相結構。本章

14、重點本章重點金屬及合金的晶體結構和結晶特點。金屬及合金的晶體結構和結晶特點。鐵碳合金的基本組織鐵碳合金的基本組織二元合金狀態(tài)圖分析二元合金狀態(tài)圖分析作業(yè)：作業(yè)：P30: 2.2; 2.7P30: 2.2; 2.7工工 程程 材材 料料 導導 論論鐵碳合金是最重要的工程材料，鋼鐵碳合金是最重要的工程材料，鋼和鑄鐵是制造機器設備的主要金屬和鑄鐵是制造機器設備的主要金屬材料，在工業(yè)生產(chǎn)中占主導地位。材料，在工業(yè)生產(chǎn)中占主導地位。與其它材料相比，其資源廣泛、冶與其它材料相比，其資源廣泛、冶煉方便、價格低廉、性能優(yōu)越。煉方便、價格低廉、性能優(yōu)越。金屬材料鐵碳合金是以鐵、碳為主金屬材料鐵碳合金是以鐵、碳為

15、主要組元組成的合金。要組元組成的合金。11/4/2021 8:48 AM 硬度：硬度：金屬材料受壓時抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力金屬材料受壓時抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力 沖擊韌度：沖擊韌度：材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力 ak=沖擊破壞所消耗的功沖擊破壞所消耗的功Ak/標準試樣斷口截面積標準試樣斷口截面積F ；(J/cmJ/cm2 2) 疲勞強度：疲勞強度：金屬材料金屬材料在交變應力作用下在交變應力作用下不會發(fā)不會發(fā)生疲勞破壞生疲勞破壞 ，疲勞強度，疲勞強度以以-1-1 金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能（1）布氏硬

16、度（HBS）（2）洛氏硬度（HRC）11/4/2021 8:48 AM1. 1. 在做材料的拉伸試驗時是否一定要做成標準試樣？為什在做材料的拉伸試驗時是否一定要做成標準試樣？為什么？么？2. 2. 縮頸現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖的哪一點？如果沒有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)縮頸現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖的哪一點？如果沒有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，是否表示該試樣沒有發(fā)生塑性變形？象，是否表示該試樣沒有發(fā)生塑性變形？3. 3. 將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判別它將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判別它的變形性質？的變形性質？11/4/2021 8:48 AM1.2 1.2 金屬材料金屬材料的物理、化學性能的物理、化學性能 物

17、理性能：物理性能：包括密度、熔點、導熱性、導電性、熱膨脹性和磁性等包括密度、熔點、導熱性、導電性、熱膨脹性和磁性等 化學性能：化學性能：在室溫或高溫時抵抗各種介質的化學侵蝕能力在室溫或高溫時抵抗各種介質的化學侵蝕能力 耐腐蝕性：耐腐蝕性： 金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸汽等化學介質腐蝕破壞作用的能金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸汽等化學介質腐蝕破壞作用的能力。力。 抗氧化性：抗氧化性： 幾乎所有的金屬能與空氣中的氧作用形成氧化物，這稱為氧化。幾乎所有的金屬能與空氣中的氧作用形成氧化物，這稱為氧化。 1.3 1.3 金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能 是材料對各種加工工藝的適應能力是材料對各種加工工藝的適應能力 它包括它包括鑄造性能鑄造性能、鍛壓性能鍛壓性能、焊接性能焊接性能、切削加工性能切削加工性能和和熱處理性熱處理性能。能。工藝性能的好壞直接影響零件的加工質量和生產(chǎn)成本，所以它也是選工藝性能的