機(jī)械基礎(chǔ)-第3版 課件 王英杰 第3、4單元 工程材料概述、鍵連接與銷連接_第1頁
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文檔簡介

模塊一

工程材料概述一、工程材料分類工程材料主要是指結(jié)構(gòu)材料。工程材料按組成特點(diǎn)分類,可分為金屬材料、陶瓷材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料四大類。二、工程材料的性能工程材料的性能包括使用性能和工藝性能。使用性能是指工程材料為保證機(jī)械零件或工具正常工作應(yīng)具備的性能,即在使用過程中所表現(xiàn)出的特性。使用性能包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能、生物功能。工藝性能是指工程材料在制造機(jī)械零件和工具的過程中,適應(yīng)各種冷加工和熱加工的性能。工藝性能包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、熱處理性能和切削加工性能等。模塊一

工程材料概述三、金屬材料概述金屬是指在常溫常壓下,在游離狀態(tài)下呈不透明的固體狀態(tài),具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,有一定的強(qiáng)度和塑性,并具有特殊光澤的物質(zhì)。金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主,其他金屬或非金屬元素為輔構(gòu)成的,并具有金屬特性的工程材料。1.金屬材料分類金屬材料包括純金屬和合金。另外,金屬材料還可分為鋼鐵材料(或稱黑色金屬)和非鐵金屬(或稱有色金屬)兩大類。合金是由一種金屬元素同另一種或幾種其他元素,通過熔化或其他方法結(jié)合在一起所形成的具有金屬特性的金屬材料。例如,普通黃銅是由銅和鋅兩種金屬元素組成的合金。鋼鐵材料(或稱黑色金屬)是以鐵或以鐵為主而形成的金屬材料,如各種鋼材和鑄鐵。非鐵金屬(或稱有色金屬)除鋼鐵材料以外的其它金屬材料,如金、銀、銅、鋁、鎂、鋅等。模塊一

工程材料概述四、陶瓷材料概述陶瓷材料是無機(jī)非金屬材料的統(tǒng)稱,是用天然的或人工合成的粉狀化合物,通過成形和高溫?zé)Y(jié)而制成的多晶體固體材料,它包括陶瓷、瓷器、玻璃、搪瓷、耐火材料、磚瓦、水泥、石膏等。五、有機(jī)高分子材料概述高分子材料是以高分子化合物或高分子聚合物為主要組分所構(gòu)成的材料,它分為有機(jī)高分子材料和無機(jī)高分子材料。有機(jī)高分子材料按用途和使用狀態(tài)分類,可分為塑料、橡膠、膠粘劑、合成纖維等。六、復(fù)合材料概述復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同物理或化學(xué)性質(zhì)或不同組織結(jié)構(gòu)的材料,以微觀或宏觀形式組合而成的多相材料。不同材料復(fù)合后,通常是其中一種材料作為基體材料,起粘結(jié)作用;另一種材料作為增強(qiáng)劑材料,起承載作用。模塊二

鋼鐵材料鋼鐵材料包括鋼和鑄鐵兩大類。鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于0.02%~2.11%之間的鐵碳合金的統(tǒng)稱。鑄鐵是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金。鋼按化學(xué)成分分類,可分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三大類。非合金鋼又稱為碳素鋼、碳鋼,是指以鐵為主要元素,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在2.11%以下并含有少量其他元素的鋼鐵材料。為了改善鋼的某些性能或使之具有某些特殊性能(如耐腐蝕性、抗氧化性、耐磨性、熱硬性、高淬透性等),在煉鋼時(shí)有意加入的元素,稱為合金元素。含有一種或數(shù)種有意添加的合金元素的鋼稱為合金鋼。模塊二

鋼鐵材料一、鐵碳合金及其相圖

鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金組織、化學(xué)成分、溫度關(guān)系的重要圖形。1.鐵碳合金的基本組織鐵碳合金在固態(tài)下存在的基本組織有:鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體。鐵素體(F)是指α-Fe或其內(nèi)固溶有一種或數(shù)種其他元素所形成的晶體點(diǎn)陣為體心立方的固溶體,用符號(hào)F(或α)表示。模塊二

鋼鐵材料奧氏體是指γ-Fe內(nèi)固溶有碳和(或)其它元素所形成的晶體點(diǎn)陣為面心立方的固溶體,常用符號(hào)A(或γ)表示。滲碳體(Fe3C)是指晶體點(diǎn)陣為正交點(diǎn)陣、化學(xué)成分近似于Fe3C的一種間隙式化合物。模塊二

鋼鐵材料珠光體(P)是鐵素體(軟相)和滲碳體(硬相)組成的機(jī)械混合物,用符號(hào)“P”表示。在珠光體中,鐵素體和滲碳體仍保持各自原有的晶格類型。

萊氏體(Ld)是指高碳的鐵基合金在凝固過程中發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變時(shí)所形成的奧氏體和碳化物滲碳體所組成的共晶體。在室溫時(shí)萊氏體由珠光體和滲碳體所組成。為了區(qū)別起見,將727℃以上存在的萊氏體稱為高溫萊氏體(Ld),在727℃以下存在的萊氏體稱為低溫萊氏體(Ld'),或稱變態(tài)萊氏體。模塊二

鋼鐵材料2.鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖是表示鐵碳合金在極緩慢冷卻(或加熱)條件下,不同化學(xué)成分的鐵碳合金,在不同溫度下所具有的組織狀態(tài)的一種圖形。模塊二

鋼鐵材料

3.鐵碳合金的分類鐵碳合金按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和室溫平衡組織的不同,可分為工業(yè)純鐵、鋼和白口鑄鐵(生鐵)三類。4.碳對(duì)鐵碳合金的組織和性能鐵碳合金的平衡組織是由鐵素體和滲碳體兩相所構(gòu)成。其中鐵素體是含碳極微的固溶體,是鋼中的軟韌相,滲碳體是硬而脆的金屬化合物,是鋼中的強(qiáng)化相。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W(C)<0.9%時(shí),隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,鋼的強(qiáng)度和硬度逐步提高,而塑性和韌性逐步降低;當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W(C)>0.9%時(shí),不僅鋼的塑性和韌性,而且鋼的強(qiáng)度也降低。5.鐵碳合金相圖的應(yīng)用在工程上為零件選材以及制定零件鑄造、鍛造、焊接、熱處理等熱加工工藝提供了理論依據(jù)。例如,從鐵碳合金相圖中可以看出,共晶成分的鐵碳合金不僅其結(jié)晶溫度最低,而且其溫度范圍也最小(為零),因此,共晶成分的鐵碳合金具有良好的鑄造性能,在鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。模塊二

鋼鐵材料二、非合金鋼的分類、牌號(hào)及用途1.非合金鋼的分類(1)按非合金鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類。非合金鋼按其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高低進(jìn)行分類,可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼三類。(2)按非合金鋼主要質(zhì)量等級(jí)和主要性能或使用特性分類。非合金鋼按其主要質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類,可分為普通質(zhì)量非合金鋼、優(yōu)質(zhì)非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼三類。(3)按非合金鋼的用途分類。非合金鋼按其用途進(jìn)行分類,可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼。(4)非合金鋼的其他分類方法。非合金鋼還可以從其它角度進(jìn)行分類,如按專業(yè)進(jìn)行分類,可分為鍋爐用鋼、橋梁用鋼、礦用鋼、造船用鋼、鐵道用鋼、汽車用鋼、建筑結(jié)構(gòu)用鋼等。模塊二

鋼鐵材料2.碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由屈服強(qiáng)度字母、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法等四部分按順序組成。碳素結(jié)構(gòu)鋼的質(zhì)量等級(jí)分A、B、C、D四級(jí),從左至右質(zhì)量依次提高。屈服強(qiáng)度用“屈”的漢語拼音字母“Q”和一組數(shù)字表示;脫氧方法用F、Z、TZ分別表示沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。在牌號(hào)中“Z”可以省略。例如,Q235BF,表示屈服強(qiáng)度大于235MPa,質(zhì)量為B級(jí)的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼主要有Q195、Q215A、Q215B、Q235A、Q235B、Q235C、Q235D、Q275A、Q275B、Q275C、Q275D。碳素結(jié)構(gòu)鋼的塑性好,常用于制作薄板、中板、型材、線材、鋼管、鐵釘、鉚釘、墊圈、地腳螺栓、沖壓件、鋼筋、螺栓、拉桿、連桿、銷、軸、法蘭盤、鍵、機(jī)殼等。模塊二

鋼鐵材料3.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是采用兩位數(shù)字表示,兩位數(shù)字表示該鋼的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分之幾(以0.01%為單位),如35鋼表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W(C)=0.35%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼;08表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W(C)=0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。如果是沸騰鋼或半鎮(zhèn)靜鋼,則在數(shù)字后分別加“F”或“b”,如08F或“08b”等。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要有:08鋼、10鋼、15鋼、20鋼、25綱、30鋼、35鋼、40鋼、45鋼、50鋼、55鋼、60鋼、65鋼、70鋼、75鋼、80鋼和85鋼等。4.易切削結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及用途易切削結(jié)構(gòu)鋼是在鋼中加入一種或幾種元素,利用其本身或與其他元素形成一種對(duì)切削加工有利的夾雜物,來改善鋼材切削加工性的鋼材。易切削結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)以“Y+數(shù)字”表示,“Y”是“易”字漢語拼音首位字母,數(shù)字是易切削結(jié)構(gòu)鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分之幾,如Y12表示其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)W(C)=0.12%的易切削結(jié)構(gòu)鋼。常用易切削結(jié)構(gòu)鋼有:Y08鋼、Y12鋼、Y20鋼、Y30鋼、Y35鋼、Y40Mn鋼、Y45Ca鋼等。模塊二

鋼鐵材料5.非合金工具鋼的牌號(hào)及用途非合金工具鋼主要用于制造刀具、模具和量具等。非合金工具鋼的牌號(hào)以“碳”的漢語拼音字首“T”開頭,其后的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)。例如,T8表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是W(C)=0.80%的非合金工具鋼。如果是高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼,則在鋼的牌號(hào)后面標(biāo)以字母“A”,如T12A表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是W(C)=1.20%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)非合金工具鋼。常用非合金工具鋼有T7或T7A、T8或T8A、T10或T10A、T12或T12A等。6.鑄造非合金鋼鑄造非合金鋼廣泛用于制造箱體、曲軸、連桿、軋鋼機(jī)機(jī)架、水壓機(jī)橫梁、鍛錘砧座等機(jī)械結(jié)構(gòu)件。一般工程用鑄造碳鋼的牌號(hào)是用“鑄鋼”兩字的漢語拼音字首“ZG”后面加兩組數(shù)字組成,第一組數(shù)字代表鑄鋼屈服強(qiáng)度的最低值,第二組數(shù)字代表鑄鋼抗拉強(qiáng)度的最低值。例如,ZG200-400表示屈服強(qiáng)度≥200MPa,抗拉強(qiáng)度≥400MPa的一般工程用鑄造碳鋼。一般工程用鑄造碳鋼的牌號(hào)有:ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640。模塊二

鋼鐵材料三、低合金鋼和合金鋼的分類、牌號(hào)及用途(一)低合金鋼和合金鋼的分類1.低合金鋼的分類●低合金鋼是指合金元素的種類和含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的鋼。(1)低合金鋼按其主要質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類,可分為普通質(zhì)量低合金鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼三類。(2)低合金鋼按其主要性能及使用特性進(jìn)行分類,可分為可焊接的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、低合金耐候鋼、低合金鋼筋鋼、鐵道用低合金鋼、礦用低合金鋼和其它低合金鋼。模塊二

鋼鐵材料

2.合金鋼的分類

合金鋼是指合金元素的種類和含量高于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的鋼。(1)合金鋼按其主要質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類,可分為優(yōu)質(zhì)合金鋼和特殊質(zhì)量合金鋼兩類。(2)合金鋼按主要性能及使用特性分類,可分為工程結(jié)構(gòu)用合金鋼,如一般工程結(jié)構(gòu)用合金鋼、合金鋼筋鋼、高錳耐磨鋼等;機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼,如調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼、合金彈簧鋼等;不銹、耐蝕和耐熱鋼,如不銹鋼、抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼等;工具鋼,如合金工具鋼、高速工具鋼;軸承鋼,如高碳鉻軸承鋼、不銹軸承鋼等;特殊物理性能鋼,如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼以及特殊彈性鋼、特殊膨脹鋼、高電阻鋼和合金等;其它,如鐵道用合金鋼等。模塊二

鋼鐵材料(二)低合金鋼和合金鋼的牌號(hào)

1.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)低合金高強(qiáng)度鋼的牌號(hào)由代表屈服強(qiáng)度“屈”字的漢語拼音字母Q、規(guī)定的最小上屈服強(qiáng)度數(shù)值、交貨狀態(tài)代號(hào)、質(zhì)量等級(jí)符合(B、C、D、E、F)四部分組成。例如,Q390ND表示屈服強(qiáng)度ReH≥390MPa,交貨狀態(tài)為正火(或正火軋制),質(zhì)量等級(jí)為D級(jí)的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。如果是專用結(jié)構(gòu)鋼,一般在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示方法的基礎(chǔ)上再附加鋼產(chǎn)品的用途符號(hào),如Q355HP表示焊接氣瓶用鋼等。

2.合金結(jié)構(gòu)鋼(包括部分低合結(jié)構(gòu)鋼)的牌號(hào)合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是按照合金結(jié)構(gòu)鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及所含合金元素的種類(元素符號(hào))和其質(zhì)量分?jǐn)?shù)來編制的。牌號(hào)的首部是表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)字,是表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分之幾。例如,60Si2Mn表示W(wǎng)(C)=0.60%、W(Si)=2%、W(Mn)<1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼;09Mn2表示W(wǎng)(C)=0.09%、W(Mn)=2%的合金結(jié)構(gòu)鋼。模塊二

鋼鐵材料3.合金工具鋼和高速鋼的牌號(hào)當(dāng)合金工具鋼中W(C)<1.0%時(shí),牌號(hào)前的“數(shù)字”以千分之幾(一位數(shù))表示其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù);當(dāng)合金工具鋼中W(C)≥1%時(shí),為了避免與合金結(jié)構(gòu)鋼相混淆,牌號(hào)前不標(biāo)出碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)字。例如,9Mn2V表示W(wǎng)(C)=0.9%,W(Mn)=2%、W(V)<1.5%的合金工具鋼;CrWMn表示鋼中W(C)≥1.0%、W(Cr)<1.5%、W(W)<1.5%、W(Mn)<1.5%的合金工具鋼;高速鋼的W(C)=0.7~1.5%,一般在高速鋼的牌號(hào)中不標(biāo)出碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)值,如W18Cr4V鋼、W6Mo5Cr4V2等。4.高碳鉻軸承鋼的牌號(hào)對(duì)于高碳鉻軸承鋼,其牌號(hào)前面冠以漢語拼音字母“G”,其后是鉻元素符號(hào)Cr,鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以千分之幾表示,其余合金元素含量及其表示方法均與合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)中的規(guī)定相同,如GCr15鋼、GCr15SiMn鋼等。模塊二

鋼鐵材料3.低合金專業(yè)用鋼

低合金專業(yè)用鋼包括鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、船舶用鋼、橋梁用鋼、汽車用鋼、鐵道用鋼、自行車用鋼、礦山用鋼、工程建設(shè)混凝土及預(yù)應(yīng)力用鋼和建筑結(jié)構(gòu)用鋼等。例如,汽車大梁用鋼420L鋼、510L鋼等;鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋(如20MnSi鋼)和預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋(如40Si2Mn鋼、45Si2Cr鋼)。(四)合金鋼的用途合金鋼通常是鋼材中冶煉質(zhì)量最優(yōu)、強(qiáng)度和硬度較高的鋼材,主要用于制造重要的零部件。一般來說,采用合金鋼制造的零部件大多數(shù)需要經(jīng)過熱處理后才能投入使用。模塊二

鋼鐵材料1.高錳耐磨鋼耐磨鋼是指具有良好耐磨損性能的鋼鐵材料的總稱。耐磨鋼出現(xiàn)于19世紀(jì)后半葉,至今已有100多年的歷史,其中應(yīng)用最廣的是高錳耐磨鋼。高錳耐磨鋼的W(C)=1.0%~1.3%,W(Mn)=11%~14%,其牌號(hào)有:ZG120Mn7Mo1、ZG110Mn13Mo1、ZG100Mn13、ZG120Mn13、ZG120Mn13Cr2、ZG120Mn13W1等。2.機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼

機(jī)械結(jié)構(gòu)用合金鋼主要用于制造機(jī)械零件,如軸、連桿、銷、套、齒輪、彈簧、軸承等,此類鋼按其用途和熱處理特點(diǎn)進(jìn)行分類,可分為合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼和超高強(qiáng)度鋼等。模塊二

鋼鐵材料3.高碳鉻軸承鋼高碳鉻軸承鋼的W(C)=0.95%~1.10%,鋼中W(Cr)=0.4%~1.65%,具有均勻的組織、高硬度、高耐磨性、高耐壓強(qiáng)度和高疲勞強(qiáng)度等性能。最常用的高碳鉻軸承鋼是GCr15、GCr15SiMn鋼等,它們主要用于制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體(如球、圓柱、圓錐體等)、軸承內(nèi)圈、軸承外圈,其次也可用于制作量具、模具、低合金刃具等。模塊二

鋼鐵材料4.合金工具鋼合金工具鋼是指用于制造量具、刃具、耐沖擊工具、模具等的鋼種。(1)制作量具及刃具用的合金工具鋼主要用于制造金屬切削刀具(刃具)、量具和冷沖模等。例如,9SiCr鋼、CrWMn鋼常用于制作冷剪切刀、板牙、絲錐、鉸刀、搓絲板、拉刀、圓鋸等。(2)常用的制作冷作模具的合金工具鋼主要有Cr12MoV鋼、Cr12鋼、CrWMn鋼、9CrWMn鋼等,它們主要用于制造冷沖模、拉絲模、搓絲板、冷擠壓模等。(3)常用的制作熱作模具的合金工具鋼主要有5CrNiMo鋼、5CrMnMo鋼、3Cr2W8V鋼、8Cr3鋼、4Cr3Mo3SiV鋼等,它們主要用于制造熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模、精鍛模、非鐵金屬成形模等。(4)高速工具鋼(簡稱高速鋼)具有高耐磨性和高熱硬性。熱硬性是指鋼能夠在600℃以下保持高硬度和高耐磨性的能力。常用的高速工具鋼牌號(hào)有W18Cr4V、W9Mo3Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V2Co5鋼等,它們用于制造中速或高速切削工具,如車刀、銑刀、麻花鉆頭、齒輪刀具、拉刀等。模塊二

鋼鐵材料5.不銹鋼不銹鋼是指以不銹、耐蝕性為主要特性,且鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為10.5%,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大不超過1.2%的鋼。不銹鋼最突出的性能是良好的耐蝕性,其次還具有良好的力學(xué)性能以及良好的冷、熱加工和焊接工藝性能。不銹鋼按其使用時(shí)的組織特征進(jìn)行分類,可分為奧氏體型不銹鋼(如12Cr18Ni9鋼、06Cr19Ni10鋼、022Cr17Ni7N等)、鐵素體型不銹鋼(如10Cr17鋼、008Cr30Mo2鋼等)、馬氏體型不銹鋼(如12Cr13鋼、06Cr11Ti、68Cr17鋼等)、奧氏體-鐵素體型不銹鋼(如022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼、14Cr18Ni11Si4AlTi鋼等)和沉淀硬化型不銹鋼(如05Cr17Ni4Cu4Nb鋼、07Cr15Ni7Mo2Al鋼)五類。不銹鋼主要用于制作建筑裝飾品、電器、醫(yī)療器械、食品設(shè)備、化工設(shè)備,耐腐蝕部件(如軸、彈簧、容器、刃具、量具、滾珠軸承)等。模塊二

鋼鐵材料6.耐熱鋼耐熱鋼是指在高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性或較高強(qiáng)度的鋼。在耐熱鋼中主要加入Cr、Al、Si、Mo、W、Ti等合金元素,這些元素在高溫下與氧作用,在鋼材表面會(huì)形成一層致密的高熔點(diǎn)氧化膜(如Cr2O3、Al2O3、SiO2),能有效地保護(hù)鋼材在高溫下不被氧化,也可以阻礙晶粒長大,提高耐熱鋼的高溫?zé)釓?qiáng)性。耐熱鋼分為抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼??寡趸撌侵冈诟邷叵履軌虻挚箽怏w腐蝕而不會(huì)使氧化皮剝落的鋼。常用的抗氧化鋼種有:26Cr18Mn12Si2N鋼、22Cr20Mn10Ni2Si2N鋼等;熱強(qiáng)鋼是指在高溫條件下能夠抵抗氣體腐蝕而又有較高強(qiáng)度的鋼。例如,12CrMo鋼、15CrMo鋼、15CrMoV鋼、24CrMoV鋼可制造在350℃以下工作的鍋爐鋼管件等。模塊二

鋼鐵材料7.特殊物理性能鋼特殊物理性能鋼是指在鋼的定義范圍內(nèi)具有特殊磁性、電性、彈性、膨脹性等物理特性的鋼,它包括軟磁鋼、永(硬)磁鋼(如下圖)、無磁鋼以及特殊彈性鋼、特殊膨脹鋼、高電阻鋼及合金等。8.鑄造合金鋼鑄造合金鋼包括一般工程與結(jié)構(gòu)用低合金鑄鋼、大型低合金鑄鋼、特殊鑄鋼三類。模塊二

鋼鐵材料四、常用鑄鐵鑄鐵包括白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵等,它具有良好的鑄造性能、減摩性能、吸振性能、切削加工性能及低的缺口敏感性。1.灰鑄鐵的性能、牌號(hào)及用途灰鑄鐵是指碳主要以片狀石墨形式析出的鑄鐵,因斷口呈灰色,故稱灰鑄鐵。灰鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能、良好的吸振性能、較低的缺口敏感性能、良好的切削加工性能和減摩性能。但抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性比鋼低得多?;诣T鐵的牌號(hào)用“HT”及數(shù)字組成。常用灰鑄鐵有HT100、HT150、HT250、HT350等。模塊二

鋼鐵材料2.球墨鑄鐵的性能、牌號(hào)及用途球墨鑄鐵是指鐵液經(jīng)過球化處理而不是在凝固后經(jīng)過熱處理,使石墨大部分或全部呈球狀,有時(shí)少量石墨呈團(tuán)絮狀的鑄鐵。球墨鑄鐵的牌號(hào)用“QT”符號(hào)及其后面兩組數(shù)字表示?!埃裈”是“球鐵”兩字漢語拼音的第一個(gè)字母,兩組數(shù)字分別代表其最低抗拉強(qiáng)度和最低斷后伸長率,如QT400-15表示最低抗拉強(qiáng)度是400MPa、最低斷后伸長率是15%的球墨鑄鐵。常用灰鑄鐵有QT450-10、QT500-7、QT550-5、QT700-2、QT900-2等。模塊二

鋼鐵材料3.蠕墨鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途蠕墨鑄鐵是指金相組織中石墨形態(tài)主要為蠕蟲狀的鑄鐵。蠕墨鑄鐵的牌號(hào)用“RuT”符號(hào)及其數(shù)字表示。“RuT”是“蠕鐵”兩字漢語拼音字母,其后數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度,如RuT380表示最低抗拉強(qiáng)度是380MPa的蠕墨鑄鐵。常用蠕墨鑄鐵有RuT300、RuT350、RuT400、RuT450、RuT500等,它們主要用于制造受熱、要求組織致密、強(qiáng)度較高、形狀復(fù)雜的大型鑄件,如機(jī)床的立柱,柴油機(jī)的氣缸蓋、缸套和排氣管等。4.可鍛鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途可鍛鑄鐵俗稱瑪鋼、馬鐵,是由一定化學(xué)成分的白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火,使?jié)B碳體分解而獲得團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。常用可鍛鑄鐵鐵有KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10、KTH370-12、KTZ550-04、KTZ700-02、KTB360-12、KTB400-05等,它們廣泛應(yīng)用于制造管件、閥門、電動(dòng)機(jī)殼、萬向節(jié)、農(nóng)機(jī)具等。模塊二

鋼鐵材料可鍛鑄鐵的牌號(hào)是由三個(gè)字母及兩組數(shù)字組成。其中前兩個(gè)字母“KT”是“可鐵”兩字漢語拼音的第一個(gè)字母;第三個(gè)字母代表類別,“H”表示“黑心”(即鐵素體基體),“Z”表示珠光體基體,“B”表示白心(鑄件中心是珠光體,表面是鐵素體);后兩組數(shù)字分別表示可鍛鑄鐵的最低抗拉強(qiáng)度和最低斷后伸長率。例如,KTH350-10表示最低抗拉強(qiáng)度是350MPa、最低斷后伸長率是10%的黑心可鍛鑄鐵。5.合金鑄鐵常規(guī)元素硅、錳高于普通鑄鐵規(guī)定含量或含有其他合金元素,具有較高力學(xué)性能或某種特殊性能的鑄鐵,稱為合金鑄鐵。●常用的合金鑄鐵有耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵及耐蝕鑄鐵等。模塊三鋼的熱處理概述熱處理是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件進(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理設(shè)備主要包括加熱設(shè)備、溫度控制儀表、冷卻設(shè)備和輔助設(shè)備等。一、熱處理的基本原理熱處理的基本原理是借助鐵碳合金相圖,通過鋼在加熱和冷卻時(shí)內(nèi)部組織發(fā)生相變的基本規(guī)律,使鋼材(或零件)獲得人們需要的組織和使用性能,從而實(shí)現(xiàn)改善鋼材性能目的。模塊三鋼的熱處理概述熱處理的工藝過程通常由加熱、保溫、冷卻三個(gè)階段組成。金屬材料在加熱或冷卻過程中,發(fā)生相變的溫度稱為相變點(diǎn)(或臨界點(diǎn))。二、熱處理的分類和應(yīng)用根據(jù)零件熱處理的目的、加熱和冷卻方法的不同,熱處理工藝可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。熱處理按其工序位置和目的不同,又可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理是指為調(diào)整原始組織,以保證工件最終熱處理或(和)切削加工質(zhì)量,預(yù)先進(jìn)行的熱處理工藝,如退火、正火、調(diào)質(zhì)等。最終熱處理是指使鋼件達(dá)到使用性能要求的熱處理,如淬火與回火、表面淬火、滲氮等。整體熱處理是對(duì)工件整體進(jìn)行穿透加熱的熱處理。它包括退火、正火、淬火、淬火和回火、調(diào)質(zhì)、固溶處理等。表面熱處理是指為改變工件表面的組織和性能,僅對(duì)其表面進(jìn)行熱處理的工藝。它包括表面淬火和回火、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、等離子體化學(xué)氣相沉積等。化學(xué)熱處理是將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫,使一種或幾種元素滲入到它的表層,以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。它包括滲碳、碳氮共滲、滲氮、滲金屬、多元共滲、溶滲等。模塊三鋼的熱處理概述三、退火與正火1.退火退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度,保持一定時(shí)間,然后緩慢冷卻的熱處理工藝。根據(jù)鋼材的化學(xué)成分和退火目的進(jìn)行分類,退火通常分為:完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火、均勻化退火等。退火廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件的加工過程中,通常安排在鑄造、鍛造、焊接等工序之后,粗切削加工之前,主要用來消除前一工序中所產(chǎn)生的某些組織缺陷或殘余內(nèi)應(yīng)力,為后續(xù)工序做好組織準(zhǔn)備。模塊三鋼的熱處理概述2.正火正火是指工件加熱奧氏體化后在空氣中或其他介質(zhì)中冷卻獲得以珠光體組織為主的熱處理工藝。正火的目的是細(xì)化晶粒,提高鋼材硬度,消除鋼材中的網(wǎng)狀碳化物(或滲碳體),并為淬火、切削加工等后續(xù)工序作組織準(zhǔn)備。四、淬火淬火是指工件加熱奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或(和)貝氏體組織的熱處理工藝。馬氏體是碳或合金元素在α-Fe中的過飽和固溶體。淬火的目的是使鋼鐵材料獲得馬氏體(或貝氏體)組織,提高鋼材的硬度和強(qiáng)度,并與回火工藝合理配合,獲得需要的使用性能。模塊三鋼的熱處理概述1.淬火的加熱溫度亞共析鋼的淬火加熱溫度是Ac3+30℃~50℃,過共析鋼的淬火加熱溫度是Ac1+30℃~50℃。2.淬火介質(zhì)淬火冷卻時(shí)所用的物質(zhì)稱為淬火介質(zhì)。常用的淬火冷卻介質(zhì)有:水、油、水溶液(如鹽水、堿水等)、熔鹽、熔融金屬、空氣等。模塊三鋼的熱處理概述3.常用淬火方法常用的淬火方法有:單液淬火、雙液淬火、馬氏體分級(jí)淬火和貝氏體等溫淬火。五、回火回火是指工件淬硬后,加熱到Ac1以下的某一溫度,保溫一定時(shí)間(通常為1~3h),然后冷卻到室溫的熱處理工藝?;鼗鹗前才旁诖慊鹬蠹皶r(shí)進(jìn)行的工序,通常也是鋼件進(jìn)行熱處理的最后一道工序。根據(jù)淬火鋼件在回火時(shí)的加熱溫度進(jìn)行分類,回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。模塊三鋼的熱處理概述六、時(shí)效時(shí)效是指合金工件經(jīng)固溶處理,或鑄造、冷塑性變(或鍛造)、焊接及機(jī)械加工之后,將工件在較高溫度放置或室溫保持一定時(shí)間后,工件的性能、形狀和尺寸等隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。固溶處理是指工件加熱至適當(dāng)溫度并保溫,使過剩相充分溶解,然后快速冷卻以獲得過飽和固溶體的熱處理工藝。常用的時(shí)效方法主要有:自然時(shí)效、人工時(shí)效、熱時(shí)效、變形時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效和沉淀硬化時(shí)效等。七、表面熱處理表面熱處理是為改變工件表面的組織和性能,僅對(duì)其表面進(jìn)行熱處理的工藝。表面淬火是指僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的工藝。表面淬火按加熱方法的不同,可分為感應(yīng)淬火、火焰淬火、接觸電阻加熱淬火、激光淬火、電子束淬火等。模塊三鋼的熱處理概述八、化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是指將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫,使一種或幾種元素滲入到它的表層,以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝?;瘜W(xué)熱處理方法主要有滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲、滲硼、滲硅、滲金屬等。模塊四非鐵金屬常用的非鐵金屬主要有:鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金、鎂及鎂合金、滑動(dòng)軸承合金、硬質(zhì)合金等。一、鋁及鋁合金鋁及鋁合金包括純鋁和鋁合金。1.純鋁的性能及用途純鋁分為工業(yè)高純鋁(W(Al)≥99.85%)和工業(yè)純鋁(99.85%>W(wǎng)(Al)≥99.0%)。純鋁的密度是2.7g/cm3,屬于輕金屬;純鋁的熔點(diǎn)是660℃,無鐵磁性;純鋁的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能僅次于銀和銅純鋁的牌號(hào)用“1×××四位數(shù)字”或“四位字符表示”,牌號(hào)的最后兩位數(shù)字表示最低鋁百分含量。例如,1A93,其w(Al)=99.93%;1A97,其w(Al)=99.97%。純鋁主要用于熔煉鋁合金,制造電線、電纜、電器元件、換熱器件、器皿以及要求制作質(zhì)輕、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐大氣腐蝕但強(qiáng)度要求不高的機(jī)電構(gòu)件等。模塊四非鐵金屬2.鋁合金的性能及用途鋁合金是以鋁為基礎(chǔ),加入一種或幾種其他元素(如銅、鎂、硅、錳、鋅等)構(gòu)成的合金。鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。(1)變形鋁合金是指塑性高、韌性好,適合于壓力加工的鋁合金。變形鋁合金按其性能特點(diǎn)和用途進(jìn)行分類,可分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁等。(2)鑄造鋁合金是指塑性差,適合于鑄造成形的鋁合金。鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能,塑性與韌性較低,不能進(jìn)行壓力加工。鑄造鋁合金按所添加合金元素進(jìn)行分類,可分為Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系鑄造鋁合金。3.鋁合金的熱處理鋁合金常用的熱處理方法有:退火,淬火加時(shí)效等。退火可消除鋁合金的加工硬化,恢復(fù)其塑性變形能力,也可消除鋁合金鑄件的內(nèi)應(yīng)力和化學(xué)成分偏析。淬火加時(shí)效是鋁合金強(qiáng)化的主要方法。模塊四非鐵金屬二、銅及銅合金銅及其合金主要有:加工銅(純銅)、黃銅、青銅及白銅。1.加工銅(純銅)的性能及用途加工銅呈玫瑰紅色,故俗稱紫銅,又稱電解銅。加工銅的熔點(diǎn)是1083℃,密度是8.91g/cm3,屬于重金屬。加工銅具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,而且無磁性。加工銅的牌號(hào)用漢語拼音字母“T”加順序號(hào)表示,共有T1、T2、T3三種,順序號(hào)數(shù)字越大,則其純度越低。加工銅主要用于制造電線、電纜、電子器件、導(dǎo)熱器件、雷管、耐腐蝕器件以及作為冶煉銅合金的原料等。2.銅合金的性能及用途在純銅中加入其他合金元素形成的合金,稱為銅合金。銅合金按其化學(xué)成分進(jìn)行分類,可分為黃銅、白銅和青銅三類。模塊四非鐵金屬(1)黃銅是指以銅為基體金屬,以鋅為主加元素的銅合金。黃銅包括普通黃銅和特殊黃銅。普通黃銅是由銅和鋅組成的銅合金;特殊黃銅是在普通黃銅中再加入其它合金元素所形成的銅合金,如鉛黃銅、錳黃銅、鋁黃銅、鎳黃銅、鐵黃銅、錫黃銅、加砷黃銅、硅黃銅等。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同,黃銅又可分為加工黃銅與鑄造黃銅兩類。常用普通黃銅有H96、H90、H85、H80、H70、H68、H65、H63、H62、H59等。普通黃銅的牌號(hào)是用“黃”字漢語拼音字首“H”加數(shù)字表示,其中數(shù)字表示平均銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),如H90表示W(wǎng)(Cu)=90%,W(Zn)=10%的普通黃銅。特殊黃銅的牌號(hào)用“黃”字漢語拼音字首“H”加主加元素(Zn除外)符號(hào),加銅及相應(yīng)主加元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示,如HPb59-1表示W(wǎng)(Cu)=59%,W(Pb)=1%的特殊黃銅(或稱鉛黃銅)。模塊四非鐵金屬(2)白銅是指以銅為基體金屬,以鎳為主加元素的銅合金。白銅包括普通白銅和特殊白銅。普通白銅是由銅和鎳組成的銅合金;特殊白銅是在普通白銅中再加入其它合金元素所形成的銅合金,如鋅白銅、錳白銅、鋁白銅等。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同,白銅又可分為加工白銅與鑄造白銅兩類。普通白銅的牌號(hào)是用“B+數(shù)字”表示,其中“B”是“白”字的漢語拼音字首,數(shù)字表示鎳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。例如,B30表示W(wǎng)(Ni)=30%,W(Cu)=70%的普通白銅。常用普通白銅有B0.6、B5、B19、B25、B30等。特殊白銅的牌號(hào)用“B+主加元素符號(hào)+幾組數(shù)字”表示,數(shù)字依次表示鎳和主加元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù),如BMn3-12表示平均W(Ni)=3%、W(Mn)=12%的錳白銅。常用特殊白銅有BA16-1.5(鋁白銅)、BFe30-1.1(鐵白銅)、BMn3-12(錳白銅)等。模塊四非鐵金屬(3)青銅是指以除鋅和鎳以外的合金元素為主添加元素的銅合金(或指除黃銅和白銅以外的銅合金)。以錫為合金元素的青銅稱為錫青銅,以鋁為主要合金元素的青銅稱鋁青銅。其他青銅主要有鋁青銅、硅青銅、錳青銅等。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同,青銅可分為加工青銅與鑄造青銅兩類。加工青銅的牌號(hào)是用“Q+第一個(gè)主加元素的化學(xué)符號(hào)及數(shù)字+其它元素符號(hào)及數(shù)字”方式表示,“Q”是“青”字漢語拼音字首,數(shù)字依次表示第一個(gè)主加元素和加入元素的平均質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。例如,QAl5是W(Al)=5%的鋁青銅;QSn4-3是W(Sn)=4%,W(Zn)=3%的錫青銅。加工青銅用于制作齒輪、軸套、蝸輪、蝸桿以及抗磁零件等。3.鑄造銅合金

鑄造銅合金是指用來生產(chǎn)銅合金鑄件的合金。鑄造銅合金的牌號(hào)表示方法是用“ZCu+主加元素符號(hào)+主加元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)+其他加入元素符號(hào)和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)”組成。例如,ZCuZn30表示W(wǎng)(Zn)=30%的鑄造銅合金。常用鑄造銅合金有:ZCuZn38、ZCuZn16Si4、ZCuZn40Pb2、、ZCuSn10Zn2、ZCuPb30等。鑄造錫青銅適合于鑄造對(duì)外形及尺寸要求較高的鑄件以及形狀復(fù)雜、壁厚較大的零件。模塊四非鐵金屬三、鈦及鈦合金1.加工鈦(純鈦)的性能及用途加工鈦呈銀白色,密度為4.51g/cm3,熔點(diǎn)為1668℃,熱膨脹系數(shù)小,塑性好,強(qiáng)度低,容易加工成形。在許多介質(zhì)中鈦的耐腐蝕性比大多數(shù)不銹鋼更優(yōu)良,尤其是抗海水的腐蝕能力非常突出。加工鈦的牌號(hào)是用“TA+順序號(hào)”表示,如TA2表示2號(hào)工業(yè)純鈦。工業(yè)純鈦的牌號(hào)有TA0G、TA1G、TA2G、TA3G、TA4G五個(gè)牌號(hào),順序號(hào)越大,雜質(zhì)含量越多。加工鈦主要用于制造飛機(jī)骨架、蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等;在化工部門主要用于制造熱交換器、泵體、攪拌器、蒸餾塔、葉輪、閥門等;在海水凈化裝置及艦船方面用于制造相關(guān)耐腐蝕零部件,如閥門、管道等;另外,加工鈦還可用于制造壓縮機(jī)氣閥、柴油機(jī)活塞等。2.鈦合金為了提高加工鈦的強(qiáng)度和耐熱性等,可加入鋁、鋯、鉬、釩、錳、鉻、鐵等合金元素,形成不同類型的鈦合金。模塊四非鐵金屬鈦合金按其退火后的組織形態(tài)進(jìn)行分類,可分為α型鈦合金、β型鈦合金和(α+β)型鈦合金。鈦合金的牌號(hào)是用“T+合金類別代號(hào)+順序號(hào)”表示?!癟”是“鈦”字漢語拼音字首,合金類別代號(hào)分別用A、B、C表示α型型鈦合金、β型型鈦合金、(α+β)型鈦合金。例如,TA5表示5號(hào)α型鈦合金;TB3表示3號(hào)β型鈦合金;TC4表示4號(hào)(α+β)型鈦合金。常用的α型鈦合金有:TA5、TA6、TA7、TA9、TA10等。α型鈦合金一般用于制造使用溫度不超過500℃的零件,如飛機(jī)蒙皮、骨架零件,航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和管道等;β型鈦合金一般用于制造使用溫度在350℃以下的結(jié)構(gòu)零件和緊固件,如壓氣機(jī)葉片、軸、輪盤及航空航天結(jié)構(gòu)件等;(α+β)型鈦合金一般用于制造使用溫度在500℃以下和低溫下工作的結(jié)構(gòu)零件,如各種容器、泵、低溫部件、艦艇耐壓殼體、坦克履帶、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件和葉片,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件等。模塊四非鐵金屬四、鎂及鎂合金1.純鎂的性能及用途純鎂具有金屬光澤,呈亮白色。純鎂的熔點(diǎn)是650℃,密度是1.738g/cm3,也是最輕的非鐵金屬。純鎂的牌號(hào)有:1號(hào)純鎂、2號(hào)純鎂和3號(hào)純鎂,主要用于制作合金以及作為保護(hù)其他金屬的犧牲陰極。2.鎂合金的性能及用途鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。鎂合金包括變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類。鎂合金具有良好的減振性能和降噪性能,是制造飛機(jī)輪轂的理想材料;鎂合金具有良好的電磁屏蔽性能和防輻射性能;鎂合金的熔點(diǎn)比鋁合金熔點(diǎn)略低,其壓鑄成形性能好。鎂合金鑄件的抗拉強(qiáng)度與鋁合金鑄件相當(dāng)。工業(yè)中應(yīng)用較廣泛的鎂合金主要有4個(gè)系列:AZ系列(Mg-Al-Zn合金)、AM系列(Mg-Al-Mn合金)、AS系列(Mg-Al-Si合金)和AE系列(Mg-Al-RE合金)。鎂合金主要用于航空、航天、國防、交通運(yùn)輸、化工等部門。模塊四非鐵金屬五、滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金是用于制造滑動(dòng)軸承軸瓦及其內(nèi)襯的鑄造合金,它具有良好的耐磨性、磨合性、抗咬合性、減摩性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性等,主要用于制造汽輪機(jī)、柴油機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、空壓機(jī)、減速器中的滑動(dòng)軸承等。1.滑動(dòng)軸承合金的組織狀態(tài)類型滑動(dòng)軸承合金的組織狀態(tài)有兩種類型:第一種類型是在軟的基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn);第二種類型是在硬的基體上分布著軟質(zhì)點(diǎn)。2.常用滑動(dòng)軸承合金常用滑動(dòng)軸承合金有:錫基、鉛基、銅基、鋁基等滑動(dòng)軸承合金,它們一般采用鑄造方式成形。例如,ZSnSb11Cu6表示W(wǎng)(Sb)=11%、W(Cu)=6%、其余W(Sn)=83%的鑄造錫基滑動(dòng)軸承合金。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料一、陶瓷材料陶瓷材料是無機(jī)非金屬材料的統(tǒng)稱,是用天然的或人工合成的粉狀化合物,通過成形和高溫?zé)Y(jié)而制成的多晶體固體材料。陶瓷材料包括陶瓷、瓷器、玻璃、搪瓷、耐火材料、磚瓦、水泥、石膏等。由于陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、硬度高等優(yōu)點(diǎn),它不僅用于制造餐具類生活制品,而且在現(xiàn)代工業(yè)中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。目前,陶瓷材料已同金屬材料、有機(jī)高分子材料成為現(xiàn)代工程材料的三大支柱。陶瓷按其成分和來源進(jìn)行分類,可分為普通陶瓷(傳統(tǒng)陶瓷)和特種陶瓷(近代陶瓷)兩大類。普通陶瓷是以天然的硅酸鹽礦物,如粘土、長石、石英等原料為主,經(jīng)過粉碎、成形和燒結(jié)制成的產(chǎn)品。它包括日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、電絕緣陶瓷、化工陶瓷(耐酸堿用瓷)和多孔陶瓷(過濾、隔熱用瓷)等。特種陶瓷主要是指采用高純度人工合成化合物,如Al2O3、ZrO2、MgO、BeO、SiC、Si3N4、BN等,制成具有特殊物理化學(xué)性能的新型陶瓷(包括功能陶瓷)。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料二、有機(jī)高分子材料高分子化合物或高分子聚合物(簡稱高聚物)是指由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子量在一萬以上的化合物。高分子材料也稱為聚合物材料,是以高分子化合物為基體,再配有其他添加劑(助劑)所構(gòu)成的材料,它分為有機(jī)高分子材料和無機(jī)高分子材料。其中有機(jī)高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量大于104并以碳、氫元素為主的有機(jī)高分子化合物組成。一般說來,有機(jī)高分子化合物具有較好的強(qiáng)度、彈性和塑性。有機(jī)高分子材料按其用途和使用狀態(tài)進(jìn)行分類,可分為塑料、橡膠、膠粘劑、合成纖維等;有機(jī)高分子材料按其來源進(jìn)行分類,可分為天然、半合成(改性天然高分子材料)和人工合成高分子材料。天然高分子材料包括松香、蛋白質(zhì)、天然橡膠、皮革、蠶絲、木材等。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料1.塑料塑料是指以合成樹脂高分子化合物為主要成分,加入某些添加劑之后且在一定溫度、壓力下塑制成形的材料或制品的總稱。常用塑料主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、酚醛塑料(PF)、環(huán)氧塑料(EP)等。工程塑料是指能在較寬溫度范圍內(nèi)和較長使用時(shí)間內(nèi)保持優(yōu)良性能,能承受機(jī)械應(yīng)力并作為結(jié)構(gòu)材料使用的一類塑料。工程塑料耐熱性高、耐腐蝕,自潤滑性好和尺寸穩(wěn)定性良好,具有較高的強(qiáng)度和剛度,在部分場(chǎng)合可替代金屬材料。常用工程塑料主要有聚碳酸脂、尼龍、聚甲醛、ABS塑料、聚砜、酚醛塑料等。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料2.橡膠橡膠是以生膠為基體原料,加入適量配合劑,經(jīng)硫化處理后形成的有機(jī)高分子材料。通常橡膠制品還加入增強(qiáng)骨架材料(如各種纖維、金屬絲及其編織物等),其主要作用是增加橡膠制品的強(qiáng)度,并限制其變形。常用橡膠主要有天然橡膠(代號(hào)NR)、丁苯橡膠(代號(hào)SBR)、順丁橡膠(代號(hào)BR)、氯丁橡膠(代號(hào)CR)、硅橡膠(代號(hào)SR)、氟橡膠(代號(hào)FPM)等。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料3.膠粘劑膠粘劑是指能將同種或兩種或兩種以上同質(zhì)或異質(zhì)的制件(或材料)連接在一起,固化后具有足夠強(qiáng)度的有機(jī)或無機(jī)的、天然或合成的一類物質(zhì),統(tǒng)稱為膠粘劑或粘接劑、粘合劑、習(xí)慣上簡稱為膠。膠粘劑以流變性質(zhì)進(jìn)行分類,可分為熱固性膠粘劑、熱塑性膠粘劑、合成橡膠膠粘劑和復(fù)合型膠粘劑。4.纖維纖維是指長度與直徑之比大于100甚至達(dá)1000,并具有一定柔韌性的物質(zhì)。合成纖維是將人工合成的、具有適宜分子量并具有可溶(或可熔)性的線型聚合物,經(jīng)紡絲成形和后處理而制得的化學(xué)纖維。通常將這類具有成纖性能的聚合物稱為成纖聚合物。﹡模塊五陶瓷、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料三、復(fù)合材料概述1.復(fù)合材料的分類復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料,通過物理或化學(xué)的方法,在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。不同材料復(fù)合后,通常其中一種材料作為基體材料,起粘結(jié)作用;另一種材料作為增強(qiáng)劑材料,起承載作用。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體主要有鋁、鎂、銅、鈦及其合金等。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。復(fù)合材料按其增強(qiáng)劑種類和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類,可分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、層疊增強(qiáng)復(fù)合材料和顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料三類。復(fù)合材料的最大優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)人的要求來改善材料的使用性能。目前,應(yīng)用最多的復(fù)合材料是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,如玻璃鋼(玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合材料)和碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。﹡模塊六其他新型工程材料新型工程材料是指新出現(xiàn)的,建立在新思路、新概念、新工藝的基礎(chǔ)上,具有傳統(tǒng)工程材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料,如高溫合金、非晶態(tài)合金、形狀記憶合金、超導(dǎo)材料、納米材料等。﹡模塊六其他新型工程材料一、高溫合金高溫合金是在高溫下具有足夠的持久強(qiáng)度、熱疲勞強(qiáng)度及高溫韌性,又具有抵抗氧化或氣體腐蝕能力的合金。已開發(fā)并進(jìn)入實(shí)用狀態(tài)的高溫合金主要有:鐵基高溫合金、鎳基高溫合金、鈷基高溫合金。例如,鎳基高溫合金主要用作現(xiàn)代噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片、導(dǎo)向葉片和渦輪盤等。﹡模塊六其他新型工程材料二、非晶態(tài)合金非晶態(tài)合金是一種沒有原子三維周期性排列的固體合金。由于非晶態(tài)合金在結(jié)構(gòu)上與玻璃相似,故又稱為金屬玻璃。非晶態(tài)合金可采用液相急冷法、氣相沉積法、注入法等工藝制取。非晶態(tài)合金具有很高的強(qiáng)度和硬度,如非晶態(tài)合金Fe8OB20,其抗拉強(qiáng)度可達(dá)3630MPa,而晶態(tài)超高強(qiáng)度鋼的抗拉強(qiáng)度僅為1800~2000MPa;非晶態(tài)合金還具有很高的韌性和塑性,許多非晶態(tài)合金薄帶可以反復(fù)彎曲,即使彎曲到180°也不會(huì)斷裂。目前,非晶態(tài)合金常用于制作磁頭、脈沖變壓器、磁傳感元件等。﹡模塊六其他新型工程材料三、形狀記憶合金形狀記憶效應(yīng)是指將材料在一定條件下進(jìn)行一定限度以內(nèi)的變形后,在對(duì)材料施加適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件(如加熱)時(shí),材料的變形會(huì)隨之消失,并回復(fù)到變形前的形狀的現(xiàn)象。形狀記憶合金是指具有形狀記憶效應(yīng)的金屬材料。已成功開發(fā)的形狀記憶合金有Ti-Ni形狀記憶合金、Cu系形狀記憶合金、Fe系形狀記憶合金等。利用形狀記憶合金可以制造防滑輪胎、溫度控制儀器、過熱報(bào)警器、火災(zāi)報(bào)警器、自動(dòng)滅火噴頭、脊柱矯形棒、牙齒矯形唇弓絲、人工關(guān)節(jié)、人造骨骼、骨折部位的固定板、人造心臟、血栓過濾器、特殊場(chǎng)合下的管接頭與鉚釘以及作為智能材料等。﹡模塊六其他新型工程材料四、超導(dǎo)材料超導(dǎo)材料是在一定溫度下如果材料的電阻變?yōu)榱悖⑶掖帕€不能進(jìn)入其內(nèi)部,材料呈現(xiàn)完全抗磁性的材料。超導(dǎo)材料一般分為:超導(dǎo)合金、超導(dǎo)陶瓷和超導(dǎo)聚合物三類。利用超導(dǎo)材料輸電,電力損耗幾乎為零,可節(jié)省大量的電能;利用超導(dǎo)材料可制造發(fā)電機(jī)中的超導(dǎo)線圈,提高電機(jī)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度,提高發(fā)電機(jī)的輸出功率,使發(fā)電效率提高約50%;利用超導(dǎo)材料的抗磁性,可制造時(shí)速達(dá)550km/h的磁懸浮列;利用超導(dǎo)材料具有高載流能力和零電阻的特點(diǎn),可長時(shí)間無損耗地儲(chǔ)存大量電能;利用超導(dǎo)材料可以制作超導(dǎo)粒子武器、自由電子激光器、超導(dǎo)電磁泡、超導(dǎo)電磁推進(jìn)系統(tǒng)等。﹡模塊六其他新型工程材料五、納米材料將處于1~100nm尺度范圍內(nèi)的超微顆粒及其致密的聚集體,以及由納米微晶所構(gòu)成的材料,統(tǒng)稱為納米材料,它包括金屬、非金屬、有機(jī)、無機(jī)和生物等多種粉末材料。納米材料具有四大效應(yīng),即小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)(含宏觀量子隧道效應(yīng))、表面效應(yīng)和界面效應(yīng),具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理性能、化學(xué)性能,表現(xiàn)出獨(dú)特的光、電、磁和化學(xué)特性。納米結(jié)構(gòu)材料具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能及熱力性能,可使結(jié)構(gòu)件重量大大減輕;納米催化、敏感、儲(chǔ)氫材料可用于制造高效的異質(zhì)催化劑、氣體敏感器及氣體捕獲劑,用于汽車尾氣凈化、環(huán)境保護(hù)、石油化工、新型潔凈能源等領(lǐng)域;納米光學(xué)材料可用于制作多種具有獨(dú)特性能的光電子器件,如藍(lán)光二極管、量子點(diǎn)激光器、單電子晶體管等;納米碳管的抗拉強(qiáng)度比鋼高出100倍,其硬度與金剛石相當(dāng),卻擁有良好的柔韌性,可以進(jìn)行拉伸,而且其導(dǎo)電率比銅還要高;納米硬質(zhì)合金具有極高的硬度和韌性,可拓展硬質(zhì)合金的應(yīng)用范圍。模塊七材料的選用及運(yùn)用

一、機(jī)械零件失效分析1.失效概述失效是指機(jī)械零件在使用過程中由于尺寸、形狀或材料的組織和性能發(fā)生變化而失去規(guī)定功能的現(xiàn)象。機(jī)械零件失效的具體表現(xiàn)是:機(jī)械零件完全破壞,不能工作;機(jī)械零件雖然能工作,但達(dá)不到設(shè)計(jì)的規(guī)定功能;機(jī)械零件損壞嚴(yán)重,但繼續(xù)工作時(shí),不能保證安全性和可靠性。2.失效的形式機(jī)械零件的失效形式分為過量變形失效、斷裂失效和表面損傷失效三大類。二、機(jī)械零件失效因素分析

1.機(jī)械零件失效因素2.機(jī)械零件失效的分析方法在對(duì)失效機(jī)械零件進(jìn)行分析時(shí),通常有兩個(gè)基本思路:(1)以機(jī)械零件的性能指標(biāo)為主線,進(jìn)行詳細(xì)分析。(2)以機(jī)械零件斷口特征為主線,進(jìn)行詳細(xì)分析。模塊七材料的選用及運(yùn)用

三、選擇材料時(shí)需要考慮的三個(gè)方面選擇材料時(shí),需要考慮材料的使用性能(即“質(zhì)優(yōu)”)、加工工藝性能(即“易加工”)以及經(jīng)濟(jì)性(即“實(shí)惠”)。四、選擇材料的一般程序

五、典型零件選材實(shí)例1.齒輪類零件的選材2.軸類零件的選材3.箱體類零件的選材模塊一鍵連接與銷連接機(jī)械連接可分為動(dòng)連接和靜連接兩大類。動(dòng)連接的零件之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),如各種運(yùn)動(dòng)副連接和彈性連接等;靜連接的零件之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),如鍵連接、花鍵連接、銷連接等。一、鍵連接鍵連接是通過鍵實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件間的周向固定以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。鍵的功能主要是連接兩個(gè)被連接件,并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。另外,某些鍵也可起導(dǎo)向作用,使軸上零件沿軸向移動(dòng)。鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、裝拆方便、標(biāo)準(zhǔn)化及傳遞扭矩大等優(yōu)點(diǎn)。1.鍵的類型鍵連接根據(jù)鍵在連接時(shí)的松緊狀態(tài)進(jìn)行分類,可分為松鍵連接和緊鍵連接兩大類。松鍵連接包括普通平鍵連接、半圓鍵連接、導(dǎo)向平鍵連接和花鍵連接;緊鍵連接包括楔鍵連接和切向鍵連接。模塊一鍵連接與銷連接2.平鍵連接平鍵主要有普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵三種。平鍵連接結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對(duì)中性好。(1)普通平鍵主要用于軸上零件的周向固定,可以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩,鍵的兩個(gè)側(cè)面是工作面。模塊一鍵連接與銷連接普通平鍵按其端部形狀進(jìn)行分類,可分為圓頭鍵(A型)、平頭(B型)和單圓頭(C型)鍵三種。普通平鍵通常采用中碳鋼(如45鋼)制造。模塊一鍵連接與銷連接普通平鍵是標(biāo)準(zhǔn)零件,其主要尺寸是鍵寬b、鍵高h(yuǎn)和鍵長L。普通平鍵的標(biāo)記格式是:標(biāo)準(zhǔn)號(hào)鍵型鍵寬×鍵長。例如,“GB/T1096鍵18×11×180”表示普通A型平鍵(圓頭),A型平鍵的字母A可以省略不標(biāo),b=18mm,h=11mm,L=180mm;“GB/T1096鍵B18×11×180”表示普通B型平鍵(方頭),b=18mm,h=11mm,L=180mm;“GB/T1096鍵C18×11×180”表示普通C型平鍵(單圓頭),b=18mm,h=11mm,L=180mm。模塊一鍵連接與銷連接(2)導(dǎo)向平鍵應(yīng)用于軸上零件需要作軸向移動(dòng),且對(duì)中性要求不高的場(chǎng)合。(3)滑鍵。當(dāng)被連接的零件滑移的距離較大時(shí),可采用滑鍵?;I固定在輪轂上,并與輪轂同時(shí)在軸上的鍵槽中作軸向滑動(dòng)。模塊一鍵連接與銷連接3.半圓鍵連接鍵槽呈半圓形,軸上的鍵槽也是相應(yīng)的半圓形,半圓鍵能夠在鍵槽內(nèi)自由擺動(dòng)以適應(yīng)軸線偏轉(zhuǎn)引起的位置變化,這樣可使半圓鍵自動(dòng)適應(yīng)輪轂的裝配。半圓鍵連接主要應(yīng)用于輕載荷軸的軸端與輪轂的連接,尤其適用于錐形軸與輪轂的連接。4.花鍵連接由內(nèi)花鍵和外花鍵所構(gòu)成的連接,稱為花鍵連接?;ㄦI由沿圓周均勻分布的多個(gè)鍵齒構(gòu)成,軸上加工出的鍵齒稱為外花鍵,而孔壁上加工出的鍵齒則稱為內(nèi)花鍵。

模塊一鍵連接與銷連接5.楔鍵連接楔鍵連接屬于緊鍵連接,可使軸上零件軸向固定,并能使零件承受不大的單向軸向力。楔鍵的上、下面為工作面,楔鍵的上表面制成1:100的斜度。裝配時(shí),將楔鍵打入軸與軸上被連接件之間的鍵槽內(nèi),使之連接成一體,從而實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩。楔鍵與鍵槽的兩側(cè)面不接觸,為非工作面。楔鍵連接多用于承受單向軸向力,對(duì)精度要求不高的低速機(jī)械上。模塊一鍵連接與銷連接6.切向鍵連接切向鍵連接也屬于緊鍵連接,它由兩個(gè)單邊普通楔鍵(斜度1:100)反裝組成一組切向鍵,其斷面合成為長方形。切向鍵的上下面(窄面)為工作面,且互相平行,其中一個(gè)面在通過軸心線的平面內(nèi)。裝配時(shí),兩個(gè)切向鍵分別從輪轂兩端楔入;工作時(shí),依靠工作面的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。一對(duì)切向鍵可傳遞單向轉(zhuǎn)矩,如圖4-12a所示;如果需要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩,應(yīng)裝兩對(duì)互成120°~135°的切向鍵,如圖4-12b所示。模塊一鍵連接與銷連接7.平鍵連接的選用選用平鍵連接時(shí),通??砂聪铝胁襟E進(jìn)行選擇:(1)根據(jù)鍵連接的工作要求和使用特點(diǎn),選擇鍵連接的類型。(2)根據(jù)軸的公稱直徑d,從相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)中選擇平鍵的截面尺寸b×h。(3)根據(jù)輪轂長度L1選擇鍵長L。鍵長L應(yīng)符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)長度系列。(4)校核平鍵連接的強(qiáng)度。(5)合理選擇鍵連接時(shí)軸與輪轂的公差。模塊一鍵連接與銷連接二、銷連接銷連接是用銷將被連接件連接成一體的可拆卸連接。銷連接主要用于固定零件之間的相對(duì)位置(定位銷),也可用于軸與輪轂的連接或其他零件的連接(連接銷),同時(shí)銷還可傳遞不大的載荷。另外,在安全裝置中,銷還可充當(dāng)過載剪斷元件(安全銷)。銷按其外形進(jìn)行分類,可分為圓柱銷、圓錐銷和異形銷等。銷是標(biāo)準(zhǔn)件,與圓柱銷、圓錐銷相配合的銷孔均需鉸制。使用銷時(shí),可根據(jù)工作情況和結(jié)構(gòu)要求,按相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)選擇銷的形式和規(guī)格。銷的制造材料可根據(jù)銷的用途選用35鋼、45鋼制造。模塊三

材料的力學(xué)性能4.卸載規(guī)律與冷變形強(qiáng)化對(duì)于低碳鋼等塑性金屬材料,當(dāng)拉伸試樣被加載到強(qiáng)化階段內(nèi)的某一點(diǎn)d時(shí),將載荷逐漸減小到零(圖2-10a),可以看出卸載過程中R-曲線將沿著與Op近似平行的直線dh回到水平軸上。這說明卸載過程中,應(yīng)力與應(yīng)變之間按直線規(guī)律變化,這就是卸載規(guī)律。試樣卸載后,彈性應(yīng)變hg消失,塑性應(yīng)變Oh將被殘留下來。如果試樣卸載后在短期內(nèi)再加載,則其應(yīng)力和應(yīng)變將基本上沿著卸載時(shí)的同一直線hd上升,直到恢復(fù)開始卸載時(shí)的應(yīng)力為止,再往后加載時(shí),將沿著原來的曲線變化(圖2-10b)。比較Opdmk曲線和hdmk曲線可知,試樣在強(qiáng)化階段內(nèi)加載后再卸載,試樣的規(guī)定總延伸強(qiáng)度得到提高,而塑性卻有所下降,這種現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化。模塊二螺紋連接一、螺紋連接的類型螺紋連接按用途進(jìn)行分類,可分為螺栓連接、螺釘連接和緊定螺釘連接。1.螺栓連接常用標(biāo)準(zhǔn)螺栓連接件有螺栓、螺母、墊圈等。螺栓的桿部為圓柱形,一端與六角形(或圓形頭部)連成一體,另一端制成普通螺紋,中間段為沒有螺紋的圓柱體。栓連接結(jié)構(gòu)簡單、拆裝更換方便,適用于厚度不大且只能進(jìn)行兩面裝配的場(chǎng)合。雙頭螺栓連接適用于被連接件之一較厚,不宜制作通孔且需要經(jīng)常拆卸,連接緊固(或緊密程度)要求較高的場(chǎng)合。模塊二螺紋連接2.螺釘連接螺釘直徑較小,但長度較長,其頭部多以內(nèi)、外六角形居多。螺釘連接適用于被連接件之一較厚,不宜制作通孔,受力不大,不經(jīng)常拆裝,且連接緊固(或緊密程度)要求不太高的場(chǎng)合。3.緊定螺釘連接緊定螺釘連接可固定被連接件之間的相對(duì)位置,或傳遞不大的力(或轉(zhuǎn)矩)。平端緊定螺釘適用于高硬度表面或經(jīng)常拆卸處;圓柱端緊定螺釘可壓入軸上的凹坑或孔中,適用于傳遞較大的載荷;錐端緊定螺釘用于低硬度表面或不經(jīng)常拆卸處。模塊二螺紋連接二、螺紋連接基礎(chǔ)知識(shí)1.螺栓的各部分參數(shù)名稱(1)螺栓直徑。它是指螺栓的公稱直徑,也是螺栓大徑。(2)螺栓桿徑。它是指螺栓桿部沒有螺紋處的直徑。(3)螺栓長度。它是指螺栓桿部的全長。(4)螺紋長度。它是指螺栓上螺紋的長度。(5)螺栓頭高。它是指螺栓頭部的高度。(6)螺栓頭部對(duì)角寬度。它是指螺栓頭部外接圓的直徑(角對(duì)角長度)。(7)螺栓頭部對(duì)邊寬度。它是指螺栓頭部內(nèi)接圓的直徑(邊對(duì)邊長度)。模塊二螺紋連接2.螺紋的主要參數(shù)(1)大徑。它是螺紋的最大直徑,即與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相切的假想圓柱的直徑,被規(guī)定為公稱直徑。(2)小徑。它是螺紋的最小直徑,即與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相切的假想圓柱的直徑。(3)中徑。它是假想的圓柱體直徑,該圓柱體到螺紋牙底和到螺紋牙頂?shù)木嚯x相等。(4)螺距P。它是相鄰兩螺紋牙在中徑圓柱面上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離。(5)線數(shù)n。它是指螺紋的頭數(shù)。螺紋根據(jù)線數(shù)進(jìn)行分類,可分為單線螺紋和多線螺紋。(6)導(dǎo)程L。它是在同一條螺旋線上相鄰兩螺紋牙在中徑圓柱面上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。對(duì)于單線螺紋,L=P;對(duì)于多線螺紋,L=nP。模塊二螺紋連接(7)螺紋升角。它是在中徑的圓柱面上,螺紋線的切線與垂直于螺紋軸向平面的夾角。(8)牙型角。它是在螺紋軸向剖面內(nèi),螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。(9)牙側(cè)角。它是在軸向剖面內(nèi),螺紋牙型的一側(cè)邊與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。(10)螺紋旋向。它是指螺紋線的繞行方向。螺紋旋向的判別方法是:將螺桿直豎,如果螺旋線右高左低(向右上升),則為右旋螺紋;反之,則為左旋螺紋。模塊二螺紋連接3.螺紋的牙型螺紋根據(jù)牙型分類,可分為三角形螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋等。除了多數(shù)管螺紋采用英制(以每英寸牙數(shù)表示螺距)外,其他螺紋均采用米制。(1)三角形螺紋的牙型為等邊三角形,其牙型角是。三角形螺紋的牙根強(qiáng)度高、自鎖性好、工藝性能好,主要用于連接。粗牙螺紋通常用于一般連接;細(xì)牙螺紋自鎖性好,通常用于受沖擊、振動(dòng)和變載荷的連接,以及細(xì)小零件、薄壁管件的連接。模塊二螺紋連接(2)管螺紋的牙型為等腰三角形,其牙型角是,公稱直徑近似為管子孔徑,以英寸(in)為單位。米制圓錐管螺紋與管螺紋相似,但螺紋是繞制在1:16的圓錐面上,其牙型角。管螺紋多用于有緊密要求以及壓力不大的水、煤氣、天然氣、油路的管件(如旋塞、管道、閥門等)連接,以保證配合緊密。米制圓錐管螺紋的緊密性更好,適用于水、氣、潤滑管路系統(tǒng)的連接,以及高溫、高壓系統(tǒng)的管路連接。(3)矩形螺紋的牙型是正方形,牙厚是螺距的一半,其牙型角是。矩形螺紋傳動(dòng)效率高,通常用于傳動(dòng)。(4)梯形螺紋的牙型是等腰梯形,其牙型角是。梯形螺紋比三角形螺紋傳動(dòng)效率高,比矩形螺紋牙根強(qiáng)度高,其承載能力也較高,而且加工容易,對(duì)中性好,可補(bǔ)償磨損間隙,是最常用的傳動(dòng)螺紋。(5)鋸齒形螺紋的牙型是不等腰三角形,其牙型角是,工作面的牙側(cè)角,非工作面的牙側(cè)角。鋸齒形螺紋綜合了矩形螺紋傳動(dòng)效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn),用于單向受力的傳動(dòng)。模塊二螺紋連接4.螺紋的代號(hào)螺紋代號(hào)由特征代號(hào)和尺寸代號(hào)組成。例如,粗牙普通螺紋用“字母M與公稱直徑”表示;細(xì)牙普通螺紋用“字母M與公稱直徑×螺距”表示。當(dāng)螺紋為左旋時(shí),在代號(hào)制之后加“LH”。M40——表示公稱直徑是40mm的粗牙普通螺紋。M40×1.5——表示公稱直徑是40mm,螺距是1.5mm的細(xì)牙普通螺紋。M40×1.5LH——表示公稱直徑是40mm,螺距是1.5mm的左旋細(xì)牙普通螺紋。三、常用的螺紋連接件螺栓連接時(shí),需要螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母和墊圈等連接件配合使用,它們的結(jié)構(gòu)形式和尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化。螺紋連接件分A、B、C三個(gè)精度等級(jí)。A級(jí)精度最高,用于重要連接;B級(jí)精度次之;C級(jí)精度多用于一般的連接。模塊二螺紋連接1.螺栓連接的預(yù)緊螺栓連接中,預(yù)緊的目的是增強(qiáng)螺紋連接的剛性,提高緊密性和放松能力,確保連接安全可靠。一般螺母的擰緊主要依靠操作工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制;重要的緊螺紋連接,在裝配時(shí)其擰緊程度要通過計(jì)算并用扭力板手(或測(cè)力矩扳手)來控制。在機(jī)械裝配過程中,有時(shí)使用多個(gè)螺栓進(jìn)行裝配,此時(shí)為了使被連接件均勻受壓、貼合緊密、連接牢固,需要根據(jù)螺栓的實(shí)際分布情況,按合理的順序分步擰緊螺母,而拆卸時(shí)松動(dòng)螺母的順序則正好與裝配時(shí)的擰緊螺母的順序正好相反。2.螺栓連接的防松措施螺紋連接中常用的防松措施有:摩擦力防松、機(jī)械防松以及其他方法防松等。

*模塊三彈簧一、彈簧的類型按彈簧的形狀進(jìn)行分類,彈簧可分為螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等。按彈簧的受力性質(zhì)進(jìn)行分類,彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧。常用的彈簧制造材料主要有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。*模塊三彈簧二、彈簧的功能及其應(yīng)用在機(jī)械裝備中,彈簧的功能主要是緩沖吸振、控制運(yùn)動(dòng)、儲(chǔ)能輸能、測(cè)量載荷四個(gè)方面。(1)緩沖吸振功能。為了改善某些機(jī)械(如汽車、火車車廂、聯(lián)軸器等)中被連接件的工作平穩(wěn)性,常采用緩沖吸振彈簧,如汽車上的懸掛系統(tǒng)彈簧簧等。(2)控制運(yùn)動(dòng)功能。為了適應(yīng)被連接件的工作位置變化,可選用控制運(yùn)動(dòng)彈簧,如離心離合器中的控制彈簧,內(nèi)燃機(jī)上的控制氣缸閥門彈簧等。(3)儲(chǔ)能輸能功能。為了給被連接件提供運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力,可選用儲(chǔ)能輸能彈簧,如機(jī)械式鐘表中的發(fā)條彈簧、槍械中的彈簧等。(4)測(cè)量載荷功能。為了測(cè)量被連接件所受力的大小,可選用測(cè)量載荷彈簧作為測(cè)力元件,如測(cè)力器、彈簧秤中的彈簧等。模塊四聯(lián)軸器與離合器一、聯(lián)軸器聯(lián)軸器

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