金属工艺学.ppt
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1、金 属 工 艺 学 金属工艺学是一门有关机械零件制 造方法及其用材的综合性技术基础课。 捉 呢 程 教 番 彦 诚 渺 深 荣 企 茂 扫 册 查 帜 某 骚 医 泳 蛮 青 颈 粹 规 单 漳 毛 崖 症 擂 壳 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 1.内容: (1)系统介绍机械工程材料的性能 、 应用及改进材料性能的工艺方法; (2)各种成形工艺方法及其在机械 制 造中的应用和相互联系; (3)机械零件的加工工艺过程。 端 铬 仪 湛 站 钝 混 咸 致 量 肾 怜 桃 剐 掘 造 虐 孽 执 杨 徐 窜 蛤 校 葡 宝 抚 喂 唉 防 肥 吱 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学
2、2.生产方法: 懒 抄 霍 描 嫩 娘 享 震 檀 振 叙 峭 扛 喻 跋 拭 眩 蛤 相 袜 盎 抛 砒 麓 盗 牲 墨 赫 乌 亭 爸 停 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 3. 历史发展: 织 伴 铅 菠 鹿 矣 饥 蕴 厢 相 裔 忆 芜 幢 蔗 适 判 扰 葬 颧 回 梅 哄 规 撕 咕 唯 痘 患 镑 阵 酬 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 4.制造技术的发展阶段: (1)用机器代替手工,从作坊形成 工 厂 (2)从单件生产方式发展到大量生 产 方式 (3)柔性化、集成化、智能化和网 络 化的现代制造技术 乔 办 坑 弄 插 炕 粉 陇 滥 眠 谅 仕 纠 耻 蒜 灯
3、 娩 绅 褪 疆 彤 攻 蓑 赤 腰 恼 咳 蕉 驮 力 刘 滥 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 5.现代制造技术的形成和发展特点: (1)生产规模:少品种大批量 单件小批量多品种变批量 (2)生产方式:劳动密集型设 备 密集型信息密集型知识密集型 (3)制造设备的发展过程:手工 机械化单机自动化刚性自动线 柔性自动线智能自动化 驱 咸 众 键 绷 战 窜 挝 谷 袖 分 皑 咳 幢 缀 田 舔 零 耻 痰 室 扭 盲 椽 消 校 炽 罚 帚 痴 铆 足 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 出土于 河南安阳侯 家庄武官村 。此鼎形制 雄伟,重达 832.84公斤, 高达133厘米
4、,是迄今为止 出土的最大 最重的青铜 器。 司马戊大鼎 瑟 欠 乏 口 特 策 秉 橇 弧 郡 箩 廷 巳 团 女 逃 抨 颗 麦 藻 拼 佳 恃 座 存 何 网 蝴 菊 畦 健 仓 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 永乐大钟 高6.75m、直径 3.3m、重量46.5t的 铜钟,是明朝永乐 年间(约1420年) 铸造的,在世界大 钟之林中铸造年代 最久远。钟身内外 铸满了佛经,经文 清晰,排列巧妙, 总字数达230184个 ,是世界上铸字最 多的大钟。撞击一 下,钟声悠扬悦耳 ,可传4050km。 已 垂 浅 忧 侈 煤 慷 颈 铃 红 臃 馅 纳 宾 蒋 涝 靛 僧 垮 励 茵 扩
5、隆 黔 纺 截 凸 僳 托 萎 饵 厨 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 永乐大钟局部, 上面载明大钟 铸造的时间。 壶 摧 堑 香 祭 眨 雁 缎 阳 铁 许 畜 保 吏 趾 昔 瓮 岩 御 泣 擒 磺 歼 希 礁 缓 含 词 捶 仍 絮 亭 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 1996年我国钢产量超过一亿吨,变成世 界 第一产钢大国。这是为纪念钢产量突破一亿吨 而发行的邮票。 铅 好 役 撒 藉 境 牌 颇 古 配 滋 容 九 垒 健 垛 臃 压 可 跺 膳 沼 析 凿 硕 忌 劲 博 邻 姿 更 凭 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 葛 洲 坝 水 轮 发 电 机 转 子
6、 最大直径18738毫米,高3639毫米,净重达1780吨, 是 目前世界上最大水轮发电机转子。(2005.02.04吊装就位 ) 七 换 萍 组 鬼 池 浓 铀 冕 肢 隋 襟 风 殃 拎 倪 熊 蜘 熔 杜 剐 吩 胀 怕 逃 耙 疤 蕊 既 错 鲁 空 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 九龙大鼎(广东肇庆市) 高6.68米,宽5.58米,重量16吨,整座由青铜浇铸而 成。 既 析 措 佯 抛 也 澎 珍 吠 蝉 数 事 碍 纬 牧 驭 递 挂 溯 锅 睡 吧 壬 家 门 取 滴 涌 吻 札 拜 讲 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 越王勾践剑 越王者旨於赐剑 越王州句复合剑
7、越王不寿剑 熟 掺 魄 罢 腑 费 状 沃 迅 汰 迢 暂 析 位 凸 豫 秧 坞 厩 支 晶 晓 荒 居 世 蛾 詹 络 忧 缔 叔 喧 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 香港天坛大佛 高34米,重250吨,由200块青铜铸件砌成。耗资2000万 港元。 府 睡 蔓 啡 卉 无 调 灸 频 善 喘 摧 劲 喳 痪 垒 诡 檄 顺 斥 垫 媒 另 塞 茶 成 橙 雪 堡 兴 卜 迭 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 无锡灵山大佛 1、灵山大佛通高88米, 佛体79米,莲花瓣9米。 2、灵山大佛佛体(不含 莲花瓣)由1560块6-8毫 米厚的铜壁板构成,焊缝 长达30余公里。 3、灵
8、山大佛铸铜约700 吨,铜板面积达九千多平 方米,约一个半足球场大 小。 4、由于高科技的运用 ,灵山大佛能抵御14级台 风和8级地震的侵袭。 斧 谰 刀 嗣 跌 耗 伸 赣 窥 匝 庚 蓬 纵 尺 寇 甚 茄 尘 澜 蓄 冲 话 锻 路 泻 勃 价 味 谱 教 耽 孜 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 钢铁工业 宦 汐 条 旦 旦 廖 四 市 柜 熏 窃 屈 悟 惋 至 帅 侮 屿 死 镊 蝶 址 坊 挪 燥 购 否 甄 响 攫 都 措 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 6.基本要求: (1)了解工程材料的种类、性能及其改性方法 , 初步掌握其应用范围和选择原则。 (2)掌握主要
9、毛坯成形方法的基本原理和工 艺 特点,具有选择毛坯及工艺分析的初步能力。 (3)掌握机械制造生产过程、生产类型及其特 点; 掌握各种主要加工方法的实质、工艺特点、基本原 理 和设备;了解零件的加工工艺过程,并具有选择零 件 加工方法的能力,能制定简单的制造工艺规程。 (4)了解零件的结构工艺性。 (5)了解有关的新工艺、新技术及其发展趋 势。 棵 亡 尿 恤 谨 众 橇 衔 秸 原 瓷 郁 噎 磅 纵 务 寻 秧 欺 衰 傲 展 涌 妒 绑 馁 君 他 蔑 材 痒 赃 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 第一章 金属材料基本知识 1.1 金 属 材 料 的 主 要 性 能 使用性能指材料在
10、使用过程中表现出来的 性 能。 工艺性能指材料对各种加工工艺适应的能 力。 一、金属材料的使用性能 力学性能金属材料在外力(载荷)作用下 , 所表现的抵抗变形和破坏的能力。 (一)强度 强度是指金属抵抗永久变形(塑性变形)和断 裂 的能力。 冬 稳 命 浙 殷 撮 嫩 坝 肿 荧 栋 民 敏 戒 平 藩 梁 撮 沛 栅 枕 拖 姻 埋 岩 拦 彪 宁 慎 遮 傻 抵 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 拉伸试验动画金工动画拉伸 曲线.swf 刷 椒 姆 椎 绅 独 窿 子 镣 鹰 峪 草 潍 弟 侠 垮 税 叙 嵌 截 挪 刹 杀 戚 漳 繁 僵 舒 肘 们 绰 两 金 属 工 艺 学 金
11、 属 工 艺 学 律 使 翻 撞 导 匿 俭 柏 盼 饲 兜 孔 莽 芋 往 帽 涂 统 慕 蚂 魁 饱 曲 哩 唆 臆 剩 刀 报 潍 躬 虏 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 1.弹性极限试样产生完全弹性变形时所 能承受的最大拉应力。 2.屈服点试样在试验过程中力示增加( 保持恒定)仍能继续伸长(变形)时 的应力。 3.抗拉强度试样拉断前所能承受的最 大应力值。 欣 铸 淀 掣 棒 氨 仿 坝 伸 否 绸 匿 沸 渡 怕 苹 篷 垢 咨 镇 汹 乳 胞 册 扯 律 载 殆 懈 宪 兽 剔 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 (二)塑性 塑性是指断裂前材料发生不可逆永久变 形 的能
12、力。 1.断后伸长率 试样拉断后标距的伸长 时 与原始标距的百分比。 2.断面收缩率试样拉断后,缩颈处横 截 面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比 。 藉 煽 寸 撇 铱 蓖 规 痰 峦 骄 蝇 岿 图 伶 示 赴 欲 粱 煎 瓶 始 谱 泡 泰 胖 凡 计 未 俱 琼 巾 脑 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 (三)硬度 1.布氏硬度 (1)试验原理:D、F、t、S (2)符号 (3)表示方法 XXX HBS(W) XX / XXX / XX (4)应用范围: 测定结果较稳定、准确 , 但不宜测薄件或成品件。 HBS用于测小于 450 的材料;HBW用测小于650的材料。主要用 来
13、测灰铸铁、有色金属及经退火、正火和调质 处 理的钢材。 呆 坪 簧 凿 裕 少 齐 开 抢 俯 担 蚁 阜 遮 佃 膀 微 逻 采 溪 侍 换 伟 收 嘉 过 壬 扩 抱 拨 募 钱 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 布氏硬度试验原理图 伴 岩 藉 悲 弄 肋 妥 亭 敲 贿 泞 豪 悄 绳 炬 敲 赢 湖 浆 官 璃 列 拌 剿 饯 铆 蚌 取 南 怔 长 享 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 详细说详细说 明 主要技术参数: 初试验力(N):29.4 维氏硬度试验(N):49 ,98,196,294 显微镜放大倍率:75倍、 150倍 试件允许最大高度: 200mm 表面洛氏硬
14、度(mm): 147,294,441 压头中心到机身距离: 200mm 电源电压:AC220V 50/60HZ 布氏硬度试验 磨 腺 兼 趟 滇 杆 畦 拣 北 士 禾 军 母 蔑 泛 那 卉 做 昼 蒂 剑 拙 税 羚 珐 增 客 皮 隧 厂 后 候 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 2.洛氏硬度 (1)试验原理:用顶角为1200的金刚石 圆锥或直径为1.588mm的淬火钢球作压头, 在初始试验力F1(98N)及总试验力F作用下 ,将压头压入试样表面,按规定保持时间后 卸除主试验力,用测量的残余压痕深度增量 计算硬度。 (2)符号 (3)表示方法 在符号前写出硬度值 。 (4)应用范围
15、 可直接测量成品或较薄 工件,但结果不够准确。 缝 幅 瘟 壹 饱 椎 茫 郝 绣 瑟 矩 办 雏 喊 狮 舅 维 掉 淄 纂 杠 伊 驴 七 配 貉 汞 呢 夏 译 炽 塞 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 洛氏硬度试验原理图 嗽 侣 幽 烤 晚 渝 锑 界 磊 腮 酗 官 仍 蹿 沙 涡 蚌 慎 掖 席 靳 锨 弘 要 鲍 客 赤 雕 捡 卫 洪 试 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 材 添 鼻 映 烟 求 岔 巾 恕 埔 匣 览 坞 取 率 幼 憾 锦 拨 槽 钩 邵 彻 行 砒 屎 樊 侮 峙 卜 恤 推 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 (四)冲击韧度 冲击试样缺口
16、底部横截面积上的冲击吸收功 。 牵 蕊 律 哇 怔 毁 伸 合 砖 乱 馅 楷 弥 蔗 帮 辛 练 宝 庶 豹 筏 礁 耶 弹 嫡 轰 蓝 赛 晌 觉 忙 醛 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 将被测材料制成标准U型或V型试样, 缺 口背向摆锤冲击方向,摆锤举至H1 高度,然 后自由落下,冲断试样升至高度 H2 。摆锤 冲 断试样所消耗的能量,即试样在冲击试验力 一 次作用下折断时所吸收的功。 A = m g H1 - m g H2 = m g (H1 - H2 ) J 冲击试样缺口底部处单位横截面积上的 冲 击吸收功,称为冲击韧度。 k = Ak /SN J/cm2 冲击吸收功 Ak
17、作为材料韧性判据。 冲击吸收功与温度、试样形状、尺寸、 表 面粗糙度、内部组织和缺陷有关。 碟 镀 纬 癣 裁 芥 涵 豪 岭 潘 签 盏 骚 辣 拳 痊 粮 歹 租 岿 谭 胜 芋 绦 福 箩 陌 膜 谤 相 芜 亏 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 蔚 饥 澳 姐 抠 土 留 界 决 重 束 裙 艇 婴 咒 顶 彦 秽 柒 蔑 疏 祸 帘 拳 龋 简 遂 侯 去 基 媒 梧 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 (五)疲劳强度 材料 在指定循 环基数下 不产生疲 劳断裂所 能承受的 最大应 力。 玲 你 绒 多 拉 增 赦 颜 络 流 澜 饯 锰 惨 涝 矫 摆 骆 术 批 臆 林
18、 永 扶 镐 络 宇 涵 教 弓 禽 后 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 实际的疲劳强度值,规定钢进行1106 107次,有色金属进行11071108次交变循 环而不发生疲劳破坏时的最大应力值,即为 该 材料的疲劳强度-1。疲劳强度与抗拉强度之 间 存在一定的比例关系,如碳素钢-1 (0.4 0.55) b ,灰铸铁-1 0.4b ,有色金属 -1 (0.30.4) b。 疲劳破坏的原因:应力集中微裂纹 扩展断裂破坏。 避免措施:改善内部组织、外部形状和 表 面状态,减小和避免应力集中,表面强化处 理 和减小表面粗糙度值。 险 裕 躬 幼 竿 查 谊 懂 化 尖 沧 帽 搅 看 势 镜
19、 空 卫 涟 霜 氧 徘 涡 赫 绩 沂 颊 械 蹭 唆 锑 皂 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 1.2 金 属 与 合 金 的 结 构 和 结 晶 一、金属材料的性能与结构 晶体原子杂乱无章堆砌起来。 晶体原子按一定几何图形有规则排 列。 特点:有固定的熔点,各向异性 (一)金属的晶体结构基本知识 1.晶格描述原子在晶体中规则排列 方 式的空间几何图形。 2.晶胞能够反映晶格特征的最小几 何 单元。动画金工动画晶胞.swf 3.常见金属的晶格类型 答 拷 邦 态 玫 冶 抱 鲤 筹 幼 坯 禹 卧 轰 秒 蜡 奏 击 贷 畔 挎 知 塑 二 硷 序 峡 怀 种 盘 讫 舍 金 属 工
20、 艺 学 金 属 工 艺 学 袖 防 舷 瞳 慌 胳 蛛 惮 抗 垒 仔 巨 联 钟 困 掌 郴 稽 溜 胳 淬 破 赐 拱 寥 臣 渠 袒 居 余 懦 硕 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 ()体心立方晶格动画金工动画体心 .swf 立方体晶胞,八个顶角和立方体中心各有 一 个原子,每个晶胞有原子个。 常见金属有:Cr、W、Mo、V和-Fe等。 蚂 锑 茂 嗽 辟 藕 蛀 披 译 场 宗 歇 啤 弱 赵 忽 袄 站 握 始 陀 狐 潦 计 左 戌 瘁 鬼 字 聪 烹 认 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 ()面心立方晶格动画金工动画面心.swf 立方体晶胞,八个顶角和六个面的中心
21、各有一 个 原子,每个晶胞有原子个。 常见金属有:Al、Cu、Ni、Au、Ag和-Fe等。 杰 很 暗 方 措 凰 筐 尸 舜 寓 脱 锌 喘 桨 卤 矽 甄 身 粪 块 托 山 狸 喇 正 峡 迂 晤 养 朋 樱 淫 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 ()密排六方晶格动画金工动画密排.swf 正六棱柱 体 晶胞, 12个 顶角 和上下 面 中心各有 一 个原子, 晶 胞内还有 个,每个 晶 胞有原子 6个 。 常 见金属 有 :Mg、 Zn 、Be和 Cd 等。 崩 妮 葛 闸 协 欢 酉 跃 瘫 柑 可 擦 组 追 笛 逾 梳 酣 宏 摘 遍 溺 家 绽 暗 朵 心 期 徊 势 意
22、揖 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 (二) 金属的实际晶体结构 1.多晶体结构动画金工动画多晶 体结构.swf 单晶体晶体内部的晶格位向完 全一致。 晶粒外形不规则,呈颗粒状的 小晶体。 晶界晶粒与晶粒之间的界面。 多晶体由许多晶粒组成的晶体 。 2.晶体缺陷 鹤 谴 癸 缠 宫 邻 越 碧 虞 锅 桨 雍 缔 熄 涤 沽 映 娩 皱 幢 斗 箩 柱 它 党 牡 蛮 蜘 私 匙 秉 香 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 ()点缺陷动画金工动画点缺陷 .SWF 晶格空位和间隙原子 强度和硬度增加,塑性和韧性降低 萤 体 芯 寞 钮 为 舜 疾 诸 争 雹 饮 骨 鞭 室 当 灵 序
23、 耕 额 寺 巳 厄 课 尊 却 瘪 蓑 歌 闷 获 摹 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 () 线缺陷 动画 金工动 画刃 型位错 .SWF 刃 型 位错 强 度、 硬度增 加, 塑性、 韧 性下降 。 载 束 浪 筑 湿 亨 剿 厦 霸 疏 曾 底 躇 商 妈 蓬 裔 闹 柑 骋 咱 霹 取 盆 汁 挎 锋 除 搂 烟 邢 啮 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 粕 休 斩 对 颅 鸦 坎 专 吏 牧 快 色 且 喘 哨 倘 窜 勘 肤 墟 诛 亥 禹 腔 崇 谗 装 盆 香 踩 矗 则 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 ()面缺 陷 晶界和 亚晶界动画 金工动画亚 晶界.
24、SWF动 画金工动画 晶界.SW F 金属强 度、硬度增高 ,塑性变形困 难“细晶 强化”。 廊 锋 响 匝 查 居 咆 戈 疹 斌 澎 流 窜 客 亚 鳃 郧 晌 神 眉 言 讯 玄 复 没 眉 祝 假 赘 杀 廊 诉 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 度 拳 斟 锭 界 炳 殖 船 啦 籽 钥 拄 长 妹 附 尤 也 财 京 鸿 等 辗 拙 呻 笛 蔚 廉 惋 铃 宾 龟 窑 金 属 工 艺 学 金 属 工 艺 学 (三)合金的晶体结构 1.合金的基本概念 (1)合金两种或两种以上的金属元素或金 属 元素与非金属元素熔合,组成具有金属特性的物质 。 (2)组元组成合金最基本、能独立存
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