常用金属制作与分类.ppt
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1、关于常用金属制作和分类第一张,PPT共五十二页,创作于2022年6月学习目标学习目标 了解常用金属材料的分类、机械性了解常用金属材料的分类、机械性能和常用的加工方法。掌握一般的机械制能和常用的加工方法。掌握一般的机械制图知识。根据现场实际落物情况图知识。根据现场实际落物情况,设计并设计并绘制出简单的打捞工具。绘制出简单的打捞工具。第二张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 机械性能:是指金属材料受到各种不同性质的载荷(外力)作用时,所表现的对变形与破裂的抵抗能力。主要包括:强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等第三
2、张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 金属在静载荷作用下,抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。强度的大小通常用应力来表示。1 抗拉强度的测定。2第四张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 屈服点:钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。屈服强度(s):有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服
3、特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度?第五张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能机械零件在工作时如受力过大,则因过量的塑性变形而失效。当零件工作时所受的应力,低于材料的屈服点,则不会产生过量的塑性变形。材料的屈服点或规定残余伸长应力越高,允许的工作应力也越高,3则零件的截面尺寸及自身质量就可以减小。因此,材料的屈服点是机械零件设计的主要依据,也是评定金属材料性能的重要指标。套管、油管:N80、P110第六张,PPT共五十二页,创作于2022年
4、6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 抗拉强度(b)材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。4 抗弯强度是指材料抵抗弯曲不断裂的能力,主要用于考察陶瓷等脆性材料的强度。塑性:断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。塑性指标也是由拉伸试验测得的,常用伸长率和断面收缩率来表示。第七张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 塑性 1.伸长率:材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度
5、的百分比叫伸长率或延伸率。2.断面收缩率:试样拉断后,缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。第八张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能金属材料的伸长率和断面收缩率数值越大,表示材料的塑性越好。塑性好的金属可以发生大量塑性变形而不破坏,易于通过塑性变形加工成复杂形状的零件。塑性好的材料,在受力过大时,首先产生塑性变形而不致发生突然断裂,因此比较安全。第九张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能硬度:硬度表示材料
6、抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。5一般硬度越高,耐磨性越好。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法,所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同,相互不能直接换算,但可通过试验加以对比。第十张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 硬度分类:划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度,方法是选一根一端硬一端软的棒,将被测材料沿棒划过,根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说,硬物体划出的划痕长,软物体划出的划痕短。压入硬度。主要用于
7、金属材料,方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料,以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同,压入硬度有多种,主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。回跳硬度。主要用于金属材料,方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样,并以试样在冲击过程中储存(继而释放)应变能的多少(通过小锤的回跳高度测定)确定材料的硬度。第十一张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。布氏硬度(HB)洛氏硬度(HR)维氏硬度
8、(HV)。布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候,如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁(400)。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等等。6水力锚牙齿表面硬度HRC55-62,硬化层厚度0810mm,其他部分硬度小于HRC35第十二张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 许多机械零件在工作中,往往要受到冲击载荷的作用,如活塞销、锤杆、冲模和锻模等。制造这类零件所用的材料,其性能指标不能单纯用静载荷作用下的指标来衡量,而必须考虑材料抵抗冲击载荷的能力。金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力
9、称为冲击韧性。目前,常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定金属材料的冲击韧性,用冲击值k表示韧性好坏。第十三张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(一一 )常用金属材料的机械性能常用金属材料的机械性能 许多机械零件,如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等,在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化,这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力(也称循环应力)。在交变应力作用下,虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点,但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。对于黑色金属,一
10、般规定应力循环107周次而不断裂的最大应力为疲劳极限,有色金属、不锈钢等取108周次。第十四张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 一一、相关知识、相关知识(二二 )常用金属材料常用金属材料分类及性能分类及性能金属分为:黑色金属(钢和生铁)和有色金属(非铁金属及其合金)铁碳合金按工业上的应用、特性可以分为两部分,即碳钢与生铁。含碳量在2.11以下称为“碳钢”又称碳素钢含碳量在2.11以上的称为生铁 第十五张,PPT共五十二页,创作于2022年6月碳钢的分类1、按含碳量分类:低碳钢 含碳量0.25%。中碳钢 含碳量0.25-0.6%。?高碳钢 含碳量0.6%。2、按质量分类普通碳素钢:硫、磷
11、含量分别0.055%和0.045%优质碳素钢:硫、磷含量均0.040%高级优质碳素钢:硫、磷含量0.030%-0.035%3、按用途分:碳素结构钢:主要用于制造各种工程构件,属于低、中碳钢碳素工具钢:用于制造各种刃具、量具、磨具,一般为高碳钢第十六张,PPT共五十二页,创作于2022年6月1.碳素结构钢1)普通碳素结构钢(S0.050,P0.045)这类钢冶炼容易、工艺性好、价廉,而且力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求,所以应用很广。但钢中的S,P 和非金属夹杂物含量比优质碳素结构钢多,在相同含碳量及热处理条件下,其塑性、韧性较低,加工成形后一般不进行热处理,大都在热轧状态下直
12、接使用。第十七张,PPT共五十二页,创作于2022年6月普通碳素结构钢牌号:由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是MPa。如Q235-AFQ 表示屈服点,汉语拼音第一个字母;235 表示屈服点的值(屈服强度)Mpa;A 表示质量等级;F 表示沸腾钢(脱氧方式)。碳素结构钢Q195,Q215,Q235,塑性好,焊接性好、强度较低,一般用于工程结构(如桥梁、高压线塔、金属构件、建筑构架等)和受力不大的机器零件(如钢钉、螺栓、螺母、轴套等)。Q255,Q275的强度较高,可用于受力中等的普通零件(如链轮、拉杆等)。第十八张,
13、PPT共五十二页,创作于2022年6月2)优质碳素结构钢(S0.035%,P0.035)这类钢中的S,P 含量较低,非金属夹杂物含量也较少,钢的品质较高,塑性、韧性都比普通碳素结构钢好,出厂时,既保证化学成分,又保证力学性能,主要用于制造较重要的零件。优质碳素结构钢的牌号是用两位数字表示平均含碳量的百分比,如08钢表示平均含碳量为 0.08%;45钢表示平均含碳量为0.45%。第十九张,PPT共五十二页,创作于2022年6月 08F-25钢属低碳钢,其特点是塑性、韧性、焊接性和冷冲压性能良好,但强度较低。主要用来制造冷冲压件。30-55 钢属中碳钢,须经调质后使用。这种钢经调质后具有良好的综合
14、力学性能。既具有较高的强度,又具有较好的塑性和韧性。这部分钢是碳钢中应用最广的一类。常用来制造机器中的重要零件。60-85 钢属高碳钢,经淬火+中温回火后,具有较高的弹性极限和屈服强度,主要用于制造各类弹簧。第二十张,PPT共五十二页,创作于2022年6月1.碳素结构钢3)碳素工具钢钢号冠以钢号冠以“T”,以免与其他钢类相混。,以免与其他钢类相混。钢号中的数字表示碳含量,以平均碳含钢号中的数字表示碳含量,以平均碳含量的千分之几表示。例如量的千分之几表示。例如“T8”表示平均表示平均碳含量为碳含量为0.8%。锰含量较高者,在钢号最后标出锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如,例如“T8Mn”
15、。高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字母母“A”,以示区别,例如,以示区别,例如“T8MnA”。第二十一张,PPT共五十二页,创作于2022年6月2.合金结构钢 1)、合金钢就是在碳钢的基础上,为了改善钢的性能,在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。这类钢中除含有硅、锰、硫、磷外,还根据钢种要求向钢中加入一定数量的合金元素,如铬、镍、钼、钨、钒、钴、硼、铝、钛及稀土等合金元素。2)、按照用途分为:合金结构钢,用于制造工程构件和重要零件。合金工具钢,用于制造工具。特殊性能钢,用于制造
16、特殊性能的构件和零件第二十二张,PPT共五十二页,创作于2022年6月2.合金结构钢 3 3)、钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如)、钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr40Cr。4 4)、钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均)、钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量合金含量1.5%1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字易致混淆者,在元素符号后亦可
17、标以数字“1”1”,例如钢号,例如钢号“12CrMoV”12CrMoV”和和“12Cr1MoV”12Cr1MoV”,前者铬含量为,前者铬含量为0.4-0.6%0.4-0.6%,后者为,后者为0.9-1.2%0.9-1.2%,其余成分全部相同。,其余成分全部相同。当合金元素平均含量当合金元素平均含量1.5%1.5%、2.5%2.5%、3.5%3.5%时,在元素符号后面应标时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为明含量,可相应表示为2 2、3 3、44等。例如等。例如18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA。5 5)、钢中的钒)、钢中的钒V V、钛、钛TiTi、铝、铝ALAL、硼、硼B B、稀土
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