第5章　机械工程材料与形位公差 (课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

第5章　机械工程材料与形位公差 5.1 金属材料的力学性能 5.2　钢铁材料 5.3　钢的热处理 5.4　合金钢 5.5 铸铁 5.6 非金属材料 5.7　形位公差与测量 5.1 金属材料的力学性能 5.1.1 强度与塑性 5.1.2 硬度 5.1.3 韧性与疲劳 5.1.1 强度与塑性 1．强度的主要指标 （1）弹性极限e与弹性模量E。 （2）屈服极限。 （3）抗拉强度。 2．塑性的主要指标 （1）断后伸长率。 试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，用符号表示。 （2）断面收缩率。 试样拉断后断口处（缩颈处）横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，用表示。 5.1.2 硬度 1．布氏硬度 2．洛氏硬度 5.1.3 韧性与疲劳 1．韧性 金属材料抵抗冲击载荷破坏的能力称为韧性，用冲击韧度表征。 2．疲劳 疲劳是指零件在交变应力作用下，过早发生破坏的现象。 5.2　钢铁材料 5.2.1 铁碳合金 5.2.2 碳钢 5.2.1 铁碳合金 1．铁碳合金的基本组织及特点 铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体以及莱氏体。 2．Fe-Fe3C相图 在极其缓慢的加热或冷却的条件下（称之为平衡态），铁碳合金的成分与组织状态、温度三者之间的关系及其变化规律的图解称之为铁碳合金相图。 5.2.2 碳钢 1．碳钢的分类 （1）按碳的质量分数可分为低碳钢wc≤0.25%；中碳钢0.25<wc≤0.60%；高碳钢wc>0.60%。 （2）按用途可分为碳素结构钢、碳素工具钢。 2．常用碳钢 （1）碳素结构钢。 （2）优质碳素结构钢。 （3）碳素工具钢。 （4）铸钢。 5.3　钢的热处理 5.3.1 退火与正火 5.3.2 淬火与回火 5.3.1 退火与正火 在钢的普通热处理中，一般将退火与正火称为预先热处理，而将淬火与回火称为最终热处理。 预先热处理的目的是消除工件的某些缺陷，为后续工序和最终热处理作组织准备。 最终热处理的目的是使零件获得所要求的使用性能。 1．退火 将金属材料加热到一定温度，保温后缓冷的热处理工艺，称为退火，又称焖火。 常用的退火方法有完全退火、球化退火和去应力退火。 2．正火 正火是将零件加热到Ac3或Acm以上30℃～50℃，保温（完全奥氏体化）后在空气中冷却的热处理工艺。 正火的目的是细化晶粒、调整硬度、消除网状的二次渗碳体组织等，基本方法与退火相同。 5.3.2 淬火与回火 1．淬火 淬火是将零件加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保温后以不小于临界冷却速度冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。 2．回火 将淬火零件重新加热到Ac1以下某一温度，保温后以一定的冷速冷至室温的工艺称为回火。 5.4　合金钢 5.4.1 合金元素在钢中的作用 5.4.2 合金结构钢 5.4.1 合金元素在钢中的作用 5.4.2 合金结构钢 合金结构钢是在碳素结构钢的基础上加入一种或几种合金元素的钢，包括低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢及其他结构钢等。 5.5 铸铁 5.5.1 灰铸铁 5.5.2 可锻铸铁 5.5.3 球墨铸铁 5.5.4 蠕墨铸铁 碳的质量分数为2.11% < wc < 6.69%的铁碳合金称为铸铁。 5.5.1 灰铸铁 灰铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形态存在，其断口呈暗灰色，故称灰铸铁。 1．灰铸铁的牌号和应用 灰铸铁的牌号以“灰铁”二字的汉语拼音字母字首“HT”与一组数字表示，数字表示最小抗拉强度，如HT150表示最小抗拉强度为150MPa的灰铸铁。 2．灰铸铁的热处理 灰铸铁热处理的主要目的是消除铸造内应力和白口组织。 （1）去应力退火。 （2）石墨化退火。 （3）表面淬火。 5.5.2 可锻铸铁 可锻铸铁是将白口铸铁件在高温下经长时间的石墨化退火后得到的，其组织为团絮状石墨，基体为铁素体或珠光体。 5.5.3 球墨铸铁 铸件在浇注前往铁液中加入球化剂（如镁或稀土镁合金）和孕育剂（硅铁或硅钙合金），使片状石墨呈球状石墨分布，这种铸铁称为球墨铸铁，简称球铁。 5.5.4 蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是灰铸铁浇注时，向铁液中加入蠕化剂（镁钛合金、稀土镁合金等），获得介于片状石墨和球状石墨之间，形似蠕虫状石墨的铸铁。 5.6 非金属材料 5.6.1 橡胶 5.6.2 玻璃 5.6.3 塑料 5.6.4 陶瓷材料 5.6.1 橡胶