广州铁路职业技术学院文本机械材料成型技术电子书_工程材料及其成型.pdf_大学文库

出版说明为贯彻落实教育部（关于全面提高高等肌业教育教学质量的若干意见》（教高 C2006)16号)精神，“十二五”期间，北京师范大学出版社将组织出版高等职业数育“十二五”系列规划教材。在组织教材编写的过程中，我们始终坚持科学发展观，繁繁围绕高等职业教育的培养目标，从满足社会发展对高素质劳动者和技能型人才的需求出发，坚持以就业为导向，以能力为本位，以学生为中心，以工作过程为导向的课程改革与教材建设理念，着力打造反映教学改革最新精神的职业教育教材。为此，我们道请了全国职业教育的专家，有关高职院校的骨干教师，共同编写了本套系列规划教材。经过众多专家，老师的努力，本套教材在教材体系、内容组织、图文表现等各方面都有所创新与发展，形成了鲜明的偏写风格： 1。目标那动，关注的焦点放在通过任务的完成所获得的成果上面。通过成果的获得，激发学生学习的兴趣，藏励学生勇于探索，不斯进步 2。任务引领。每个项目分为若干个子任务，在任务的完成中学习相关知识、技能，实现学生的全面发展， 3。学生为本。教材的设计以学生为中心，在教材组织的各个环节突出学生的主体地位，引导学生明确应该怎么做、做到什么程度， 4。图文并茂，考虑到高等职业学院学生的心理和生理特点，本套教材尽量采用图形化、表格化和步骤化的星现方式，便于学生学习。 5。立体化开发。在组织教材编写的过程中，配套研发与教材相应的电子教案，课件，实训指导材料等助教，助学资源库，以便教师授课和学生学习使用。当然，任何事物的发展都有一个过程，职业教育的改革与发展也有一个过程，同样，我们组织出版的本套系列规划载材也需要在教学实成的过程中不断完善，因此，衷心希望各位读者能提出宝贵的意见和建议，并积极参与到我们进一步的教材研发中来，共同为我国的高等职业教育教学改革和教材建设做出贡献。北京师范大学出版社职教分社

前言本书是依据教育部“新世纪高职高专机械基础课程教学内客体系改革，建设的研究与实践”研究成果中的教学基本要求，结合高职高专敦学改革的实践经验编写的项目式教材，是高职高专数育机械类专业的通用教材本书主要内容以实际生产的模块、项目、工作任务的形式体现，具体四个模块包括机械成型材料的选择、机械零件的热加工成型、机械零件公差与配合的选择、机械零件的冷加工成型。本事具有以下几个特点： 1.全面彻最新国家标准」 2,注重险人相关的职业资格标准。 3,注重现场的实际工作情况，建立工程材料选择，热处理加工，材料成型工艺的完整格局. 4,注重提高学生的实践知识及动手能力，理论知识以够用为原则，以培养生产第一线需要的高等技术应用型人才为目标， 5,注重介绍新材料、新工艺，新技术，力争使我们的学生工作后能成为知识扎实，动手能力强、有所侧新的受企业欢迎的新型人才， 6,语言精体、图文并茂，形成强化应用的具有高职高专特点的新数材体系本书由广州铁路职业技术学院蒋新革担任主审，广州铁路职业技术学院李英组任主编，佛山职业技术学院蔡恒、广州铁路职业技术学院李先武、广东机电职业技术学院何冰强、广东技术师范学院天河学院董伟及广州铁路职业技术学院张菊红担任副主编。李英、李先武、茂湛铁路有限责任公司高级工程茹正华负责编写模块1中的项目1,2，模块2：张菊红，佛山陶瓷机械有限公司的高级工程师王碧被董事长负责编写模块1中的项日3、4、5、6章，董伟负责编写模块3：禁恒，何冰强负责编写模块4。参加本书编写的还有广东白云李龙根、商丘职业技术学院字新德、，河南工程学院部少样、广州铁路职业技术季院学院的万学春、陈首元、周欢伟、周玉海、桥进、元晓彬、广州南科铁路器材有限公司董事长蔡红星等。本书编写过程中，得到各有关院校、科研单位和企业的大力支持，在此一并表示表心的感谢由于编者时间仓促，书中缺点错误在所难免，城请广大读者批评指正

模块一机核城型材料的这样模块一机械成型材料的选择项目一金属材料的力学性能测定工作任务一金属材料的强度指标和塑性指标的测定【实际生产产品】鸟果一角如阁1-1所示，【工作任务分析】机械零件的失效，机械设备的报废我们常见的机械设备国题的存在和解决都和材料的力学性能有密切的关系，如何能让机械设备达到其要求的使用性能并保证其使用期限内避免突然失效而产生一生灾难性后果，这是我们机械设计和使用时必须要考虑的月题。研究发现。解决这些问题的根薄就在于材料的力学性能，图1-】鸟果一角【知识背景】金属材料的性雀包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在使用过程中应具备的性能，它包括力学性能（强度，塑性、使度、冲击韧性，疲劳度等）、物理性能（密度筛点、热膨罪性、导热性、导电性等)和化学性能（耐快性、抗氧化性等）。工艺性能是金属材料从治炼到成品的生产过程中，适应各种加工工艺（如：治炼、铸造，冷热压力加工，得接，切刚加工，热处理等)应具备的性能。金属材料的力学性能是指金属材料在载荷作用时所表现的性能。这些性能是材料选择，工艺评定及材料检单等的重要依据。【相关知识】 1.拉伸试验 1-2圆形地伸试样 1-3控伸试验机试验时，将标准试样（如图12所示）装夹在拉伸试验机（如图13所示）上，暖慢进行拉伸。使试样承受轴向拉力，直到拉新为止，试验机自动记录装置可将整个控伸过程的拉伸力和钟长量描绘出米。这种在进行拉伸试验时，载荷F(拉伸力)和试样伸长量△！之间的关系曲线叫徽力一伸长曲线。图 14是低碳钢的力一伸长曲线，图中城坐标表示力F, 单位为：横坐标表示绝对神长△，单位为mm,图 14中表现出四个变形阶段： 0:弹性变形阶段。此阶段内试样变形完全是弹性 1

模块一机械成型材料的选择 - 1 - 模块一机械成型材料的选择项目一金属材料的力学性能测定工作任务一金属材料的强度指标和塑性指标的测定【实际生产产品】鸟巢一角如图 1-1 所示。【工作任务分析】机械零件的失效，机械设备的报废……我们常见的机械设备问题的存在和解决都和材料的力学性能有密切的关系。如何能让机械设备达到其要求的使用性能并保证其使用期限内避免突然失效而产生一些灾难性后果，这是我们机械设计和使用时必须要考虑的问题。研究发现，解决这些问题的根源就在于材料的力学性能。图 1-1 鸟巢一角【知识背景】金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在使用过程中应具备的性能，它包括力学性能（强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等）、物理性能（密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性等）和化学性能（耐蚀性、抗氧化性等）。工艺性能是金属材料从冶炼到成品的生产过程中，适应各种加工工艺（如：冶炼、铸造、冷热压力加工、焊接、切削加工、热处理等）应具备的性能。金属材料的力学性能是指金属材料在载荷作用时所表现的性能。这些性能是材料选择、工艺评定及材料检验等的重要依据。【相关知识】 1. 拉伸试验 1-2 圆形拉伸试样图 1-3 拉伸试验机试验时，将标准试样（如图 1-2 所示）装夹在拉伸试验机（如图 1-3 所示）上，缓慢进行拉伸，使试样承受轴向拉力，直到拉断为止。试验机自动记录装置可将整个拉伸过程的拉伸力和伸长量描绘出来。这种在进行拉伸试验时，载荷 F（拉伸力）和试样伸长量△l 之间的关系曲线叫做力－伸长曲线。图 1-4 是低碳钢的力－伸长曲线，图中纵坐标表示力 F，单位为 N；横坐标表示绝对伸长△l，单位为 mm。图 1-4 中表现出四个变形阶段： oe：弹性变形阶段。此阶段内试样变形完全是弹性

项日一金属材科的力学性能测定的，切线后试样即恢复原状。F是试样保持最大弹性变形的最大拉伸力. 图14缸碳钢水种长曲线 5:屈服阶段。当载荷超过人，时，若卸我的话，试样的伸长只能部分地族复，而保留一韶分残余变形，即为型性变形。当线荷增如到天时，图上出联平台或锯齿状，产生屈圆现象，即在我荷不增加成略有减少的情况下，试样弹续发生变形的现象叫做层服。此时的载荷6称为屈服授转。屈服后，材料将残刷较大的塑性变形。动：强化阶段。在屈服阶段以后，欲使试样继续伸长，必领不斯加载。随着型性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加。这种现象称为形变强化（或称加工硬化）》。人为拉伸试验时试样所能承受的最大载种。成：缩颈阶段《局部塑性变形阶段)。当成荷达到最大值不时，试样的直径发生局部收缩，称为缩预。试样变形所需的我荷也随之降低，这时伸长主要集中于缩预部位，直有斯裂。 2强度金属抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度，强度大小通常用应力来表示。根据霞荷作用方式不同，街度可分为抗拉强度，抗强度，抗弯强度，抗明强度和抗扭强度等。金属材料燕抗拉伸载荷的强皮非标一般有屈服强度〔或规定残余延伸强度R》和抗拉强度风等。 ()屈服强度和规定残会延钟强度R: 试样在试验过程中。力不增加（保持恒定》仍能雕线伸长（变形）时的现象称为屈服现象。当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到型性变形发生而力不增加的应力点，称为屈服强度。它分为上感服强度R和下屈服强度R·不同类型的曲线的上屈服强度R和下届服强度R:如图1一5所示。以下层服强度为例其计算公式为： Ra-Fa/Sg (N/mm) 式中：F一试样屋服时的载荷(N)h 一试样原始横授面积(mm2). 图15不问类量角线的上相围度和下锰服强度对于望性叙低的金属材料（如棒铁），不仅没有明显的屈服现象，而且也不产生缩预。 -2

项目一金属材料的力学性能测定 - 2 - 的，卸载后试样即恢复原状。Fe是试样保持最大弹性变形的最大拉伸力。图 1-4 低碳钢力-伸长曲线 es：屈服阶段。当载荷超过 Fe 时，若卸载的话，试样的伸长只能部分地恢复，而保留一部分残余变形，即为塑性变形。当载荷增加到 Fs 时，图上出现平台或锯齿状，产生屈服现象。即在载荷不增加或略有减少的情况下，试样继续发生变形的现象叫做屈服。此时的载荷 Fs称为屈服载荷。屈服后，材料将残留较大的塑性变形。 sb：强化阶段。在屈服阶段以后，欲使试样继续伸长，必须不断加载。随着塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化（或称加工硬化）。Fb 为拉伸试验时试样所能承受的最大载荷。 bk：缩颈阶段（局部塑性变形阶段）。当载荷达到最大值 Fb时，试样的直径发生局部收缩，称为缩颈。试样变形所需的载荷也随之降低，这时伸长主要集中于缩颈部位，直至断裂。 2. 强度金属抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度，强度大小通常用应力来表示。根据载荷作用方式不同，强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。金属材料抵抗拉伸载荷的强度指标一般有屈服强度（或规定残余延伸强度 Rr0.2）和抗拉强度 Rm等。 (1)屈服强度和规定残余延伸强度 Rr0.2 试样在试验过程中，力不增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）时的现象称为屈服现象。当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点，称为屈服强度。它分为上屈服强度 ReH 和下屈服强度 ReL。不同类型的曲线的上屈服强度 ReH 和下屈服强度 ReL如图 1－5 所示。以下屈服强度为例其计算公式为： ReL＝FeL /S0 （N/mm2 ）式中：FeL－试样屈服时的载荷（N）； S0－试样原始横截面积（mm2 ）。图 1-5 不同类型曲线的上屈服强度和下屈服强度对于塑性很低的金属材料（如铸铁），不仅没有明显的屈服现象，而且也不产生缩颈

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