机械工程材料与成形工艺基础——绪论与金属材料基础知识2

工程材料及成形技术基础课程引言工程材料及成形技术基础课程是工程相关专业的一门基础课程，旨在介绍工程材料的基本概念、特性及其在工程中的应用，以及常见的成形技术。

本文将从以下几个方面进行介绍：工程材料的分类、材料力学性能、材料的常见加工工艺等。

一、工程材料的分类1. 金属材料金属材料是工程中最常用的材料之一。

金属材料具有良好的导电、导热性能，较高的强度和硬度以及良好的可塑性和可加工性等特点。

金属材料可分为铁基材料、非铁金属和合金等。

•铁基材料：包括钢、铸铁等，广泛应用于工程结构、机械制造、汽车制造等领域。

•非铁金属：如铝、铜、镁等，常用于电子器件、航空航天等领域。

•合金：由两种或更多种金属元素混合而成，常用于制造具有特定性能要求的零部件。

2. 非金属材料非金属材料广泛应用于建筑、电子、光电等领域，常见的非金属材料包括聚合物、复合材料和陶瓷等。

•聚合物：如塑料、橡胶等，具有良好的绝缘性、耐腐蚀性和可塑性等特点，广泛应用于包装、家电、汽车等领域。

•复合材料：由两种或多种不同材料的组合而成，具有优异的综合性能，如碳纤维复合材料在航空航天领域的应用。

•陶瓷：具有高温稳定性、强度和硬度较高的特点，常用于耐火材料、电子陶瓷等领域。

3. 半导体材料半导体材料具有介于导体与绝缘体之间的电导特性，是电子器件制造中的重要材料。

常见的半导体材料有硅、锗等，广泛应用于集成电路、光电器件等领域。

二、材料力学性能1. 强度和硬度强度是材料抵抗外力作用下变形和破坏的能力，通常用抗拉强度、屈服强度等指标来衡量。

硬度是材料抵抗外部压力而发生塑性变形的难易程度，通常用洛氏硬度、维氏硬度等进行表征。

2. 韧性和脆性韧性是材料抵抗外力作用下断裂的能力，通常用断裂韧性来衡量。

脆性是材料在受到外力作用下迅速发生断裂的性质。

3. 延展性和可塑性延展性是材料在拉伸过程中发生塑性变形的能力，即材料的伸长率。

可塑性是材料经过加工而改变形状的能力，通常用冷、热加工性能来衡量。

(0）绪论材料的分类及在机械工程技术中的应用、材料科学的发展、本课程的目的、任务和学习方法。

（一）金属材料的力学性能1、了解相关力学性能；２、理解强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度的概念；３、理解σb、σs、σ、HBS（W）、HRC、HRA、HV、δ、δ5、ψ、σ-1等的含义。

（二）金属及合金的晶体结构与结晶1、晶体与非晶体，及其特点；掌握晶格、晶胞、晶格常数、晶面和晶向。

】２、掌握晶体的３种类型：体心、面心、密排六方；及其相关知识，如原子个数、致密度、属于此类型的金属。

３、理解单晶体与多晶体；掌握晶体缺陷的３种类型：点缺陷、线缺陷、面缺陷；并能举例；位错(密度)。

４、金属结晶、过冷(度)现象、晶粒大小、金属结晶过程（形核与长大）、晶粒大小、细化晶粒的方法、铸锭组织（３个晶区）、同素异晶转变。

５、合金、组元、组织、相的基本概念、合金的相结构、固溶体（概念、种类（置换与间隙固溶体、有限与无限固溶体）、固溶强化）、金属化合物（概念、特点）、机械混合物。

6、冷、热变形加工的划分标志；实例。

(三）铁碳合金相图１、纯铁的同素异构转变、二元合金相图基本知识、匀晶相图、共晶相图分析；合金的组成与组织。

２、铁碳合金的基本组织：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体；铁碳合金的基本相：铁素体、奥氏体、渗碳体。

:３、铁碳合金相图（默画）分析：共晶反应、共析反应、相图中点、线的含义，特别是重要的点、线；铁碳合金的分类及室温组织。

４、典型合金结晶过程：共析钢、亚共析钢、过共析钢的结晶过程；共晶白口铁、亚共晶白口铁、过共晶白口铁的结晶过程。

５、铁碳合金成分、组织和性能之间的关系，相图的应用。

（四）钢的热处理１、热处理的概念、目的、种类。

２、钢加热时组织的转变：奥氏体化（以共析钢为例，其4个阶段）、晶粒的长大及控制（快速加热、短时间保温）。

３、钢冷却组织转变：过冷奥氏体的等温转变、C曲线及分析；过冷奥氏体连续冷却转变、马氏体转变。

工程材料及成形技术基础工程材料是工程技术的基础，它直接关系到产品的性能、质量和使用寿命。

工程材料的选择和应用对产品的设计、制造和使用具有重要的影响。

工程材料及成形技术基础是工程技术人员必须掌握的基础知识之一，本文将对工程材料及成形技术基础进行介绍。

首先，工程材料包括金属材料、非金属材料和复合材料。

金属材料主要包括钢铁、铝、铜、镁等，具有良好的导电性、导热性和机械性能，广泛应用于机械制造、建筑结构等领域。

非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等，具有较好的耐腐蚀性、绝缘性和轻质化特性，广泛应用于化工、电子、航空航天等领域。

复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成，具有综合性能优良的特点，广泛应用于航空航天、汽车制造等高端领域。

其次，成形技术是指将原材料通过加工、成型、焊接等工艺，制成所需形状和尺寸的工艺技术。

常见的成形技术包括锻造、铸造、焊接、切割、冲压等。

锻造是利用模具将金属材料加热至一定温度后，通过冲击或挤压使其产生塑性变形，获得所需形状和尺寸的工艺技术。

铸造是将熔化的金属倒入模具中，冷却后得到所需形状和尺寸的工艺技术。

焊接是利用熔化的金属或非金属材料填充材料，将两个或两个以上的材料连接在一起的工艺技术。

切割是利用切割设备将原材料切割成所需形状和尺寸的工艺技术。

冲压是利用模具将金属材料冲压成所需形状和尺寸的工艺技术。

最后，工程材料及成形技术基础的学习和掌握对工程技术人员具有重要的意义。

只有深入了解和掌握工程材料的种类、性能、加工工艺等知识，才能更好地进行产品设计、制造和使用。

同时，只有熟练掌握成形技术，才能更好地实现对材料的加工和成型，提高产品的生产效率和质量。

总之，工程材料及成形技术基础是工程技术人员必须掌握的基础知识之一，它直接关系到产品的性能、质量和使用寿命。

通过对工程材料及成形技术基础的学习和掌握，可以更好地进行产品设计、制造和使用，提高产品的竞争力和市场占有率。

希望本文能够对工程技术人员的学习和工作有所帮助。

金属材料成型基础知识引言金属材料成型是制造业中的重要工艺之一，广泛应用于金属加工和制造过程中。

金属材料成型是通过施加外力使金属发生塑性变形，改变其形状和尺寸，以达到预期的工件形态和性能要求的过程。

本文将介绍金属材料成型的基础知识，包括其分类、工艺流程、常用设备和工具，以及常见的成型方法。

1. 金属材料成型的分类金属材料成型主要可以分为两大类：热成型和冷成型。

1.1 热成型热成型是在金属材料的加热状态下进行的成型过程。

常见的热成型方法包括锻造、压铸和热轧等。

热成型主要适用于高温下的材料和复杂形状的零件制造。

1.2 冷成型冷成型是在室温或低温下进行的成型过程。

常见的冷成型方法包括冷锻、冷轧和拉伸等。

冷成型主要适用于脆性材料和复杂形状的零件制造。

2. 金属材料成型的工艺流程金属材料成型的工艺流程大致可以分为以下几个步骤：2.1 材料准备在成型之前，需要对金属材料进行相应的预处理。

包括清洁材料表面，去除氧化物和杂质等。

对于热成型过程，需要对金属材料进行适当的预热，使其达到合适的温度范围，以便进行后续的变形。

2.3 成型操作根据工件的形状和尺寸要求，选择合适的成型工艺和设备，施加相应的力或压力对金属材料进行形状变化。

这个步骤通常包括以下几种成型方法： - 锻造：利用冲击力使金属材料在模具中产生塑性变形，形成所需的形状。

- 压铸：将熔融金属注入到闭合的模具中，通过压力使其充填模具并形成所需的形状。

- 拉伸：通过拉伸力使金属材料在拉伸方向上发生塑性变形，达到所需的形状和尺寸。

- 冷轧：利用辊轧机对金属材料进行挤压和拉长，使其尺寸和形状发生变化。

- 冷锻：在室温下施加冲击力对金属材料进行形状变化。

在成型操作完成后，对工件进行后续处理，包括去除残余材料、修整表面、热处理等。

3. 常用设备和工具金属材料成型过程中常用的设备和工具有：3.1 锻造设备锻造设备包括锻造机、模具和锻造配套设备。

锻造机可分为气动锤、液压锤和机械锤等，根据不同的需求选择合适的设备。

机械工程材料及成形工艺1. 简介机械工程材料及成形工艺是机械工程领域中的重要学科，涉及到材料的选择、性能分析以及成形工艺的研究。

在机械设计与制造过程中，合理选择材料和优化成形工艺可以提高产品的性能和质量，降低生产成本。

2. 材料选择2.1 材料特性分析在机械设计中，需要根据产品的功能要求和使用环境来选择合适的材料。

常见的材料特性包括力学性能、热学性能、电学性能、化学稳定性等。

力学性能包括强度、刚度、韧性等指标。

强度是材料抵抗外部力量破坏的能力，刚度是材料抵抗变形的能力，韧性是材料吸收冲击能量的能力。

热学性能包括导热性、膨胀系数等指标。

导热性决定了材料传导热量的速度和效率，膨胀系数决定了材料在温度变化时的体积变化。

电学性能包括导电性、绝缘性等指标。

导电性决定了材料传导电流的能力，绝缘性决定了材料阻止电流流动的能力。

化学稳定性是指材料在不同环境下的耐腐蚀性和耐热性。

不同材料对酸、碱、溶剂等介质的稳定性有所差异。

2.2 常用工程材料常用的工程材料包括金属材料、塑料材料和复合材料等。

金属材料具有良好的力学性能和导热性能，广泛应用于机械工程中。

常见的金属材料有钢铁、铝合金和铜合金等。

塑料材料具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，适用于制造轻量化和耐腐蚀要求较高的零件。

常见的塑料材料有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等。

复合材料由两种或两种以上的不同组分组成，具有优异的综合性能。

常见的复合材料有碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料等。

2.3 材料选择方法在进行材料选择时，可以采用以下方法：•根据产品功能需求和使用环境确定所需的材料性能指标；•调研市场上已有的材料，了解其性能和应用范围；•进行材料筛选和评估，选择符合要求的候选材料；•进行实验或模拟分析，验证所选材料的性能是否满足要求；•最终确定最佳的材料选择。

3. 成形工艺3.1 成形工艺分类成形工艺是将原始材料加工成所需形状和尺寸的过程。

根据成形方式的不同，可以将成形工艺分为以下几类：•铸造：将液态金属或熔融塑料注入模具中，通过冷却凝固得到所需形状的零件。

材料成型工艺：金属材料的基本知识引言金属材料是广泛应用于现代工业中的一类重要材料。

在材料成型领域中，金属材料的使用极为普遍，因其具有高强度、良好的导电导热性能以及较高的可塑性。

而在进行金属材料的成型过程中，了解金属材料的基本知识是非常重要的，以便在实际操作中选择合适的工艺参数，保证工件的质量和性能。

本文将介绍金属材料的基本知识，包括金属材料的分类、重要性能指标以及常见的成型工艺。

金属材料的分类根据化学成分和物理性质的不同，金属材料可以分为以下几类：1. 黄金属材料黄金属材料主要指的是金、银、铜等颜色较为明亮的金属。

由于其导电导热性能良好，常用于电子、电器等领域。

2. 白色金属材料白色金属材料主要指的是铝、镁、钛等颜色较为白亮的金属。

这类金属具有较低的密度和良好的耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车等行业。

3. 有色金属材料有色金属材料主要指的是铜、铝、镍、锌等颜色较为有色的金属。

这类材料具有较好的导电导热性能，广泛用于电子、电器、建筑等领域。

4. 铁磁金属材料铁磁金属材料是指具有铁磁性的金属材料，如铁、镍、钴等。

这类材料在电磁领域具有重要应用，如制作电机、变压器等设备。

金属材料的重要性能指标了解金属材料的重要性能指标对于选择合适的成型工艺非常重要。

以下是金属材料常见的重要性能指标：1. 强度金属材料的强度是指材料在承受外力作用下抵抗变形和破坏的能力。

常见的强度指标包括屈服强度、抗拉强度和硬度。

2. 韧性金属材料的韧性是指材料在受力下能够吸收能量并发生塑性变形的能力。

韧性高的材料抗冲击能力强，不易断裂。

3. 可塑性金属材料的可塑性指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。

可塑性高的材料易于成型和加工。

4. 硬度金属材料的硬度是指材料抵抗硬物侵入的能力。

硬度高的材料不易被划伤。

5. 耐腐蚀性金属材料的耐腐蚀性指材料在各种环境中抵抗腐蚀的能力。

耐腐蚀性好的材料可以延长使用寿命和降低维护成本。

常见的金属材料成型工艺金属材料的成型工艺是指通过一系列加工步骤将金属材料加工成所需形状的过程。

金属材料成形基础知识引言金属材料成形是一种重要的制造过程，广泛应用于工业生产中。

成形过程通过施加力量和应变，将金属材料从一种形状转化成为另一种形状。

本文将介绍一些金属材料成形的基础知识，包括成形的分类、成形方法、成形工艺和材料选择等内容。

一、成形的分类金属材料成形可以根据成形的方法和成形的温度来进行分类。

1. 根据成形的方法根据成形的方法，金属材料成形可以分为两类：热成形和冷成形。

热成形是指在高温下进行的成形过程。

热成形可以分为锻造、淬火、热轧和热挤压等。

热成形通常用于加工高熔点金属，可以提高材料的塑性和加工性能。

冷成形冷成形是指在室温或接近室温下进行的成形过程。

冷成形可以分为压缩成形和拉伸成形等。

冷成形通常用于加工低熔点金属，可以获得更高的精度和更好的表面质量。

2. 根据成形的温度根据成形的温度，金属材料成形可以分为两类：热成形和冷成形。

热成形是指在高温下进行的成形过程。

热成形可以分为锻造、淬火、热轧和热挤压等。

热成形通常用于加工高熔点金属，可以提高材料的塑性和加工性能。

冷成形冷成形是指在室温或接近室温下进行的成形过程。

冷成形可以分为压缩成形和拉伸成形等。

冷成形通常用于加工低熔点金属，可以获得更高的精度和更好的表面质量。

二、成形方法金属材料成形可以通过不同的方法进行，下面将介绍常见的几种成形方法。

锻造是指将金属材料置于锻模或压模中，通过受力变形将其塑性加工成所需形状的成形方法。

锻造常用于加工大型零部件和高强度金属材料。

2. 淬火淬火是将金属材料加热到临界温度，然后迅速冷却，以使金属材料发生相变和组织变化的成形方法。

淬火可以使金属材料达到更高的硬度和强度。

3. 热轧热轧是指将金属材料加热至变形温度，然后通过轧制机械进行塑性变形的成形方法。

热轧通常用于加工薄板和带材。

热挤压是指将金属材料加热至变形温度，然后通过挤压机械施加压力将其挤压成所需形状的成形方法。

热挤压常用于制造管材和棒材等。

5. 冷冲压冷冲压是指在室温下，利用冲床等设备，在金属板材上施加压力，使其塑性变形成所需形状的成形方法。

机械工程材料及成型技术基础第一篇：机械工程材料及成型技术基础《机械工程材料及成型技术基础》班级：机自144 姓名：董浩学号：201406024407金属材料在机械行业中的应用一、金属材料的特性1、机械性能1.1强度这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的最大能力，可分为抗拉强度极限（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等。

由于金属材料在外力作用下从变形到破坏有一定的规律可循，因而通常采用拉伸试验进行测定，即把金属材料制成一定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，直至试样断裂。

1.2塑性金属材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的最大能力称为塑性，通常以拉伸试验时的试样标距长度延伸率δ（%）和试样断面收缩率ψ（%）表示。

1.3硬度金属材料抵抗其他更硬物体压入表面的能力成为硬度，或者说是材料对局部塑性变形的抵抗力。

根据硬度的测定方法，主要可以分为：布氏硬度和洛氏硬度。

1.4韧性金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力成为韧性。

2、化学性能金属与其他物质引起化学反应的特性称为金属的化学性能。

在实际应用中主要考虑金属的抗蚀性、抗氧化性（又称作氧化抗力，这是特别指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说稳定性），以及不同金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械性能的影响等等。

在金属的化学性能中，特别是抗蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大的意义。

3、物理性能3.1密度ρ=P/V 单位克/立方厘米或吨/立方米，式中P为重量，V为体积。

在实际应用中，除了根据密度计算金属零件的重量外，很重要的一点是考虑金属的比强度（强度σb与密度ρ之比）来帮助选材，以及与无损检测相关的声学检测中的声阻抗（密度ρ与声速C的乘积）和射线检测中密度不同的物质对射线能量有不同的吸收能力等等。

3.2熔点金属由固态转变成液态时的温度，对金属材料的熔炼、热加工有直接影响，并与材料的高温性能有很大关系。

3.3热膨胀性随着温度变化，材料的体积也发生变化（膨胀或收缩）的现象称为热膨胀，多用线膨胀系数衡量，亦即温度变化1℃时，材料长度的增减量与其0℃时的长度之比。

金属材料与成形工艺基础金属材料是一种广泛应用于各个领域的重要材料，它的性能直接影响到产品的质量和使用寿命。

而成形工艺则是将金属材料加工成所需形状的过程，它是金属制造中不可或缺的一环。

本文将从金属材料的分类、特性以及常见的成形工艺等方面进行介绍，以便读者对金属材料与成形工艺有一个全面的了解。

一、金属材料的分类与特性金属材料主要分为两大类：黑色金属和有色金属。

黑色金属主要包括铁、钢和铸铁等，它们具有较高的强度和硬度，广泛应用于建筑、机械、汽车等领域。

有色金属则包括铜、铝、镁、锌等，它们具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，被广泛应用于电子、航空航天等领域。

不同金属材料具有不同的特性。

例如，铁和钢具有优异的机械性能，可以承受较大的力和压力；铜具有良好的导电性和导热性，被广泛应用于电子领域；铝具有轻质、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天领域。

这些特性使得金属材料成为了各行各业必不可少的材料之一。

二、金属的成形工艺金属的成形工艺主要包括锻造、压力加工、焊接和热处理等。

这些工艺通过改变金属材料的形状和性能来满足不同的需求。

锻造是将金属材料置于模具中，通过施加压力使其产生塑性变形，从而得到所需形状的工艺。

锻造工艺可以提高金属的强度和硬度，广泛应用于汽车、航空航天等领域。

压力加工是通过施加力使金属材料在模具中产生塑性变形，从而改变其形状和尺寸的工艺。

常见的压力加工工艺包括冲压、拉伸和挤压等，它们被广泛应用于金属制品的制造中。

焊接是将两个或多个金属材料通过加热或施加压力使其熔化并连接在一起的工艺。

焊接技术可以实现金属材料的无缝连接，被广泛应用于建筑、船舶等领域。

热处理是通过加热和冷却等过程改变金属材料的组织结构和性能的工艺。

常见的热处理工艺包括退火、淬火和回火等，它们可以改善金属的硬度、强度和耐腐蚀性。

三、金属材料与成形工艺的应用金属材料与成形工艺在各个领域都有着广泛的应用。

例如，在汽车制造中，金属材料被用于制造车身、发动机和底盘等部件，而成形工艺则用于将金属材料加工成所需的形状和尺寸。