工程材料和热处理
§ 1 概 论
§ 2金属材料的力学性能
一、应力极限
1、比例极限 σp
2、屈服极限 σs
3、强度极限 σB
二、其它性能
§ 3 常用的工程材料
一, 黑色金属：
铸铁,含碳量 ＞ 2％,
灰铸铁, 可锻铸铁, 球墨铸铁 。
钢,含碳量 ＜ 2％ （ 碳素钢, 合金钢 ）
铸钢 。
合金钢：加入合金元素
二, 有色金属,铜 (黄铜, 青铜 ),铅, 锰等 。
三, 非金属,橡胶, 工程 塑料, 人工合成矿物 等 。
四, 复合材料
常用材料应用见 P22表 2-1
1.退火
降低硬度、提高塑性、
细化晶粒、消除内应力。
2.正火
基本同上，用于处理低
中碳钢,提高 硬度，易于
切削 。
3.淬火
提高硬度 和 耐磨性、但
内应力增大,应回火。
4.回火
消除淬火 后 的内应力，
以 获得零件所需的性能。
§ 4 钢的热处理
正火（空冷）
时间
退火（炉冷）
1.回火
加热
保温
淬火
温度
1
一、普通热处理
1,表面淬火
（高频，中频和工频）
二 表面 热处理,
使表面再增硬，但内心很韧。
2,化学处理
1)渗碳,2)氮化,
3)氰化 (碳氮共渗）
§ 5 表面精饰
一、电镀
1、镀铬 2、镀镍 3、镀镉 4、镀锌 5、镀银
二、化学处理 三、涂漆
§ 6 材料的选用原则
一、使用要求
二、工艺要求
三、经济要求
使用环境、载荷性质、结构、重要程度,..
零件及其毛坯的形状、批量、加工方法,..
材料价格结合加工费用、材料利用率,..
§ 7 零件的几何精度
为了实现零件的互换性要求建立标准的公差与配合,我国
的公差与配合采用国际公差制 (GB1800~1803-79,GB/T
1804-92)配合分为间隙 ﹑ 过渡和过盈配合三种,
间隙配合的孔比
轴大,用于动连接
例如,
滑动轴承的孔与
轴径的 配合,
一 公差与配合,
过渡配合可能有间隙,也可
能有过盈,
例如,齿轮与轴的 配合,
过盈配合的孔比轴小,用于
静连接,
例如,火车车轮与轴的配合,
配合制度有
1)基孔制,
基孔制和 基轴制两种
以孔为基准,下偏差为零,用大写 H表示,而其配
合特性用改变轴的公差带来实现的,
2)基轴制,
以轴为基准,上偏差为零,用小写 h来表示,其配合特性用改
变孔的公差带来实现,
大多数工程采用基孔制,但如轴承的外径与孔的 配合却
是基轴制,
国标中规定,孔与轴的公差带位置有 28个,分别用大
小写的拉丁字母来表示,并规定了 20个公差等级 (尺
寸精度等级 ),用阿拉伯数字表示,例如 H7表示孔的
公差带为 H,7为公差等级,f8表示轴的公差带为 f,8为
公差等级,
6～ 8级是现代生产中广泛采用的 等级,
二 表面粗糙度
表面粗糙度是指零件表面的微观几何形状误差,它是加工
后零件表面留下的刀痕,其评定参数之一是轮廓算术平均
偏差 Ra:
dxy
l
R
l
a ?? 0
1 ?
?
?
n
i
ia ynR
1
1
粗
糙
度
代
号
I
25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2
II
12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1
光洁
度代
号
3 4 5 6 7 8 9 10
加工
方法
表面粗糙度 Ra/?m
0.012 0.025 0.05 0.10 0.20 0.40 0.80 1.60 3.20 6.30 12.5 25 50
刨削
钻孔
铰孔
镗孔
滚,铣
车
磨
研磨
三 优先数系,
优先数系在 GB321-80中规定有四种基本系列,
6.1105 ? 25.11010 ?
12.11020 ? 06.11040 ?
2) R10系列,公比为
3) R20系列,公比为 4) R40系列,公比为
1) R5系列,公比为
优先数系是一种科学的数值制度,所以在设计时应采用优
先数和优先数系,在直径、长度和高度等均可使用,有标准
可用 (GB2822-81)
§ 1 概 论
§ 2金属材料的力学性能
一、应力极限
1、比例极限 σp
2、屈服极限 σs
3、强度极限 σB
二、其它性能
§ 3 常用的工程材料
一, 黑色金属：
铸铁,含碳量 ＞ 2％,
灰铸铁, 可锻铸铁, 球墨铸铁 。
钢,含碳量 ＜ 2％ （ 碳素钢, 合金钢 ）
铸钢 。
合金钢：加入合金元素
二, 有色金属,铜 (黄铜, 青铜 ),铅, 锰等 。
三, 非金属,橡胶, 工程 塑料, 人工合成矿物 等 。
四, 复合材料
常用材料应用见 P22表 2-1
1.退火
降低硬度、提高塑性、
细化晶粒、消除内应力。
2.正火
基本同上，用于处理低
中碳钢,提高 硬度，易于
切削 。
3.淬火
提高硬度 和 耐磨性、但
内应力增大,应回火。
4.回火
消除淬火 后 的内应力，
以 获得零件所需的性能。
§ 4 钢的热处理
正火（空冷）
时间
退火（炉冷）
1.回火
加热
保温
淬火
温度
1
一、普通热处理
1,表面淬火
（高频，中频和工频）
二 表面 热处理,
使表面再增硬，但内心很韧。
2,化学处理
1)渗碳,2)氮化,
3)氰化 (碳氮共渗）
§ 5 表面精饰
一、电镀
1、镀铬 2、镀镍 3、镀镉 4、镀锌 5、镀银
二、化学处理 三、涂漆
§ 6 材料的选用原则
一、使用要求
二、工艺要求
三、经济要求
使用环境、载荷性质、结构、重要程度,..
零件及其毛坯的形状、批量、加工方法,..
材料价格结合加工费用、材料利用率,..
§ 7 零件的几何精度
为了实现零件的互换性要求建立标准的公差与配合,我国
的公差与配合采用国际公差制 (GB1800~1803-79,GB/T
1804-92)配合分为间隙 ﹑ 过渡和过盈配合三种,
间隙配合的孔比
轴大,用于动连接
例如,
滑动轴承的孔与
轴径的 配合,
一 公差与配合,
过渡配合可能有间隙,也可
能有过盈,
例如,齿轮与轴的 配合,
过盈配合的孔比轴小,用于
静连接,
例如,火车车轮与轴的配合,
配合制度有
1)基孔制,
基孔制和 基轴制两种
以孔为基准,下偏差为零,用大写 H表示,而其配
合特性用改变轴的公差带来实现的,
2)基轴制,
以轴为基准,上偏差为零,用小写 h来表示,其配合特性用改
变孔的公差带来实现,
大多数工程采用基孔制,但如轴承的外径与孔的 配合却
是基轴制,
国标中规定,孔与轴的公差带位置有 28个,分别用大
小写的拉丁字母来表示,并规定了 20个公差等级 (尺
寸精度等级 ),用阿拉伯数字表示,例如 H7表示孔的
公差带为 H,7为公差等级,f8表示轴的公差带为 f,8为
公差等级,
6～ 8级是现代生产中广泛采用的 等级,
二 表面粗糙度
表面粗糙度是指零件表面的微观几何形状误差,它是加工
后零件表面留下的刀痕,其评定参数之一是轮廓算术平均
偏差 Ra:
dxy
l
R
l
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1 ?
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n
i
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1
1
粗
糙
度
代
号
I
25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2
II
12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1
光洁
度代
号
3 4 5 6 7 8 9 10
加工
方法
表面粗糙度 Ra/?m
0.012 0.025 0.05 0.10 0.20 0.40 0.80 1.60 3.20 6.30 12.5 25 50
刨削
钻孔
铰孔
镗孔
滚,铣
车
磨
研磨
三 优先数系,
优先数系在 GB321-80中规定有四种基本系列,
6.1105 ? 25.11010 ?
12.11020 ? 06.11040 ?
2) R10系列,公比为
3) R20系列,公比为 4) R40系列,公比为
1) R5系列,公比为
优先数系是一种科学的数值制度,所以在设计时应采用优
先数和优先数系,在直径、长度和高度等均可使用,有标准
可用 (GB2822-81)
