(中职中专)工程材料课件电子教案.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,章 工程材料的性能,1.1,概述,1.2,材料在静载荷作用下的主要力学性能指标,图,1.2.1,拉伸试样,图,1.2.2,退火低碳钢拉伸曲线,图,1.2.3,材料屈服强度示意图,图,1.2.4,布氏硬度实验示意图,图,1.2.5,洛氏硬度试验示意图,图,1.2.6,维氏硬度实验示意图,图,1.2.7,裂纹应力场示意图,1.3,材料在动载荷作用下的力学性能,图,1.3.1,冲击试验示意图,图,1.3.2,脆性转变温度示意图,图,1.3.3,疲劳断裂示意图,图,1.3.4,材料的疲劳曲线示意图,1.4,材料力学性能指标的应用实践,图,1.4.1,弹性能,第,2,章 金属材料的铸造成形,2.1,金属液态成形基础,图,2.1.1,金属键的结构示意图,图,2.1.2,晶体结构示意图,图,2.1.3,晶格和晶胞示意图,图,2.1.4,晶格常数示意图,图,2.1.5,体心立方晶格示意图,图,2.1.6,面心立方晶格示意图,图,2.1.7,密排立方晶格示意图,图,2.1.8,单晶体与多晶体示意图,图,2.1.9,点缺陷,图,2.1.10,刃型位错示意图,图,2.1.11,晶界的过渡结构示意图,图,2.1.12,亚晶界的结构示意图,图,2.1.13,金属的冷却曲线,图,2.1.14,自由能,-,温度变化曲线,图,2.1.15,金属结晶过程示意图,图,2.1.16,树枝状晶体长大过程,图,2.1.17,铸件晶粒组织示意图,图,2.1.18,过冷度对铸件晶粒组织的影响,图,2.1.19,纯铁的冷却曲线和晶格变化,图,2.1.20,固溶体结构示意图,图,2.1.21,渗碳体结构示意图,图,2.1.22,固溶强化示意图,图,2.1.23,纯金属与合金结晶过程比较示意图,图,2.1.24 Cu-Ni,合金相图,图,2.1.25 Cu-Ni,合金结晶过程,图,2.1.26,发生匀晶反应合金的显微组织,图,2.1.27,简化后的,(,以相组成物填写的,),Fe-Fe,3C,相图,图,2.1.28,铁素体的显微组织,图,2.1.29,奥氏体的显微组织,图,2.1.30,共析钢结晶过程示意图,图,2.1.31,共析钢的显微平衡组织,图,2.1.32,亚共析钢结晶过程示意图,图,2.1.33,亚共析钢显微平衡组织,图,2.1.34,过共析钢结晶过程示意图,图,2.1.35,过共析钢显微平衡组织,图,2.1.36,共晶白口铸铁结晶过程示意图,图,2.1.37,共晶白口铸铁显微平衡组织,图,2.1.38,亚共晶白口铸铁结晶过程示意图,图,2.1.39,亚共晶白口,图,2.1.40,过共晶白口铸铁结晶过程示意图,图,2.1.41,过共晶白口铸铁的,图,2.1.42,以组织组成物填写的,Fe-Fe,3C,相图,图,2.1.43,铁碳合金的成分,-,组织,-,性能对应关系,图,2.1.44,浇不到与冷隔,图,2.1.45,铸钢与铸铁流动性比较,图,2.1.46,铸件收缩的三个阶段,图,2.1.47,缩孔形成过程示意图,图,2.1.48,缩松形成过程示意图,图,2.1.49,顺序凝固示意图,图,2.1.50,阀体铸件,图,2.1.51,缩孔位置的确定,图,2.1.52,框形铸件热应力形成过程示意图,图,2.1.53,床身铸件变形示意图,图,2.1.54,机械应力的形成,图,2.1.55,同时凝固工艺示意图,图,2.1.56,不同截面件的变形,图,2.1.57,床身导轨面的挠曲变形及反变形法,图,2.1.58,圆柱体铸件变形示意图,图,2.1.59,热裂纹形成示意图,2.2,常用的铸造方法,图,2.2.1,连接盘零件的铸造生产过程示意图,图,2.2.2,端盖的零件图,图,2.2.3,负压造型工艺过程,图,2.2.4,模板,图,2.2.5,锥齿轮铸件的浇注位置,图,2.2.6,大平面浇注位置,图,2.2.7,壳体铸件浇注位置,图,2.2.8,分型面与分模面不重合铸件的三箱造型过程,图,2.2.9,管子堵头分型面,图,2.2.10,壳体分型面选择,图,2.2.11,弯臂分型面的选择,图,2.2.12,带凸台铸件的分型面,图,2.2.13,端盖分型面的选择,图,2.2.14,起模斜度和起模斜度的形式,图,2.2.15,垂直型芯头的形式,图,2.2.16,型芯头的构造,图,2.2.17,浇注系统的组成,图,2.2.18,端盖的铸造工艺简图与铸件图,图,2.2.19,砂箱及造型工具,图,2.2.20,芯骨和通气道,图,2.2.21,对开式芯盒制芯,图,2.2.22,整体式芯盒制芯,图,2.2.23,可拆式芯盒制芯,图,2.2.24,磁粉探伤原理,图,2.2.25,射线检测探伤原理示意图,图,2.2.26,超声波检测探伤原理示意图,图,2.2.27 XJB-1,型金相显微镜的外形结构图,图,2.2.28 HB-3000,型布氏硬度实验机简图,图,2.2.29,实型铸造工艺过程,图,2.2.30,垂直分型式金属型的结构,图,2.2.31,卧式冷压室压铸机的工作过程,图,2.2.32,低压铸造工艺过程,图,2.2.33,离心铸造示意图,图,2.2.34,熔模铸造工艺过程,图,2.2.35,连续铸造工艺,2.3,零件结构的铸造工艺性,图,2.3.1,铸件壁厚应适当,图,2.3.2,铸件壁厚应力求均匀,图,2.3.3,铸件内壁应比外壁薄,图,2.3.4,铸件的转角结构,图,2.3.5,铸件壁的转角,图,2.3.6,铸件接头结构,图,2.3.7,厚、薄壁的连接,图,2.3.8,细长铸件的设计,图,2.3.9,平板铸件的设计,图,2.3.10,过大水平面的设计,图,2.3.11,轮辐的设计,图,2.3.12,减少和简化铸件分型面,图,2.3.13,筋条的设计,图,2.3.14,凸台的设计,图,2.3.15,应有结构斜度的示例,图,2.3.16,铸件内腔的结构设计,图,2.3.17,悬臂支架的结构设计,图,2.3.18,轴承支架的结构设计,图,2.3.19,增设工艺孔的铸件结构,图,2.3.20,便于取出铸件的设计,图,2.3.21,镶嵌件的应用,图,2.3.22,大平面上的工艺孔和筋,图,2.3.23,金属型铸件结构和抽芯的关系,2.4,重结晶（热处理）对钢铁材料性能的影响,图,2.4.1,钢的热处理工艺曲线示意图,图,2.4.2 Fe-Fe,3C,相图上各相变点的位置示意图,图,2.4.3,共析钢奥氏体化过程,图,2.4.4,亚共析钢奥氏体化过程示意图,图,2.4.5,过共析钢奥氏体化过程示意图,图,2.4.6,奥氏体晶粒大小,图,2.4.7,热处理的两种冷却方式,图,2.4.8,共析钢过冷奥氏体等温转变图,图,2.4.9,共析钢过冷奥氏体高温转变组织,图,2.4.10,上贝氏体组织,图,2.4.11,下贝氏体组织,图,2.4.12,板条状马氏体组织,图,2.4.13,片状马氏体组织,图,2.4.14,亚共析、共析和过共析钢的,C,曲线比较,图,2.4.15,连续冷却在,C,曲线上的应用,图,2.4.16,亚共析钢过冷奥氏体,图,2.4.17,钢的淬火温度范围,图,2.4.18,理想淬火冷却曲线,图,2.4.19,不同淬火方法示意图,图,2.4.20,钢的韧性与回火温度的关系,图,2.4.21,感应加热表面淬火,图,2.4.22,气体渗碳示意图,图,2.4.23,避免尖角的实例,图,2.4.24,合理安排孔洞位置,图,2.4.25,变不通孔为通孔,图,2.4.26,弹簧卡头,图,2.4.27,磨床顶尖,图,2.4.28,摩擦片,图,2.4.29,主轴,2.5,常 用 铸 件,图,2.5.1,灰铸铁的显微组织,图,2.5.2,铸铁件截面上的硬度分布,图,2.5.3,球墨铸铁的显微组织,图,2.5.4,两种铸铁件,图,2.5.5,蠕墨铸铁的石墨形式,图,2.5.6,可锻铸铁的显微组织,图,2.5.7,铸钢齿轮的铸造,图,2.5.8,铝硅二元合金相图,图,2.5.9 ZL102,变质处理前、后的显微组织,图,2.5.10,软基体硬质点轴瓦与轴的接触面示意图,第,3,章 金属材料的塑性成形,3.1,金属塑性成形基础,图,3.1.1,位错运动引起的滑移变形示意图,图,3.1.2,多晶体塑性变形示意图,图,3.1.3,变形与强度、塑性的关系,图,3.1.4,冷变形金属加热时组织和性能的变化,图,3.1.5,低碳钢热轧前后组织的变化情况,图,3.1.6,曲轴流线分布示意图,图,3.1.7,变形温度对钢塑性成形性的影响,图,3.1.8,应变速率对金属塑性成形性的影响,图,3.1.9,金属的应力状态,3.2,常用的塑性成形方法,图,3.2.1,齿轮零件图,图,3.2.2,典型的自由锻锻件,图,3.2.3,典型锻件图,图,3.2.4,齿轮锻件图,图,3.2.5,齿轮锻造工艺过程,图,3.2.6,蒸汽,-,空气模锻锤,图,3.2.7,锤上模锻用锻模,图,3.2.8,带有冲孔连皮及飞边的模锻件,图,3.2.9,拔长模膛,图,3.2.10,滚压模膛,图,3.2.11,弯曲连杆锻造过程,图,3.2.12,弯曲和切边模膛,图,3.2.13,曲柄压力机传动系统简图,图,3.2.14,摩擦压力机传动系统简图,图,3.2.15,平锻机传动图,图,3.2.16,胎模的几种结构,图,3.2.17,冲裁变形和分离过程,图,3.2.18,不同排样方式材料消耗对比,图,3.2.19,修整工序简图,图,3.2.20,拉深工序,图,3.2.21,拉深废品,图,3.2.22,多次拉深时圆筒直径的变化,图,3.2.23,起皱拉深件,图,3.2.24,有压边圈的拉深,图,3.2.25,弯曲过程中金属变形简图,图,3.2.26,弯曲时的纤维方向,图,3.2.27,翻边简图,图,3.2.28,成形工序简图,3.3,少、无切削的塑性成形方法,图,3.3.1,精密冲裁原理图,图,3.3.2,挤压的四种方法,图,3.3.3,辊锻示意图,图,3.3.4,辗环轧制示意图,图,3.3.5,热轧齿轮示意图,图,3.3.6,螺旋斜轧,图,3.3.7,电液成形原理示意图,图,3.3.8,管子缩颈电磁成形原理示意图,图,3.3.9,液态模锻工作过程原理图,图,3.3.10,粉末锻造过程示意图,3.4,常用的塑性成形金属材料,图,3.4.1,合金元素对铁素体的硬度和韧度的影响,图,3.4.2,合金元素对,Fe-Fe,3C,相图奥氏体相区的影响,图,3.4.3,合金元素对过冷奥氏体转变的影响,图,3.4.4,合金元素对回火硬度的影响,图,3.4.5 W18Cr4V,钢热处理工艺曲线,图,3.4.6,铝合金分类示意图,图,3.4.7 Al-Cu,合金的时效强化曲线,第,4,章 焊接与胶接成形,4.1,焊接成形基础,图,4.1.1,焊缝金属结晶示意图,图,4.1.2,低碳非合金钢焊接接头组织变化示意图,图,4.1.3,平板对接焊时应力和变形的形成示意图,图,4.1.4,拼板焊缝的焊接顺序,图,4.1.5,反变形法示例,图,4.1.6,刚性固定法防止角度变形示例,图,4.1.7,机械矫正示例,图,4.1.8,火焰矫正示例,图,4.1.9,焊接冷裂纹,4.2,焊接成形方法,图,4.2.1,焊条电弧焊示意图,图,4.2.2,电弧的构造,图,4.2.3,电焊条,图,4.2.4,埋弧自动焊机,图,4.2.5,埋弧焊焊接过程示意图,图,4.2.6,氩弧焊示意图,图,4.2.7 CO,2,气体保护焊示意图,图,4.2.8,气焊示意图,图,4.2.9,电渣焊过程示意图,图,4.2.10,电阻焊,图,4.2.11,几种点焊接头形式,图,4.2.12,对焊的接头形式,图,4.2.13,摩擦焊的接头形式,图,4.2.14,搅拌摩擦焊的基本工作原理图,图,4.2.15,钎焊示意图,图,4.2.16,钎焊的接头形式,4.3,少、无切削的焊接与切割技术,图,4.3.1,等离子弧发生装置原理图,图,4.3.2,真空电子束焊原理图,图,4.3.3,激光焊接示意图,图,4.3.4,超声波焊接过程示意图,图,4.3.5,扩散焊焊接装置,图,4.3.6,水射流切割原理图,4.4,常用工程材料的焊接,图,4.4.1,钛合金焊接示意图,图,4.4.2,热风焊接示意图,图,4.4.3,塑料板材的热板焊接法示意图,4.5,焊接件生产与检验,(,实训教学内容,),图,4.5.1,小方框零件及零件展开图,图,4.5.2,选用型材与减少焊缝,图,4.5.3,常用的焊接接头形式,图,4.5.4,接头的过渡形式,图,4.5.5,焊缝的空间位置,图,4.5.6,焊缝位置应便于施焊,图,4.5.7,焊缝位置应便于检查,图,4.5.8,焊缝对称布置,图,4.5.9,避免焊缝交叉,图,4.5.10,避开应力较高的部位,图,4.5.11,避免板厚方向受控,图,4.5.12,避开机加工面,图,4.5.13,用图示法表示焊缝,图,4.5.14,交流弧焊机,图,4.5.15,弧焊整流器,图,4.5.16,现代使用的弧焊机,图,4.5.17,引弧方法,图,4.5.18,焊条的运动,4.6,胶 接,图,4.6.1,胶接接头的主要类型,第,5,章 粉末冶金成形,5.1,粉末冶金基础,图,5.1.1,聚集颗粒示意图,图,5.1.2,粉末压制过程,图,5.1.3,烧结过程中显微组织的变化,5.2,粉末冶金工艺,图,5.2.1,常用的模压方法,5.3,粉末冶金零件结构的工艺性,图,5.3.1,简化外形,图,5.3.2,避免局部薄壁,5.4,粉末冶金材料,第,6,章 非金属材料成形,6.1,高分子材料成形,图,6.1.1,高分子链的形态,图,6.1.2,非晶态高聚物的形变,-,温度曲线,图,6.1.3,高聚物的形变特性,图,6.1.4,蠕变前后高分子构象变化示意图,图,6.1.5,线型聚合物的聚集态与,图,6.1.6,高聚物熔体的弹性流变效应,图,6.1.7,注射成形试样横断面取向度分布图,图,6.1.8,聚合物注射成形时的流动取向,图,6.1.9,聚合物,(,无定形,),的取向,图,6.1.10,粉状和粒状塑料配置工艺流程图,图,6.1.11,高速混合机结构,图,6.1.12,热固性塑料模压成形工艺过程示意图,图,6.1.13,单螺杆挤出机结构示意图,图,6.1.14,注射吹塑成形工艺过程,图,6.1.15,螺杆式注射机示意图,图,6.1.16,四辊倒,L,形压延机结构示意图,图,6.1.17,橡胶成形工艺流程图,图,6.1.18,密炼机混炼工艺过程,图,6.1.19,三辊压延机的压延工艺示意图,图,6.1.20,塑料皂盒盖的形状和规格,图,6.1.21,皂盒模具装配图,6.2,陶瓷材料的成形,图,6.2.1,硅氧四面体结构,图,6.2.2,MgO,结构示意图,图,6.2.3 UO,2,结构示意图,图,6.2.4,物质的晶体结构与玻璃结构,图,6.2.5,气孔对陶瓷强度的影响,图,6.2.6,空心注浆成形,图,6.2.7,实心注浆成形,图,6.2.8,离心注浆示意图,图,6.2.9,热压铸成形设备示意图,图,6.2.10,挤压成形示意图,图,6.2.11,轧膜成形示意图,图,6.2.12,流延成形示意图,图,6.2.13,干压成形过程示意图,图,6.2.14,热压烧结原理示意图,图,6.2.15,连续热压原理示意图,图,6.2.16,产品形状示意图,图,6.2.17,混合料的制备工艺流程,图,6.2.18,成形工艺流程,图,6.2.19,压制成形用模具示意图,第,7,章 复合材料成形,7.1,复合材料成形基础,图,7.1.1,复合材料的分类,7.2,复合材料制品的成形方法,图,7.2.1,喷射成形工艺示意图（两罐系统）,图,7.2.2,拉挤成形工艺示意图,图,7.2.3,热压纤维增强陶瓷基复合材料的工艺路线,图,7.2.4,液相渗透工艺示意图,7.3,常用复合材料,7.4,复合材料产品的制造,图,7.4.1,碳纤维增强塑料羽毛球拍杆的装配位置,图,7.4.2,缠绕方式,7.5,复合材料的发展趋势,第,8,章 功能材料简介,8.1,功能金属材料,8.2,功能陶瓷材料,8.3,功能高分子材料,8.4,其他新材料,第,9,章 表面处理技术,9.1,表面处理技术的分类与基础,9.2,表面覆盖技术,图,9.2.1,电刷镀基本原理示意图,图,9.2.2 CVD,装置示意图,图,9.2.3,真空蒸镀原理示意图,图,9.2.4,高频离子镀装置示意图,图,9.2.5,电弧喷涂原理,图,9.2.6,火焰喷涂原理,图,9.2.7,等离子弧粉末喷涂示意图,9.3,表面改性技术,图,9.3.1,预置涂层,LSC,示意图,图,9.3.2,同步送粉,LSC,示意图,9.4,表面加工技术,第,10,章 材料成形工艺自动化,10.1,快速成形技术,图,10.1.1,快速成形的基本原理,图,10.1.2,选择性激光烧结法工艺原理,图,10.1.3,实体磨削固化,图,10.1.4,熔融沉积成形工艺原理,图,10.1.5 DSPC,法工艺过程,10.2,材料成形计算机技术,图,10.2.1,锻造成形过程中数值模拟和实际生产中锻件的流线和缺陷比较,图,10.2.2 125 t,钢锭凝固过程的数值模拟结果,图,10.2.3,专家系统结构,图,10.2.4,焊接结构断裂安全评定专家系统结构框图,图,10.2.5,大型铸钢件铸造工艺,CAD,系统示意图,图,10.2.6 CAD/CAM,集成系统模式,图,10.2.7 CAD/CAM,焊接系统示意图,10.3,材料成形自动设备及系统,图,10.3.1,工业机器人的组成和运动自由度,图,10.3.2,工业机器人在机械制造中的应用,图,10.3.3,弧焊机器人,图,10.3.4,智能焊接机器人,图,10.3.5,数控冲模回转头压力机,图,10.3.6,冲压,FMS,平面布置示意图,图,10.3.7,锻造,FMS,示意图,图,10.3.8,铸造自动生产线示意图,图,10.3.9,汽车覆盖件冲压自动生产线,图,10.3.10 120 000,kN,热模锻压力机自动线,第,11,章 材料及成形工艺的选择,11.1,零件的失效,图,11.1.1,零件的失效形式,图,11.1.2,零件的失效原因,11.2,材料及成形工艺选择原则,图,11.2.1,金属材料的加工工艺路线,图,11.2.2,高分子材料的加工工艺路线,图,11.2.3,陶瓷材料的加工工艺路线,图,11.2.4,产品成本分析,11.3,材料及成形工艺选择方法,图,11.3.1,机械零件选材的一般步骤,11.4,典型零件的材料及成形工艺选择（实践教学内容）,图,11.4.1,汽车后桥从动锥齿轮简图,图,11.4.2 Z4116-19A,钻床主轴简图,图,11.4.3,弹簧种类,图,11.4.4,锉刀简图,图,11.4.5,轴承座简图,11.5,综 合 应 用,图,11.5.1,平键图,图,11.5.2,錾子简图,