产品造型工艺材料与工艺总复习

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1、12第一章第一章 概概 论论1.材料与工业设计的关系材料与工业设计的关系? (1)材料是工业设计的物质基础，材料是工业设计的物质基础， (2)材料与工业设计相互促进，材料与工业设计相互促进， (3)材料科学是工业设计的基础。材料科学是工业设计的基础。2.产品设计选材及成形原则产品设计选材及成形原则?使用性原则、工艺性原则、性价比原则、环保性原则、美学性原则使用性原则、工艺性原则、性价比原则、环保性原则、美学性原则3.产品美学性原则体现哪些方面产品美学性原则体现哪些方面?功能美、结构美功能美、结构美 、工艺美工艺美 、材质美材质美 、舒适美。舒适美。 3 产品造型材料与工艺产品造型材料与工艺一、

2、金属材料的性能包括一、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能使用性能和工艺性能使用性能使用性能-包括力学性能、物理和化学性能等。包括力学性能、物理和化学性能等。工艺性能工艺性能-材料对各种加工工艺适应的能力。材料对各种加工工艺适应的能力。力学性能：指材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力。力学性能：指材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力。 有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。1.1.强度强度屈服点或屈服强度屈服点或屈服强度s 抗拉强度抗拉强度b 1）比强度：）比强度：强度指标与材料强度指标与材料密度密度之比。之比。 2）屈强比）屈强比：材料屈服强度与抗拉强度

3、之比。材料屈服强度与抗拉强度之比。2.塑性塑性 伸长率（伸长率（） 断面收缩率（断面收缩率（） 伸长率或断面收缩率伸长率或断面收缩率越高，越高， 材料的塑性材料的塑性越好。越好。 4 产品造型材料与工艺产品造型材料与工艺3.3.硬度硬度 工程上常用的有工程上常用的有布氏、洛氏、维氏硬度试验方法布氏、洛氏、维氏硬度试验方法.布氏硬度布氏硬度 用淬火钢球或硬质合金球为压头，在试验力作用下，持续一定用淬火钢球或硬质合金球为压头，在试验力作用下，持续一定时间测得的单位面积上所承受载荷。时间测得的单位面积上所承受载荷。布氏硬度的表示方法：布氏硬度的表示方法： 150HBS10/1000/30用用10mm

4、直径的淬火钢球，试验力为直径的淬火钢球，试验力为1000kgf，持续时间为，持续时间为30s，测定的布氏硬度为，测定的布氏硬度为150。 500HBW 10/1000/30-用用10mm直径的硬质合金钢球直径的硬质合金钢球,试验力为试验力为1000kgf，持续时间为，持续时间为30s，测定的布氏硬度为，测定的布氏硬度为500。5 产品造型材料与工艺产品造型材料与工艺 洛氏硬度常用的标尺有洛氏硬度常用的标尺有A、B、C三种。洛氏硬度值也可由三种。洛氏硬度值也可由硬度计直接读出。硬度计直接读出。 表示方法：表示方法：55HRC 用用C 标尺测定的洛氏硬度值为标尺测定的洛氏硬度值为554.4.韧性韧

5、性 韧性（冲击韧性）：材料在冲击载荷或振动载荷作用下，抵韧性（冲击韧性）：材料在冲击载荷或振动载荷作用下，抵抗变形和断裂的能力。抗变形和断裂的能力。 Ak越大，冲击韧性越大，冲击韧性越好。越好。 冲击韧性是一个有强度和塑性共同决定的指标。冲击韧性是一个有强度和塑性共同决定的指标。（2）洛氏硬度）洛氏硬度 用锥顶角用锥顶角120度的金刚石圆锥体或一定直径的钢球为压度的金刚石圆锥体或一定直径的钢球为压头，在规定载荷作用下压入金属表面，由压头在金属表头，在规定载荷作用下压入金属表面，由压头在金属表面所形成的压痕深度来确定的硬度值。面所形成的压痕深度来确定的硬度值。6 产品造型材料与工艺产品造型材料与

6、工艺二、工程材料的分类及用途二、工程材料的分类及用途按化学成分可分为按化学成分可分为： 金属材料金属材料 、无机非金属材料无机非金属材料、有机高有机高分子材料分子材料 和和 复合材料复合材料。按材料的来源分类：按材料的来源分类：第一代的天然材料第一代的天然材料、第二代的加工材料第二代的加工材料、第第三代的合成材料三代的合成材料、第四代复合材料第四代复合材料和和第五代的智能材料或应变材料第五代的智能材料或应变材料1.1.金属材料金属材料典型金属的晶体结构典型金属的晶体结构 1）体心立方晶格）体心立方晶格-金属较硬，延展性差金属较硬，延展性差; 2) 面心立方晶格面心立方晶格-这类金属塑性极好这类

7、金属塑性极好; 3）密排六方晶格）密排六方晶格-这类金属较脆。这类金属较脆。 晶体的同素异构转变晶体的同素异构转变 当改变温度时，金属会由一种晶体结构转变为另一种晶体结构，当改变温度时，金属会由一种晶体结构转变为另一种晶体结构，这种现象称为这种现象称为同素异构转变。同素异构转变。7 产品造型材料与工艺产品造型材料与工艺常用金属材料常用金属材料1)钢的分类及牌号钢的分类及牌号钢按化学成分分为：钢按化学成分分为： 碳素钢碳素钢(碳钢）碳钢） 和和 合金钢合金钢 碳素结构钢和低合金高强度钢碳素结构钢和低合金高强度钢Q215A.F 表示屈服点不小于表示屈服点不小于215Mpa，沸腾钢脱氧，质量等级为，

8、沸腾钢脱氧，质量等级为A的碳素的碳素结构钢。结构钢。Q255A.Z 表示屈服点不小于表示屈服点不小于255MPa，质量等级为，质量等级为A级，镇静钢脱氧的碳级，镇静钢脱氧的碳素结构钢。素结构钢。 优质碳素结构钢优质碳素结构钢45表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢的优质碳素结构钢55Mn表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.55%较较高含锰量优质碳素结构钢高含锰量优质碳素结构钢 8 产品造型材料与工艺产品造型材料与工艺合金结构钢合金结构钢60Si2Mn含碳平均为含碳平均为0.6%，含硅，含硅2%，含锰低于，含锰低于1.5%的合金结构钢。的合金结构钢。碳素工具钢碳素工具钢T1

9、2-表示平均碳含量为表示平均碳含量为1.2%，碳素工具钢，碳素工具钢T13A-含碳量为含碳量为1.3%的高级优质碳素工具钢。的高级优质碳素工具钢。 合金工具钢和高速工具钢合金工具钢和高速工具钢3Cr2W8V 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.3%，含，含Cr 为为2%，含，含W为为8%，含，含V 小于小于1.5%的合金工具钢。的合金工具钢。 9 产品造型材料与工艺产品造型材料与工艺作业作业7题题1）40Cr 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.4%，含，含Cr小于小于1.5%的优质合金结构钢的优质合金结构钢2）60Si2Mn 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.6%，含，含Si为为2%，含，

10、含Mn小于小于1.5%的的优质优质合金结构钢。（合金弹簧钢）合金结构钢。（合金弹簧钢）3）9SiCr 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.9%，含，含Si和和Cr 均小于均小于1.5%的的合金工具钢。合金工具钢。 4）3Cr 2W8V 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.3%，含，含Cr 为为2%，含，含W为为8%，含，含V 小于小于1.5%的的合金工具钢。合金工具钢。 10 产品造型材料与工艺产品造型材料与工艺2）铸铁）铸铁C2.11%的铁碳合金的铁碳合金铸铁的分类铸铁的分类a.按碳存在的形式不同分为：按碳存在的形式不同分为： 灰口铸铁灰口铸铁 、白口铸铁。白口铸铁。b.按石墨的形态分：按石

11、墨的形态分： 灰口铸铁灰口铸铁 、可锻铸铁可锻铸铁 、球墨铸铁球墨铸铁 和和 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 球墨铸铁球墨铸铁-石墨呈球状，具有较高的强度。石墨呈球状，具有较高的强度。QT6003 最低抗拉强度为最低抗拉强度为b=600Mpa，最低延伸率为，最低延伸率为=3%的球墨铸铁的球墨铸铁灰口铸铁灰口铸铁-大部分的碳以石墨形式存在，断口呈灰暗色；大部分的碳以石墨形式存在，断口呈灰暗色；HT150 表示最低抗拉强度为表示最低抗拉强度为150Mpa的灰口铸铁的灰口铸铁11 产品造型材料与工艺产品造型材料与工艺可锻铸铁可锻铸铁-我国生产主要为黑心可锻铸铁。我国生产主要为黑心可锻铸铁。 KTH3000 06