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    • 北京赛车平台机械设计常用基础知识

    • 作者:admin
    • 发布时间:2018-10-20 23:01
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      机械设计常用基础知识_机械/仪表_工程科技_专业资料。机械设计常用知识点

      机械设计常用基础知识 一:金属材料及相关工艺 1、钢的分类 (1) 按化学成分分类有: ①碳素钢:根据含碳量多少又分为: 低碳钢: 含 C 量﹤0.25%,强度低,但塑性、 焊接性好。北京赛车平台机械设计常用基础知识 中碳钢: 0.25~0.60%之间,强度高 塑 性、焊接性差。 高碳钢:含 C 量﹥0.6%,塑性及焊接性都差,热处理后有较高强度和硬度。 ②合金钢:加入一种或数种合金元素的钢称合金钢,比碳素钢有较高强度和韧性,或 有特殊性能。 (2) 按质量分类: 碳素钢质量的高低是根据钢中杂质——磷、硫的含量来区分的 普通钢:钢中磷、硫的含量较高; 优质钢:钢中磷、硫的含量较低; 高级优质钢:钢中磷、硫的含量很低。 (3) 按用途分类: ①结构钢——制造多种机械零件和工程结构。 ②工具钢——制造多种刃具、量具和模具。 ③特殊性能钢——特殊的物理化学性能、北京赛车平台如不锈钢,耐热、耐磨钢等 2、钢的热处理 钢的热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热, 保温和冷却, 以改变其整体或表 面组织,获得所需性能的工艺方法。重要的零件要进行热处理,以提高金属材料的强度和硬 度,改善材料的逆性和韧性等,充分发挥材料的潜力。大多数的热处理都要将钢加热到相变 温度以上, 使其组织由铁素体和渗碳体的混合物转变为均匀的奥氏体。 只有奥氏体状态才能 通过不同的冷却方式转变成不同的组织, 从而使钢获得所需要的性能。 钢的热处理工艺主要 有退火、正火、淬火、回火和表面热处理等。 1、退火: 将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当温度保持一定时间,然后缓慢冷却(一 般随炉冷却) ,以达到接衡状态组织。根据退火目的将退火分为以下两种: (1) 完全退火:使用最广泛,主要用于亚共析钢(C﹤0.77%)锻件,轧件和铸件退火, 其目的是通过重结晶使晶粒细化,均匀组织,消除残余应力。 (2) 球化退火:使钢中碳化物呈球化,用于过共析钢(含碳 0.77%﹤C﹤2.11%)和工 具钢,使渗碳体球化,降低硬度提高韧性,改善工件切削加工性能,减少工件淬火时产生变 形和开裂。 2、正火: 将工件加热后, 保温适当时间后在自由流通的空气中冷却得到球光体组织。 对低碳钢或 低碳合金钢,正火目的是提高硬度改善切削加工性能。对过共析钢或合金工具钢,正火目的 是减少渗碳体数量,便于球化退火。对不太重要的工件,目的是细化晶粒,使组织均匀化, 提高机械性能,可作为工件的最终热处理。 3、淬火: 将合金加热到相变温度以上,保温,快速冷却,获得不稳定组织。淬火后的工件再配合 适当的回火,使金属材料达到使用要求。如刃具和模具要求高的硬度和耐磨性,多种轴类和 齿轮要求较好的韧性都是通过淬火和回火来达到的。 钢件淬火通常用水、油和盐、碱的水溶液作为淬火介质,使用什么介质取决于钢的化学成 分及对工件的技术要求,形状简单,截面较大的碳素钢件多在水中淬火,合金钢和复杂的碳 素钢件多在油中淬火 。 4、回火: 为消除残余应力及获得所要求的组织和性能, 将淬火后的工件加热到一定温度保温, 然 后冷却到室温。淬火后的工件应及时回火,这是由于淬火马氏体是不稳定的组织,回火促使 其组织结构稳定, 保持工件使用过程中不再发生形状和尺寸的改变, 其次回火可降低淬火工 件的脆性,减少和消除内应力,最后回火可获得要求的强度,硬度和韧性,以满足工件使用 要求。 根据加热温度范围, 回火可分为低温、 中温和高温回火, 其中低温回火应用于高碳工具模具、 量具、渗碳后表面淬火的工件;中温回火用于多种弹簧、弹性夹头及锻模;高温回火用于重 要工件如轴、齿轮、连杆和螺栓等。 5、表面热处理 仅对工件表面加热、冷却而不改变成分的热处理称为表面热处理。最常用的是表 面淬火,使工件表层变硬,而心部仍保持原来的组织。表面淬火使工件表面具有较好 的硬度和耐磨性。表面淬火有火焰加热表面淬火和高频感应加热表面淬火等。 火焰加热是用氧气—乙炔(或氧气—煤气)混合气体燃烧的火焰,喷射加热工件表面, 然后再喷水冷却,这种方法设备简单,淬硬速度快,成本低,但火焰加热表面容易过热,淬 火效果不稳定。 利用中、高频(频率一般为 500~30 万 HZ)高变电磁场在工件表面产生感应电流进行 加热的热处理工艺称为感应加热表面淬火。 感应电流在工件截面上的分布是不均匀的, 心部 电流几乎等于零,表面电流密度极大,这个现象称为集肤效应。频率越高,电流密度极大的 表层越薄。工件表层可迅速被加热,几秒钟即可使温度升高 800~1000℃,而心部仍接近室 温。一但表层温度上升到淬火加热温度时,立即喷水冷却(合金钢浸油淬火) ,表面形成马 氏体,工件表面变硬。这种方法较为先进,生产率。

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