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一：机械基础知识一、材料
任何一个产品，都是由几个或多个零件所组成。零件依据其在产品中作用的不同，选择不同的材料制成。
材料按其成分可分为金属材料(黑色金属材料和有色金属材料)和非金属材料两大类。不同的材料具有不同的性能和用途。
（一）材料的机械性能
零件在使用过程中，常受到不同形式的外力作用，材料的机械性能，是指材料抵抗外力的能力。
材料机械性能的基本指标有强度、弹性、塑性、硬度、韧性、疲劳等。
1.强度:材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。材料的强度，常用单位面积上材料的抗力(即应力)表示。
强度的指标是强度极限，它表示材料在外力作用下，能抵抗变形和破坏的最大应力。根据材料所受外力的形式不同，强度极限可分为以下几种:
抗拉强度:指外力是拉力时的强度极限。
抗弯强度:指外力是弯曲力时的强度极限。
抗压强度:指外力是压力时的强度极限。
剪切强度:指外力是扭转力时的强度极限。
零件所受应力，不允许超过极限强度，否则就会发生破坏。
2.弹性:材料在外力作用下产生变形，当外力取消后对恢复原来的形状和大小，材料的这一特性称为弹性。材料弹性的指标是弹性模量。
弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变成正比例关系。弹性模量大，相当于引起材料单位变形时所需应力大，也就是材料的刚度大。因此，对于要求弹性变形小的零件，应选用弹性模量大的材料。
3.塑性:材料在外力作用下产生永久变形而不破裂，材料的这一特性称为塑性。材料塑性的指标是延伸率和断面收缩率。
延伸率:材料的试样，在受拉力作用断裂时，其伸长的长度与原长度之比值的百分率。
断面收缩率:材料的试样，在受拉力作用断裂时，其断口处横截面积的缩小量与原横截面积之比值的百分率。
延伸率和断面收缩率的数值大，表示该种材料塑性好。它有利于锻压、拉伸、冷拔等成型工艺。
4.硬度:材料表面抵抗硬物压入的能力称为硬度，根据测定方法的不同，常用的硬度指标有布氏硬度HB，洛氏硬度HR和维氏硬度HV等，这些指标数值大，表明材料的硬度大。
5.疲劳:零件在大小和方向变化，且又小于材料的强度极限的外力长期作用下突然断裂，这一现象称为疲劳，疲劳的性能指标为疲劳极限。国家标准规定:一般钢铁材料，其交变载荷107循环次数而不断裂的最大应力为其疲劳极限;对于有色金属，交变载荷为108或更多的循环次数时不断裂的最大应力为其疲劳极限。
6.韧性:材料在冲击载荷作用下而不破坏的能力称为冲击韧性。简称韧性。材料的冲击韧性值是通过冲击试验测定的。
（二）材料的物理性能
材料的物理性能是指构成材料的物质分子的固有特性。常用的指标有密度、熔点、导热系数、线膨胀系数、电阻系数、磁导率等等。
1．密度:物质质量除以体积称为密度。各种材料都有固定的密度。
2．熔点:金属材料由固态转变为液态时的熔化温度称为熔点。各种材料都有固定的熔点。低熔点金属有锡、铅、锌等，高熔点金属有钨、、铬、钒等。
3．导热系数:在每1平方厘米的面积上，每厘米长的材料在每秒升温1摄氏度时所传导的热量称之导热系数。导热系数大，材料的导热性能好。金属材料的导热系数大于非金属材料的导热系数，各种材料在常温下(2O°C)均有固定的导热系数。
4．线膨胀系数:材料的温度每升高1摄氏度所增加的长度与原长度之比称为线膨胀系数。线膨胀系数大，则材料受热后膨胀得大。
5．电阻率:截面面积为1平方厘米，长1米的材料在常温20°C时，所具有的电阻值称为电阻率。材料的电阻率小，导电性好。
6．磁导率:磁性材料在磁场中导磁能力的指标。磁性材料的磁导率大，它容易被磁化。
（三）材料的化学性能
材料的化学性能是指材料在常温或高温条件下抵抗各种腐蚀性介质侵蚀的一种能力。常用指标是材料的耐腐蚀性和抗氧化性。
1．耐腐蚀性:材料抵抗各种腐蚀性介质腐蚀破坏作用的能力称为耐腐蚀性。耐腐蚀性是衡量其性能优劣的主要质量指标。
2．抗氧化性:材料抵抗氧化作用的能力称为抗氧化性。氧化是自然界普遍存在的一种化学现象。金属材料都能与空气中的氧进行化合而在表面生成一种氧化物，它致密而稳定，从而阻止材料继续氧化，然而氧化层又使金属失去原有光泽。
（四）材料的工艺性能
材料的工艺性能是指材料是否容易被加工成形的特性。它包括铸造性、可锻性、焊接性、切削性、冲压性等等。材料的工艺性能直接影响到零件的制造方法和产品质量。
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