进入网络实验室,环境介质作用下的金属力学性能,在特定外界条件下工作的机件，虽然所受应力低于材料屈服强度，但服役一定时间后，也可能发生突然脆断。这种与时间有关的低应力脆断称为延滞断裂。,外界条件可以是应力，如交变应力；也可以是环境介质，如腐蚀介质、氢气氛或热作用等。,由交变应力引起的延滞断裂，就是疲劳断裂；,而在静载荷与环境联合作用下引起的延滞断裂，叫做静载延迟断裂，或称静疲劳；,如果在腐蚀介质中承受交变应力作用，那么产生腐蚀疲劳。,(一)应力腐蚀现象,Stress Corrosion Cracking,由拉伸应力和腐蚀介质联合作用而引起的低应力脆性断裂称为应力腐蚀常用英文的三个字头SCC表示。,一.应力腐蚀现象及其特征,第一节 应力腐蚀断裂,应力腐蚀的介质-特定,黄铜-氨气氛,不锈钢-氯离子的腐蚀介质,1只有在拉伸应力作用下才能引起应力腐蚀开裂。,2产生应力腐蚀的环境总是存在腐蚀介质，这种腐蚀介质一般 都很弱，如果没有拉应力的同时作用，材料在这种介质中腐蚀速度很慢。,应力腐蚀断裂的特定的条件：,合金,腐蚀介质,碳钢,荷性钠溶液，氯溶液，硝酸盐水溶液，H,2,S水溶液，海水，海洋大气与工业大气,奥氏体不锈钢,氯化物水溶液，海水，海洋大气，高温水，潮湿空气（湿度90%），热NaCl，H,2,S水溶液，严重污染的工业大气,马氏体不锈钢,氯化的，海水，工业大气，酸性硫化物,航空用高强度钢,海洋大气，氯化物，硫酸，硝酸，磷酸,铜合金,水蒸汽，湿H,2,S，氨溶液,铝合金,湿空气，NaCl水溶液，海水，工业大气，海洋大气,表10-1 合金产生应力腐蚀的特定腐蚀介质,3应力腐蚀的裂纹扩展一般在,10-9-10-6m/s,，象疲劳。,亚临界扩展,-,临界尺寸,-,突然断裂,二应力腐蚀断口特征,应力腐蚀断裂也是通过,裂纹形成,和,裂纹扩展,这两个过程.,一般认为,裂纹形成约占全部时间的,90%,左右.,裂纹扩展仅占,10%,左右。,应力腐蚀断裂可以是,沿晶断裂,，也可以是,穿晶断裂,。,取决于合金成分及腐蚀介质.,应力腐蚀的断口，其宏观形貌属于,脆性断裂,，有时带有少量塑性撕裂痕迹。裂纹源可能有几个，但往往是位于垂直主应力面上的那个裂纹源才引起断裂。,其裂纹源及亚稳扩展区常呈黑色或灰黑色，,失稳扩展区的断口常有放射把戏或人字纹,光亮色。,二,断裂力学在应力腐蚀中的应用,应力腐蚀断裂,是一种与时间有关的,延滞断裂,。,用裂纹扩展速率,da/dt,来描述应力腐蚀裂纹的,亚临界扩展,。,当裂纹前端的应力场强度因子,K,I,大于,材料的,K,I,SCC,时，,材料,就可能产生应力腐蚀开裂而,导致破坏,，其开裂判据为：,式中,K,I,裂纹尖端应力场强度因子，公斤力/毫米,3/2,；,K,I,SCC,应力腐蚀临界应力场强度因子，公斤力/毫米,3/2,；,断裂抗力，公斤力/毫米,3/2,裂纹的半长度，毫米,Y,裂纹形状系数。,或,一KISCC的概念,当K1降低到某一定值后，材料就不会由于应力腐蚀而发生断裂即材料有无限寿命，此时的K1就叫做应力腐蚀临界应力场强度因子，并以KISCC表示。,在,lg(,da/dt),-,K,1,的坐标上，其关系如图,(,p167,),，曲线一般可分成三段。,二应力腐蚀裂纹扩展速率,当裂纹前端的,K,I,K,ISCC,时，裂纹就会随时间而长大。单位时间内裂纹的扩展量叫做,应力腐蚀裂纹扩展速率,，用,da/dt,表示，实验证明，,da/dt,和裂纹前端的应力场强度因子有关。即,10.数控车床,数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的开展，数控机床已是现代,制造业的重要标志之一，在中国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的表达。数控车床是数字程序控制车床的简称，它集,通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。,11.马鞍车床,马鞍车床在车头箱处的左端床身为下沉状，能够容纳直径大的零件。车床的外形为两头高，中间低，形似马鞍，所以称为马鞍车床。马鞍车床适,合加工径向尺寸大，轴向尺寸小的零件，适于车削工件外圆、内孔、端面、切槽和公制、英制、模数、经节螺纹，还可进行钻孔、镗孔、铰孔等工艺,，特别适于单件、成批生产企业使用。马鞍车床在马鞍槽内可加工较大直径工件。机床导轨经淬硬并精磨，操作方便可靠。车床具有功率大、转速高,，刚性强、精度高、噪音低等特点。12.仪表车床 仪表车床属于简单的卧式车床，一般来说最大工件加工直径在250mm以下的机床，多属于,仪表车床。仪表车床分为普通型、六角型和精整型。这种车床主要由工人手工操作，适用于单件、简单零部件的大批生产。,编辑本段车刀,车刀是车床加工必不可少的局部。车刀是由刀头和刀杆两部门组成。刀杆一般是碳素结构钢制成。刀头是担任切削工作的，所使用的材料必需具,备以下三种根本机能：车刀 1.冷硬性在常温时的硬度，又名耐磨性。2.红硬性在高温下还能保持切削所需的硬度。3.韧性能,承受振动和冲击负荷的机能。高速钢(又名风钢、锋钢或白钢)高速钢是一种含钨和铬较多的合金钢。近年来我国试制成功了B202无铬高速,钢、B201无钴特种高速钢，B212、B214无钴超硬高速钢及B211、B213低钴高机能高速钢。节约了价值昂贵的稀有金属。高速钢的机能：硬度较高，,HRC62-65。约为45号钢硬度的2.7倍。具有一定的红热硬度，耐温程度可达560600摄氏度。韧性和加工机能较好。高速钢刀具制造简朴，刃磨利便，,为精车刀之用，但因红硬性不如硬质合金，故不易用于高速切削。高速钢材料有带黑皮的和外表磨光的两种；前者是未经热处理的高速钢，后者是经,热处理的高速钢，又叫作白钢。硬质合金 硬质合金由难熔材料的碳化钨、碳化钛和钴的粉末，在高压下成形，经13501560摄氏度高温烧,结而成的。具有极高的硬度，常温下可达HRA92，仅次于金刚石；红硬性很好，在1000摄氏度左右仍能保持良好的切削机能；具有较高使用强度，抗弯,强度高达100-170公斤每立方毫米；但性脆、韧性差、怕振；这些缺点，可通过刃磨公正的角度予以克服。因此，硬质合金被广泛应用 车刀,常用车刀种类,1、尖形车刀 2、圆弧形车刀 3、成形车刀 4、机夹可转位不重磨车刀 5、切槽刀切断刀,常用车刀用途,可转位刀片代码。从刀具的材料应用方面，数控机床用刀具材料主要是各类硬质合金。从刀具的结构方面，数控机床主要采用镶嵌式机夹可转,位刀片的刀具。因此，对硬质合金可转位刀片的运用是数控机床操纵者必需了解的内容之一。选用机夹式可转位刀片，首先要了解可转位刀片型,号表示规那么。按国际尺度ISO 18321985，可转位刀片的代码表示方法是由10位字符串组成的，其排列如下在一般情况下，第8和9位的代码在有要求,时才填写。此外，各公司可以另外掭加一些符号，用连接号将其与ISO代码相连接(如一PF代表断屑槽型)。可转位刀片用于车、铣、钻、镗等不同的加,工方式，其代码的详细内容也略有不同。可转位刀片的断屑槽槽形。为满足切削能断屑、排屑流畅、加工外表质量好、切削刃耐磨等综合性要,求，可转位刀片制成各种断屑槽槽形。,编辑本段车床保养,装夹校正工件时的本卷须知,在装夹工件前，必须先把碳在工件中的砂泥等杂质去除掉免杂质嵌进拖板滑动面，加剧导软磨损或“咬坏导轨。,在装夹及校正一些尺寸校大、形状复杂而装夹而积又较小的工件时，应预先在工件下面的车床床面上安放一块木制的床盖板，同时用压板或活络顶针,顶住工件，防止它掉下来砸坏车床，如发现工件的位置不正确或歪斜，切忌用力敲击，以免影响车床主轴的精度，必须先将夹爪、压板或顶针略微松,开，再进行有步骤的校正。,工具和车刀的安放,精品课件文档，欢送下载，下载后可以复制、编辑。,第阶段，当:KIKIscc时，裂纹经过一段孕育期后突然加速扩展，da/dt与KI的关系曲线几乎与纵坐标轴平行。,第阶段，曲线出现水平段，da/dt与KI几乎无关，因为这一阶段裂纹尖端变钝，裂纹扩展主要受电化学过程控制。,第阶段，裂纹长度已接近临界尺寸，da/dt又明显地依赖KI，da/dt 随KI而增加而增大，这是材料走向快速扩展的过渡区，当KI到达K1c时，便发生失稳扩展，材料断裂。,保护膜破坏机理,滑移膜破阳极溶解再钝化,三,应力腐蚀断裂机理,二改变介质条件,三选用适宜的合金材料,四采用电化学保护,四 预防机件应力腐蚀断裂的措施,一降低应力,金属材料由于受到含氢气氛的作用而引起的断裂，统称为,氢脆断裂,或,氢致开裂,。,一 氢脆的类型及特征,一内部氢脆与环境氢脆,氢脆可分成两大类：,第一类为,内部氢脆,，它是由于金属材料在冶炼、锻造、焊接或电镀、酸洗过程中吸收了过量的氢气而造成的；,第二类氢脆称为,环境氢脆,，它是在应力和氢气氛或其它含氢介质的联合作用下引起的一种脆性断裂，如贮氢的压力容器中出现的高压氢脆。,第二节 氢 脆,二氢脆断口特征,白点又有两种类型：,一种是在钢件中观察到纵向发裂，在其断口上那么呈现白点。这类白点多呈圆形或椭圆形，而且轮廓清楚，外表光亮呈银白色，所以又叫做“雪斑或发裂白点，这种白点实际上就是一种内部微细裂纹。,另一种白点呈鱼眼型，它往往是某些以材料内部的宏观缺陷如气孔、夹渣等为核心的银白色斑点，其形状多数为圆形或椭圆形。,内部氢脆断口往往出现“白点。,三环境氢脆的特征,在氢气氛作用下，材料发生延滞断裂的时间与应力场强度因子KI之间的关系如以下图所示。随KI值降低，断裂时间延长；当K1降低到某一临界值Kth时，材料便不会产生断裂，临界值Kth就叫门槛值。,一氢压模型,在裂纹或缺口尖端的三向应力区内，形成了很多微孔核心，氢原子在应力作用下向这些核心扩散，并且结合成氢分子，由于微孔核心很小，只要有很少的氢气应可产生相当大的压力。这种内压力大到足以通过塑性变形或解理断裂使裂纹长大或使微孔长大、连接，最后引起材料过早断裂。,二 氢脆机理,二减聚力氢脆模型,减聚力氢脆模型又称晶格脆化模型，是由,Troiano,首先提出的，其要点是高浓度的固溶氢，可以降低晶界上或相界上金属晶体的原子间结合力。而局部地区的张应力，又通过间隙原子间的化学势及应力状态间的热力学平衡关系促使氢原子富集。这种富集区可能是低塑性材料内部的裂纹尖端处，或是位错塞积处，滑移带交叉处和塑性形不协调处。,四 腐蚀疲劳,腐蚀疲劳特点,材料或零件在交变应力和腐蚀介质的共同作用下造成的失效叫做,腐蚀疲劳,。,腐蚀疲劳,和,应力疲劳,相比，主要有以下不同点：,三 应力腐蚀开裂和氢脆的关系,应力腐蚀和氢脆的关系十分密切，除内部氢脆白点外，通常应力腐蚀总是伴有氢脆，它们总是共同存在的。一般很难严格地区分到底是应力腐蚀，还是氢脆造成的断裂。,应力腐蚀是在特定的材料与介质组合下才发生的，而腐蚀疲劳却没有这个限制，它在任何介质中均会出现。,对应力腐蚀来说，有一临界应力强度因子,K,I,SCC,，,这是材料固有的性能，当外加应力强度因子,K,I,K,I,SCC,，,材料不会发生应力腐蚀裂纹扩展。但对腐蚀疲劳，即使,K,I,K,I,SCC,，,疲劳裂纹仍旧会扩展。,应力腐蚀破坏时，只有一两个主裂纹，主裂纹上有分支小裂纹，而腐蚀疲劳裂纹源有多处，裂纹没有分支。,在一定的介质中，应力腐蚀裂纹尖端的溶液酸度是较高的，总是高于整体环境的平均值。,腐蚀疲劳,和,应力疲劳,相比，主要有以下不同点：,本章完,(1)立式数控车床 立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。(2)卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。,按加工零件的根本类型分类,(1)卡盘式数控车床 这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡