常用的机械性能指标有：强度、塑性、硬度、 冲击韧性、疲劳强度等。
强度：金属材料在静载荷的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力 静载荷：对材料缓慢施加的外力
种类：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度、抗剪强度等
塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力 伸长率：试样拉断后其标距长度的相对伸长值。
断面收缩率：试样拉断后断口处横截面面积的相对收缩量。
硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力 。 a布氏硬度：HBS HBW b洛氏硬度：HRC HRA HRB
c 机械性能与硬度之间的关系：低碳钢：σb= 0.36HB；高碳钢： σb= 0.34HB；铸铁：σb= 0.10HB。
冲击韧性：材料抵抗冲击载荷的能力。
疲劳强度：指材料在多次（107次或更高次数）交变载荷作用下而不引起断裂的最大应力。
金属及合金：
物理性能：是指密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。 化学性能：主要是指耐腐蚀性。
耐蚀性：金属材料对周围介质，如大气、水汽及各种电介质侵蚀的抵抗能力。 工艺性能：是指金属材料适应加工工艺要求的能力；
按照工艺方法的不同有铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能等。它们往往是由材料的物理性能、化学性能、力学性能综合决定的。
碳对碳钢性能的影响
含碳量升高，强度和硬度也升高，而塑性和韧性则降低，但当含碳量超过0.9％时，强度也开始降低。含碳量低的碳钢其焊接性能和锻压性能较好，反之则差。
a．碳素结构钢
牌号：碳素结构钢的牌号是以钢材厚度（或直径）不大于16mm钢的屈服点数值表示的，并且还有质量等级和脱氧方法的细划分。 符号、代号的意义：
Q—钢的屈服点 “屈”字汉语拼音首位字母； A、B、C、D分别为质量等级； F—沸腾钢；
b—半镇静钢，小写b用以与质量等级B级相区别； Z—镇静钢； TZ—特殊镇静钢。
在牌号组成表示方法中，“Z”与“TZ”代号予以省略。
牌号表示方法 由屈服点字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四个部分按顺序组成。 例如：Q235－A·F即表示屈服点数值为235 MPa的A级沸腾钢。
b．优质碳素结构钢 使用时一般均需热处理以提高其力学性能，常用来制造比较重要的零件。 优质碳素结构钢的牌号以两位数字表示，数字代表该钢平均含碳量的万分数。
10~25号钢：含碳量低，强度低，塑性和韧性好，并且有良好的焊接性能，常用作承载不大、韧性要求高的零件，还常做冲压件、焊接件。
30~55号钢：经热处理后具有较高的强度和韧性，广泛用来制造在机器结构中受力的齿轮、轴、键、重要的螺钉等。
60号以上的钢：经热处理后具有高的强度、硬度和好的弹性，主要用来制造弹簧。
c．碳素工具钢 这类钢用来制造低速切削刀具、量具和冲压或冷拉模具。因此，必须具有高的硬度和耐磨性，这只有在含碳量足够高的钢经淬火后才能获得，故碳素工具钢都是高碳钢 牌号：由汉语拼音字母“T”和数字组成，数字表示平均含碳量的千分之几。
例如：T7表示平均含碳量为0.7%的碳素工具钢。高级优质碳素工具钢在牌号后而再附以字母“A”，如：T12A，即表示平均含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。
晶体：晶体的原子在空间做有规则的排列 非晶体：原子的排列是不规则的 晶格：晶体中原子排列的格式。 晶胞：晶格中的一个基本单元。
纯铁在912℃以下也具有体心立方晶格结构 纯铁在912℃—1394℃也具有面心立方晶格结构。 镁、锌等金属具有密排六方晶格结构
结晶：原子由无序状态排列的液体转变为按一定几何形状排列的晶体，这个转变过程叫结晶
结晶过程：a产生细小的晶体（晶核）—形核；自发形核和非自发形核。b晶核长大，同时产生新的晶核；c形成晶粒。
晶粒：晶体中晶格位向基本一致的区域。 晶界：晶粒之间原子排列不规则的区域。 多晶体结构：由许多晶粒组成的结构。 晶粒越细小机械性能就越好
结晶温度: 纯金属是在一定的温度下结晶
平衡结晶温度（理论结晶温度）T0 ；纯金属的T0是一恒定值 实际结晶温度Tn；其随金属的冷却速度V冷变化而变化 过冷度ΔT=T0-Tn V冷↑ Tn ↓ ΔT ↑晶核增加，晶粒细化
1538℃以上为液体，L
1538-1394 ℃具有体心立方晶格，δ-Fe 1394-912 ℃具有面心立方晶格, γ-Fe 912 ℃以下具有体心立方晶格， α-Fe
同素异晶转变：晶格类型随温度改变而改变的现象。
重结晶：固态下晶格类型的转变，亦存在生核和长大的过程。
组成合金的最基本的、能独立存在的物质，简称元
在合金中凡是化学成份相同、晶格结构相同，并有界面与其它部分分割开的一个均匀区域，称为相。
合金组织的种类
一）固溶体：组成合金的各组元在凝固后仍能保持溶解状态 而形成均匀的固相叫固溶体。
二）金属化合物：合金的各组元相互化合而形成的一种新的晶体，它是单相组织。大都晶格复杂，熔点高，硬而脆。
三）机械混合物：由两种以上的相按一定比例混合而成（珠光体是两相组织）
间隙固溶体属于有限固溶体，它的溶解度随温度的增加而增加
固溶强化：晶格变形，导致金属塑性变形阻力增加，故材料强度增加，硬度增加；溶质浓度增加，晶格畸变↑
在铁碳合金中，碳存在形式：（1）以石墨形态而独立存在；（2）溶解于铁的晶格中；（3）和铁形成化合物。 （1）液相 （L）：高温下，碳均匀地溶解在铁水中，用L表示 （2）铁素体（F）：碳溶于α-Fe所形成的间隙固溶体，其结构为体心立方晶格。在727℃有
最大的溶解度0.0218%，室温下的溶解度仅为0.0008%，是一种软而韧的相 （3）奥氏体（A）：碳溶于γ-Fe所形成的间隙固溶体，结构为面心立方晶格。在1148℃时有最大的溶解度2.11%，在727 ℃时其溶碳量下降到0.77%。也是一种软而韧的相
（4）渗碳体（Fe3C）:是一种硬而脆的相。渗碳体中碳的含量为6.69%，硬度高、强度低、塑性差，不能单独使用，而是与铁素体等组成机械混合物 （5）珠光体（P）：由F与Fe3C相间排列而形成的机械混合物，碳的含量为0.77%， σb=800MPa δ=20~25% 180HB，其综合力学性能好。
（6）莱氏体：高温下是A与Fe3C组成的机械混合物（Ld）， 727℃以下则是由P与Fe3C组成的机械混合物（Ld'），wc=4.3%，性能硬而脆，700HB δ=0%。
热处理：加热、保温和冷却。
原理：同素异晶转变，固溶强化。
普通热处理：退火、正火、淬火、回火
表面热处理：火焰加热 、感应加热表面淬火等 化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
钢的退火---软化，将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。 目的：降低硬度，便于切削加工（适宜的加工硬度为170HB~230HB）；细化晶粒，均匀钢
的组织和成分，改善钢的力学性能；消除内应力，以防止变形和开裂；为最终热处理做好组织准备 钢的正火---强化，将钢加热到AC3或Accm以上30~50℃，保温后在空气中冷却的工艺。 目的：细化晶粒，提高力学性能；提高硬度，以利切削加工；消除过共析钢中的网状二次渗碳体 钢的淬火---硬化，将钢件加热到AC3或Ac1线以上某一温度，保温一定时间，然后快速冷却以得到马氏体（M）组织的热处理工艺。
目的：获得M体组织，提高钢的硬度和耐磨性，为最终热处理做准备。
钢的回火：淬火后的钢件再加热到AC1 点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。 目的：稳定组织；消除应力；提高韧性。
结构钢：两位数字+合金元素符号+数字
工具钢和特殊性能钢：一位数字+合金元素符号+数字
铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，冷凝后得到所需形状和性能铸件的成形方法 1.砂型铸造
2.特种铸造 ：金属型铸造；压力铸造；离心铸造；熔模铸造；陶瓷型铸造
铸造性能是合金的流动性、收缩性、偏析性和吸气性等性能的综合体现。 金属型铸造（永久型铸造）
将液体金属浇入金属铸型以获得铸件的工艺过程。 压力铸造
在高压（50~5000MPa）下，快速将液态或半液态金属压入金属型中，以得到铸件。是对砂型铸造造型材料和浇注方法的改革。 离心铸造
将液体金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下充填铸型和结晶。 熔模铸造
*合金的流动：液体合金本身的流动能力
a合金的流动性越好，就越能容易浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件； b 有利于夹杂物和气体的上浮和排除，减少夹杂和气孔缺陷； c 有利于凝固过程中的补缩，减少缩孔和缩松。
*流动性的影响因素：a合金的种类；b合金的化学成分和结晶特征：纯金属和共晶成分的金属流动性最好；结晶温度范围越宽，流动性越差c合金的物理性能：粘度、结晶潜热、导热系数等。
充型能力：合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状正确的优质铸件的能力。
铸造合金的收缩：铸件在凝固和冷却的过程中，其体积和尺寸减小的现象。
铸造内应力可分为三类：热应力、机械应力和相变应力。
偏析：铸件中化学成分不均匀的现象。
铸件结构的合理性 1、铸件应有合理的壁厚
2、壁厚力求均匀：避免金属堆积，产生缩孔、缩松、应力。 3、壁的连接：连续过渡，圆角连接，切忌尖角。 4、尽量避免过大的水平面 5、避免变形和裂纹
压力加工的分类（轧制 、挤压、拉拔、自由锻、模锻、冲压） *常用的锻造方法：自由锻（手工/机械）、模锻、胎模锻 冲压生产
当板料厚度S<8～10mm时，通常不加热，称之为冷冲压； 当板料厚度S>8～10mm时，则需采用热冲压。
冲压生产的基本工序有两大类：分离工序和变形工序 分离工序：使板料的一部分与另一部分相互分离的工序。 种类：剪裁（切断）：切口是不封闭的或是敞开的。
冲裁：切口封闭，其包括两类：冲孔（带孔的板料是成品， 冲下的部分是废料）和落料（带孔的板料是废料，冲下的部分是成品）。
焊接，就是在两块金属之间，用局部加热或加压等手段，借助于金属内部原子的结合力，使分离的金属连接成牢固整体的一种工艺方法
焊接方法的分类：熔化焊、压力焊和钎焊
焊接的接头处叫焊缝，靠近焊缝的半熔化区叫熔合区，临近熔合区的是热影响区
常用焊接方法：焊条电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊（氩/二氧化碳）、电渣焊、电阻焊、摩擦焊、钎焊 焊接变形矫正的方法：机械矫正、火焰加热矫正
焊条由焊丝（导电、填充焊缝金属）和药皮（主要是保证焊缝质量，保护、稳弧、脱氧、脱硫磷、渗合金）两部分组成
*焊条的型号
E（表示碳钢焊条）43（焊缝金属抗拉强度的最小值）1（表示焊接位置）6（焊接电流种类和药皮类型） 表示为碳钢焊条，焊缝σb≥430MPa，用于全位置焊接，药皮为低氢钾型，交流或直流反接。
焊条的牌号
J（表示焊条的大类（结构钢焊条）42（焊缝金属抗拉强度的最小值（ σb≥420MPa ） ）2（药皮类型和电流种类（钛钙型，交、直流）
切削加工分类：
1)钳工：工人手持工具完成的切削加工（锯、锉、刮、錾削、划线）
2）机械加工（机加工：工人操作机床完成的切削加工）（车削、钻削、刨削、铣削和磨削）
切屑是加工过程各种物理量的综合反映。 *切屑的种类
1) 带状切屑2) 节状切屑3) 崩碎切屑
切削力:刀具切削时必须克服的力(主切削力Fc 、进给力Ff 、背向力Fp)
切削运动：1. 主运动：主运动是使刀具和工件之间产生相对运动，促使刀具前刀面接近工件而实现切削的运动，也是切削运动中速度最高，消耗功率最多的运动。（特点：1.切削速度最高 2.消耗机床功率最多 3.只有一个）
2. 进给运动：进给运动是使刀具与工件之间产生附加的相对运动，与主运动配合，即可连续地切除切屑，获得具有所需几何特性的已加工表面（特点：1.切削速度低2.消耗机床功率的一小部分3.可能有一个，也可能有多个。）
刀具材料的耐热性由差到好的顺序是：
碳素工具钢—合金工具钢—高速钢—硬质合金
*零件的加工质量
1.加工精度（尺寸、形状、位置）2.表面质量（表面粗糙度、已加工表面的加工硬化、残余应力）
生产率：单位时间内生产的零件数，用“R0”表示，若生产一个零件所需要的总时间tw,则R0 = 1 / tw tw由三部分组成：tw = tm + tc + t0 tm —机加工时间，即一个零件的总切削时间；
tc —辅助时间：加工准备时间。包括刀具刃磨，装卸刀具，装卸工件，对刀，调整机床，空移刀具，工件测量等；
t0 —其他时间：包括擦拭机床，清扫切屑，工间休息。
*提高生产率的途径：（减少零件加工的基本工艺时间tm，辅助时间tc，其他时间t0） （1）采用先进的毛坯制造方法，减少余量；
（2）选择尽量大的切削用量（粗加工：f↗ ap↗；精加工Vc↗）； （3）采用先进的自动化程度高的工夹量具；
（4）采用先进的自动化加工机床（如数控机床，加工中心）； （5）采用提高刀具耐用度的措施减少刃磨，换刀等时间。
车削：主运动：工件的旋转
进给运动：刀具的纵向、横向进给
外圆锥面的加工
1.转动小溜板（小刀架转位法） 2.偏移尾架法 3.靠模尺法 4.宽刀法
机械加工零件结构的工艺性 一 、尽量采用标准件
二、合理选择精度和表面粗糙度 三、尽量减少加工表面面积
四、零件结构要便于安装和加工（确保刀具或量具工作时不与工件干涉，尽量使用标准刀具，工件的设计要便于加工，便于安装和减少安装次数，必要时，留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽等，零件结构要保证加工安全，刀具的引进和退出要方便，同类结构要素应尽量统一） 五、要有足够的刚度，减少工件在夹紧力或切削力的作用下的变形。
粗车IT12～11,Ra12.5～50半精车IT10～9,Ra3.2～6.3粗磨IT8～7,Ra0.8～1.6半精磨IT7～6,Ra0.4～0.8精车IT8～7,Ra0.8～1.6
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