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　　　　　 工程基础-1 （产品造型材料与工艺） 　 课件 　　　　　　　　　　　 第一章 概论 §1-1 材料与设计 总之，材料早已成为人们赖以生存的不可缺少的重要组成部分，人类社会的发展，科学和物质文化的进步也总是与新材料的出现、使用和变动紧紧地联系在一起，并反映人类认识自然、改造自然及创造自然的能力。 §1-2 材料的分类 一、按材料的发展分类 第一代的天然材料：石头、木材等。 第二代的加工材料：用矿物质通过冶炼、烧制，制成金属和陶瓷。 第三代的合成材料：用化学方法将石油、天然气制成高分子材料。 第四代的复合材料：拥有机、无机乃至金属材料复合而成的材料。 第五代的职能材料或应变材料：具有应变能力和潜在功能的复合材料。 二、按材料的物理状态、化学性质、用途分类 物理状态：气体、液体、固体。 按材料的化学结构分：技术、有机物、无机物。 按用途分：按行业分。 三、按材料的来源：天然、加工、合成。（P6） §1-3 材料的一般性质 1、 密度密度是指在绝对密实状态下单位体积的质量， p=m/V 2、 熔点 3、 比热容：将1克质量的材料温度升高1度所需要的热量即为（焦耳每千克开） 。。。。。。 4、 热导率 5、 热胀系数 6、 强度 7、 弹性与塑性 8、 脆性与韧性 9、 硬度 §1-4 造型材料应具有的性质 感觉物性：感觉和视觉对材料作出的综合印象。 环境耐候性：材料的环境适应性及抵抗性 加工成型性：材料的易加工及成型性 表面加工性：材料的可加工及易表象性 §1-5 材料科学技术的发展 第二章 金属材料 §2-1 金属材料的基本知识 一. 金属材料的主要性能 1、机械性能—力学性能 (1)静载荷下金属材料的力学性能：弹性、刚度、塑性、强度、硬度。 （2）动荷载下金属材料的力学性能 （3）交变载荷下金属材料的机械性能 材料或构件在无数次重复交变荷载下而不引起断裂的最大应力成为疲劳极限或疲劳强度。钢材106----107 次，有色金属107—108。实验证明金属材料的疲劳强度与抗拉强度存在以下近似关系。 2. 金属材料的物理化学性质 物理性能：指金属材料对各种物理现象所引起的反应。主要包括：比重、导热性、导电性、热膨胀等； 化学性能：是指在常温或高温时抗腐蚀抗氧化的能力。 3. 工艺性能：是指材料适应各种加工和工艺处理要求的能力，即易加工能力。 二.金属及合金的结构与结晶 1.金属的结构与结晶 （1）金属的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排立方晶格。 体心立方晶格 材质硬、延展性差如铬钼钨钒等 面心立方晶格 质软、延展塑性好如铝铜镍铅等 密排立方晶格 与面心结构具有相同的性质 （2）金属的结晶过程 结晶的概念 ：金属及合金有液态转变为固态并形成晶体结构的过程。 理论温度Tm---实际温度Tn 过冷度△Ｔ＝Ｔｍ－Ｔｎ 问题：为什么结晶过程温度 不变？ 　　　过冷度与冷却速度 之间的关系？ 结晶的过程 是由晶核的形成和成长这样两个并行的环节组成的。 由于晶核形成的次序不已，生长条件及长大的程度也各不相同，因而最后形成的结晶组织为外形不规则、大小不等、排列不整的小颗粒。并形成晶粒交界面，使金属极易受到介质的腐蚀。晶粒的粗细对金属的性能有很大的影响。 注意：金属晶粒与性能之间的关系 （3）金属的同素异构转变 以纯铁为例 2.合金的结构 （1）合金的基本概念 以一种金属元素为基础，加入另外一种或几种金属或非金属元素而形成具有金属特性的材料成为合金。 （2）合金的结构 固溶体：具有与溶剂相同的晶格形式。 金属化合物：具有特殊晶格和明显金属特征 机械混合物 ：既不相溶又不形成化合物 3.铁碳合金的结构和状态图 （1）铁碳合金的基本组织 铁素体：碳在α-Fe中形成的固溶体，用F表示。具有体心立方晶格，与纯铁性质接近。 奥氏体：碳在γ-Fe中的固溶体，用A表示。有一定的强度、硬度，塑性好，适宜压力加工。 渗碳体：铁与6.67%的碳形成的金属化合物Fe3C,其特点是硬而脆。在一定