第一章 材料的性能_图文.pptVIP

工程材料学Engineering Materials 第一节 绪论 材料科学是一个跨物理、化学等的学科。材料科学的核心问题是材料的成分（Composition）、组织结构（Structure）、工艺（Technology）和性能（Property）以及它们之间的关系。右图为材料科学与工程四要素。 第二节 材料的分类 按材料成分 疲劳强度 零件在低于屈服应力的交变应力的反复作用下，而发生的断裂现象称为疲劳断裂。疲劳断裂是损伤的积累过程，包括疲劳裂纹的产生、扩展、瞬间断裂三各阶段。应力大小和循环次数有关。 高周疲劳又称应力作用趋于水平线的最大应力为σ-1 ,作为永久可用的疲劳强度极限。实际大多以107次未断裂的应力来测定。 低周疲劳又称条件疲劳极限，参照零件工作周期可能作用的次数下能承受的应力极限值。（可以有效发挥材料的作用） 耐磨性 一个零件相对另一零件有摩擦运动而造成接触面的尺寸变化、质量损失现象成为磨损。 磨损的后果可能因零件尺寸变化，轻则降低传动质量，影响部件的使用性能；重则因尺寸变小造成零件断裂。 磨损主要有磨粒磨损(切削)、粘着磨损(分子作用力)；此外接触疲劳有人作为磨损，也有人算另一类损伤形式。 测定方法让两试样组成摩擦副，在设定条件(力、润滑剂)进行一定时间的摩擦运动后，测定试样的尺寸减小值/质量的损失值/摩擦表面外观形貌来比较不同材料的耐磨性。 密度与比容 导热性? 热膨胀系数α 单位体积物质的质量 Kg/M3 单位质量的物质所占的体积 M3/Kg 物体内温度梯度为1℃/M时，在单位时间、单位面积内传递的热量 W/(M·K) 温度上升1℃时，单位长度的伸长量 mm/(℃ · mm)或℃-1 2、物理性能：材料本身的具有各种物理量(热、电、光、磁等)以及环境变化时他们的变化程度。 电阻与电导 电阻温度系数 熔点 导磁率 物质由固态转变为液态的温度，反映固态下原子间结合力。 电阻率?为单位长度和单位截面积导体的电阻。单位是??M，其倒数称为电导率 S/M 温度上升1℃时，电阻率? 的变化系数，单位℃-1 电子导电的特点是温度升高，电阻率上升；离子导电是热激活过程，温度升高，电阻率下降。 超导现象是材料在很低温度下，电阻突然从某个值降为零的特征。每种材料有自己的转变温度，某些化合物的转变温度达到100K以上。 是铁合金、化合物(铁氧体)特有性能。 工程材料主要考虑其耐腐蚀性，电化学材料有的考察电极电位、储能密度等。 材料由于周围环境介质侵蚀而造成的损伤和破坏均称为腐蚀。 发生腐蚀的化学过程有化学腐蚀(氧化)、电化学腐蚀和应力腐蚀等不同形式。腐蚀速度与材料、介质、温度、应力、辐照……因素有关。腐蚀不仅影响零件表面质量，并且可以造成零件早期损坏，防腐设计应考虑材料的选择和防腐措施相结合。 3、化学性能：反映材料与各种化学试剂发生化学反应的可能性和反应速度大小的相关参数。 4、工艺性能是材料力学、物理、化学性能的综合表现。主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。 1）. 材料可生产性：得到材料可能性和制备方法。 2）. 铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的方法。 流动性：充满型腔能力 收缩率：缩孔数量的多少和分布特征 偏析倾向：材料成分的均匀性 3）. 锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量。 4）. 焊接性：利用部分熔体，将两块材料连接在一起。 塑性变形能力：材料不破坏的前提下的最大变形量。 塑性变形抗力：发生塑性变形所需要的最小外力。 连接能力：焊接头部位强度与母材的差别程度。 焊接缺陷：焊接处出现气孔、裂纹可能性的大小或母材变形程度。 5. 切削加工性：材料进行切削加工的难易程度。它与材料的种类、成分、硬度、韧性、导热性等有关。 6. 热处理性能：可以实施的热处理方法和材料在热处理时性能改变的程度。 切削抗力 加工表面质量 排屑难易程度 切削刀具的使用寿命 随着科技进步的发展，对材料工艺性能的评价标准也在不断发展和变化。 小结 材料科学就是研究材料的成分、工艺、组织、性能之间的关系及其相关规律的科学。 工程材料按成分分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料。 材料的力学性能主要有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。 材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等 第五节 材料的应用 计算机与材料 1、计算机经历：电子管→晶体管→集成电路时代 2、个人电脑移动存储器的比较