第1章-金属材料的力学性能精要.pptVIP

陶瓷材料 以共价键和离子键为主 熔点高、硬度高、耐腐蚀、脆性大 分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三类 传统陶瓷又称普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英、长石等)为原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶瓷，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。 陶瓷制品 陶瓷发动机 高分子材料 以分子键和共价键为主 塑性、耐蚀性、电绝缘性、减振性好，密度小 包括塑料、橡胶及合成纤维等 分子键 共价键 高分子材料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业和化学、交通运输、航空航天等工业中被广泛应用。 烯丙酰氯-苯乙烯 复合材料 包括： 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 高分子复合材料 是把两种或两种以上不同性质或不同结构的材料以微观或宏观的形式组合在一起而形成的材料。 玻璃纤维增强高分子复合材料 现代航空发动机燃烧室温度最高的材料就是通过粉末冶金法制备的氧化物粒子弥散强化的镍基合金复合材料。很多高级游艇、赛艇及体育器械等是由碳纤维复合材料制成的，它们具有重量轻，弹性好，强度高等优点。 航空发动机 三、工程材料的应用和发展 随着经济的飞速发展和科学技术的进步，对材料的要求越来越苛刻，结构材料向高比强、高刚度、高韧性、耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。 国产东风4D-0088内燃机车 美国F-117隐身飞机 新材料在不断地涌现。 机械工业是材料应用的重要领域。 随着机械工业的发展，对产品的要求越来越高。 在产品设计与制造过程中，会遇到越来越多的材料及材料加工方面的问题。 要求机械工程技术人员掌握必要的材料科学与材料工程知识，具备正确选择材料和加工方法、合理安排加工工艺路线的能力。 铸造一级涡轮盘 四、材料的成形简介 铸造 锻压 焊接 五、机械制造基础课程的性质和任务 课程性质：是机械类和近机类各专业的技术基础课 课程任务： ⑴ 了解工程材料的一般知识； ⑵ 建立化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系； （3）掌握常用的材料成形方法 工艺-组织-性能之间关系的例子 Steel with 0.4%C ① 化学成分(成分)：组成材料各元素在材料中的浓度。 ② 组织：用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所观察到的金属内部的情景。 习惯上把用肉眼或几十倍放大镜观察到的组织称低倍组织或宏观组织。 放大100～2000倍的组织称高倍组织或显微组织。 在电子显微镜下放大几千～几十万倍的组织称精细组织或电镜组织。 钢的宏观组织、显微组织和电镜组织 钢锭的宏观组织 显微组织 电镜组织 ③ 结构：材料中各原子的具体组合状态。一般通过X-射线衍射或透射电镜研究。 Al的高分辨透射电镜象 纯铁晶体的X-射线衍射谱 透射电镜衍射斑点 ⑶ 了解常用材料的用途和加工工艺。 ⑷ 初步具备合理选材、正确确定加工方法、妥善安排工艺路线的能力。 ? 课程特点：基本概念多，与实际联系紧密，是一门应用科学。 在Au-Pa薄膜上用AFM探针的纳米雕刻（北大） 第一章 金属材料的力学性能 使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。 工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。 神舟一号飞船 材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。 外力去除后能够恢复的变形称为弹性变形。 外力去除后不能恢复的变形称为塑性变形。 五万吨水压机 强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 屈服强度?s：材料发生微量塑性变形时的应力值。 条件屈服强度?0.2：残余变形量为0.2%时的应力值。 抗拉强度?b：材料断裂前所承受的最大应力值。 s ?0.2 ? ? 第一节 强度和塑性 弹性：指标为弹性极限?e，即材料承受最大弹性变形时的应力。 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。 ? e 弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。 孙学强主编 机械工业出版社 绪 论 一、材料和材料科学 二、材料的分类 三、工程材料的应用和发展 四、材料的成形简介 五、机械制造基础课程的性质和任务 一、材料和材料科学 1、材料 哥伦比亚号航天飞机 材料是指人类用以制造各种有用器件的物质。 材料是人类生产和生活所必须的物质基础。 手锤 锉刀 “神舟”四号飞船成功返回 国产涡喷-7涡轮喷气发动机