机械工程材料-绪论1.ppt

。 热处理冷却时，当冷却速度不同时，过冷奥氏体会转变成不同形态的组织，即珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体，这些组织的硬度有很大的差别。 建立化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系。 了解工程材料的一般知识； 建立对化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间关系的认识。 课程学习目标 化学成分(成分)：组成材料各元素在材料中的浓度。 组织：用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所观察到的 材料微观组成与形貌。 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。 钢锭的宏观组织 显微组织 电镜组织 钢的宏观组织、显微组织和电镜组织 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 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。 使用性能：在服役条件下，能保证安全可靠工作所必备的性能；包括机械性能、物理性能和化学性能等； 工艺性能：材料的可加工性；包括锻造性能、铸造性能、焊接性能、热处理及切削性能。 材料的性能包括使用性能和工艺性能 车身—构件用钢 较好的冷冲压性能 增压柴油机曲轴 高的疲劳极限、冲击韧性和表面的耐磨性。 曲轴—轴类用钢 Fe Fe3C S Q P N K J H G F E D C B A A+ Fe3C A+F L+A A+ ? L+ ? F ? A L L+ Fe3C F+ Fe3C A+ Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Le Le Le+ Fe3CⅠ Le’+ Fe3CⅠ Le’ P+ Fe3CⅡ+Le’ P+ Fe3CⅡ P+F P F+ Fe3CⅢ C% 温度 含碳量对工艺性能的影响 ① 可锻性能: 低碳钢好 ② 切削性能: 中碳钢合适 ③ 焊接性能: 低碳钢好 ④ 铸造性能: 共晶合金好 化学成分确定后，加工工艺可改变材料组织和性能 Steel with 0.4%C 根据零件工作条件，指定性能(力学)指标，并根据指标设计各类机械产品。 设计中主要考虑： 材料的选取(成分，结构和组织)； 材料的加工工艺和路径； 课程学习目标 例：齿轮的选材及加工工艺 工作条件： 高速运转齿轮间易产生磨损。 齿轮工作的失效形式：齿根断裂、弯曲疲劳、接触疲劳与磨损。 性能要求： 齿轮工作表面应坚硬耐磨； 心部应具有良好的韧性和塑性。 选材与加工工艺： 低碳钢渗碳淬火； 中碳钢感应加热表面淬火； 中碳钢调质处理加氮化处理； 热处理后再加表面冷塑性变形(如喷丸等)强化。 研究材料化学成分、加工工艺、组织、结构与性能(以力学性能为主)之间的关系。 第一篇 金属材料基础 第二篇 工业用钢 第三篇 铸钢与铸铁 第四篇 有色金属材料 第五篇 非金属材料 本课程的内容 主要参考书：《机械工程材料》(第2版)哈尔滨工业大学出版社 成绩评定方法：平时成绩占20%(出勤+作业或随堂测试)，课程结束时的期末考试成绩占80%。 随机点名，两次不到，平时成绩为0! 三次旷课，本门课成绩以0分计！ 使用耐热合金为材料的航空发动机 既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性 　 分子键其实质是分子偶极矩间的库仑相互作用，这种结合键较弱。其分子间相互作用力为范德华力。 组织：包含不同形状、大小、数量和分布的相。相是指合金中化学成分相同，晶体结构相同，并以界面相互分开的均匀的组成部分。第2章。 绪 论 材料与人类文明的发展 机械工程材料的分类 课程学习目标 本课程的主要内容概要 材料的发展与人类社会简图 材料的发展水平和利用程度是人类文明进步的标志。 材料与人类文明的发展 旧石器时代石器 新石器时代石器 石器时代 铲 斧 锄 青铜武器 青铜鼎 青铜货币 青铜农具 青铜时代 铁器时代 在航天飞机表面装陶瓷防护瓦片 波音客机 近代：高温高强度材料的发展推进了人类航空航天事业 神舟六号载人飞船和长征二号F型火箭 光纤的出现推动了通讯的发展 半导体材料的发展和应用带来了信息化社会的发展 在Au-Pa薄膜上用AFM探针的纳米雕刻（北大） 纳米碳管和碳60的模型 纳米材料是当今材料领域的研究热点之一 按组成与结合键分： 金属材料 高分子材料 陶瓷材料 复合材料 机械工程材料的分类 机械工程材料是用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空和航天工程等领域中的材料。 高分子材料 金属材料 无机非金属材料 以金属键结合为主； 良好的导电性、导热性、延展性和金属光泽； 用量最大、应用最广泛。 黑色金属：铁、铬、锰及其合金等。 有色金属：轻金属,重金属,贵金属,稀有金属等。 金属材料 金属键示意图 以共价键和