大工14春《机械工程材料》辅导资料1.docVIP

《机械工程材料》辅导资料一 主 题：第章 这周我们将学习本课程的第章， 2. 材料科学：以材料为研究对象的一门科学。它以凝聚态物理和物理化学、晶体学为理论基础，结合冶金、机械、化工等领域的研究成果，探讨材料的成分、工艺、组织结构及性能之间的内在规律，并联系具体器件或构件的使用功能要求，力求用经济合理的办法制备出有效的器件或构件。 因此，材料科学是现代机械工程、电子技术和高技术工业发展的基础。它的研究内容包括：材料的化学组成、组织结构与性能之间的关系，材料的形成机理和制取方法，材料物理性能的测试方法和技术，材料的损坏机理，材料的合理加工方法和最佳使用方案等。特别是材料的组织结构与性能之间的关系，是材料科学研究的重点。 3. 材料科学的研究内容： 材料的化学组成、组织结构与性能之间的关系。 材料的形成机理和制取方法。 材料物理性能的测试方法和技术。 材料的损坏机理。 材料的合理加工方法和最佳使用方案等。 4. 材料的化学成分：组成材料的各元素在材料中的浓度，简称“成分”。 5. 材料的组织：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状态，简称“组织”。 6. 材料的结构：材料中各原子的具体组合状态，一般通过X射线或透射电子显微镜来研究。 （三）工程材料的分类及应用 工程材料是指在机械、船舶、化工、建筑、车辆、仪表、航空航天等工程领域中用于制造工程构件和机械零件的材料。 按照材料的组成、结合键的特点，可将工程材料分为四大类。具体内容如表1所示。 1. 金属材料键合方式为“金属键”，分为黑色金属和有色金属两大类。铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料。其它金属通称为有色金属。其中，黑色金属用量占工程金属的60％以上。黑色金属之外的所有金属及其合金称为有色金属。有色金属的种类很多，根据其特性的不同又可分为轻金属、重金属、贵金属、稀有金属等。 2. 陶瓷材料是以共价键和离子键结合为主的材料，其性能特点是熔点高、硬度高、耐腐蚀、脆性大。陶瓷材料分为：传统陶瓷、特种陶瓷以及金属陶瓷三类。 传统陶瓷又称普通陶瓷，是以天然材料为原料的陶瓷，主要用做建筑材料；特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶瓷，常用做工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件；金属陶瓷是金属与各种化合物粉末的烧结体，主要用做工具和模具。 3. 高分子材料是以分子键和共价键为主结合的材料，具有塑性好、耐蚀性好、电绝缘性好、减震性好及密度小等特点。 工程上使用的高分子材料主要包括塑料、橡胶及合成纤维等，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、航空航天等工业中有广泛应用。 4. 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，以进一步提高材料的性能。复合材料分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和高分子复合材料等。 如现代航空发动机燃烧室中耐热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，它们具有密度低、弹性好、强度高等优点。 表1 材料按其组成与结合键特点分类 材料名称 材料组成 结合键 金属材料（黑色金属、有色金属） 金属为主 金属键为主 陶瓷材料 金属和非金属的化合物为主 共价键和离子键为主 高分子材料 碳氢化合物为主 共价键和分子键为主 复合材料 两种或两种以上上述材料的组合 混合键 （四）机械工程材料课程的目的、性质和学习要求 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，工程材料向高比强、高刚度、高韧性、耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展，新材料也在不断地涌现。 机械工程材料课程是机械类和近机类各专业的重要技术基础课，它主要是应用晶体学、物理学、化学、冶金学等学科理论和实验的必威体育精装版成就，课程内容以定性描述为主，具体表现为“三多”：内容中名词、概念、术语“多”，定性描述、经验性总结“多”，需记忆性的内容、规律“多”。 作为一名机械工程技术人员，时刻都会遇到有关材料及其制造加工方面的问题。无论设计一台机器设备、机械零件，还是改造、加工一套工夹具，都将面临材料的选择、应用与零件加工工艺路线的制定等问题，这一切都涉及材料及其成形技术方面的问题。 课程的目的是使学生获得工程材料的基本理论知识，掌握材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系，了解常用材料的应用范围和加工工艺，初步具备合理选用材料、正确确定加工方法、妥善安排加工工艺路线的能力。 本科课程理论性和实践性都很强，基本概念多，与实际联系密切。学习时应注意联系物理、化学、工程力学及金属工艺学等课程的相关内容，并结合生产实际，注重分析、理解前后知识的整体联系及综合应用。 三、重要考点 多项选择题 （1）在下列各项学科中，