专业基本知识介点绍.ppt

专业基本知识介绍; 《材料科学与工程基本技能实验》课程是材料科学与工程专业学生必修的一个实践教学环节，属实验方法课。它是学生修完物理化学、工程力学、金工实习后独立设置的实验入门课程。; 课程目的：在学习专业基础理论课程的基础上，对材料实验技术有一个基本了解，初步掌握材料实验样品的制备、观察与分析方法；材料性能的检测手段；热加工设备的操作等实验基本技能。 通过该课程的学习，初步掌握材料实验的基本技能和一定的科学研究能力，加深对材料科学与工程专业的认识，提高学生独立分析问题和解决问题的能力；同时在实验教学中，还应注意培养学生实事求是和严谨的科学作风及良好的实验习惯，为后续的材料科学基础、材料工程基础、材料性能学等课程奠定良好的基础。;考核方法： 实验报告（50%） 笔试（30%） 考勤及提问（10%） 收获与体会（10%）;结构材料： （强度、塑性、韧性等 力学性能） 功能材料： （电、磁、光、热等 物理性能）;2 、材料科学与工程的四个要素 ;材料的成分：是指组成材料的元素种类及其含量，通常用质量分数 (wt%)表示。 如：W18Cr4V;材料的成分：是指组成材料的元素种类及其含量，通常用质量分数 (wt%)表示。 材料的组织：在显微镜下观察到的图像（如图） 材料的固有性能： 物理性能：电、磁、光、热 化学性能：耐腐蚀性能、抗氧化性能 力学性能：强度、硬度、塑性、韧性; 力学性能指标： 强度：材料抵抗塑性变形或断裂的能力。 硬度：衡量金属软硬程度的一种性能指标。指材料表 面在接触应力作用下抵抗塑性变形的能力。 塑性：断裂前金属发生塑性变形的能力。 韧性：材料断裂时单位体积所吸收的变形功、断裂功。 若测定强度、塑性、韧性必须加工试样。;材料的使用性能： 指材料在服役条件下所表现出来的特性，它是材料的固有性能与服役条件、产品设计及加工融合在一起所决定的因素。 举例： 普通碳钢： 高温条件、 腐蚀介质 ;材料的使用性能： 指材料在服役条件下所表现出来的特性，它是材料的固有性能与服役条件、产品设计及加工融合在一起所决定的因素。 举例： 河南第一工具厂生产的W4Mo3Cr4VSi钻头 同一批材料，同一种工艺，处理后硬度正常但因钻头大小结构（?10mm、 ?12mm）不同，最终性能（耐磨性）不同。　;成分决定性能。成分不同，性能不同。如碳钢;材料科学与工程的四个要素;3、金属的凝固;八级标准晶粒图;凝固与结晶 ;凝固与结晶 ;凝固与结晶 ;凝固与结晶 ;组织的显示与观察 金相试样的制备：取样 - 磨制 - 抛光 - 腐蚀- 观察 组织：各种晶粒的组合特征，即晶粒的相对量、大 小、形状及分布特征等。 宏观组织：用肉眼或放大镜观察到的组织。 显微组织：光学显微镜或电子显微镜下观察到的内部 组织（又称金相组织）。; 合金：指两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。如：铜镍合金、碳钢、合金钢、铸铁 ;3.相：合金中结构相同、化学成分相同或允许在一定范围内变化的一类晶粒的组成部分。 单相合金：如：单相不锈钢（A）、单相黄铜 双相合金：如：双相不锈钢（A+F）、双相黄铜 单相组织：具有单一相的组织。纯铁、纯铝 多相组织：具有两种或两种以上的相的组织。; 1Cr18Ni9Ti 王水浸蚀， 800× 1050℃固溶处理，基体为奥氏体，部分晶粒呈孪晶; 4、材料的性能指标及测试方法 强度：材料抵抗塑性变形或断裂的能力。 硬度：衡量金属软硬程度的一种性能指标。指材料表 面在接触应力作用下抵抗塑性变形的能力。 塑性：断裂前金属发生塑性变形的能力。 韧性：材料断裂时单位体积所吸收的变形功、断裂功。 若测定强度、塑性、韧性必须加工试样。 ; 为什么将硬度作为衡量材料机械性能的指标？ ①硬度与σb、塑性指标ψ和δ有内在联系 σ b=K*HB ②硬度与耐磨性、疲劳强度等性能有一关系 硬度↑，耐磨性↑，疲劳强度↑ 在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度，其原因就在于此。 从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。 ③硬度测量后产生很小压痕，不损坏零件，适合于成品检验。 ④设备简单，操作迅速方便。