材科专业基本知识介绍.pdf

课程介绍 1、实验教学的性质 《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。 2、实验教学的目的与任务 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。 （1）初步掌握材料实验的基本技能和一定的科研能 力，加深对本专业的认识，提高分析、解决问题的能力； （2）在实验教学中，培养实事求是的工作态度和严 谨的科研作风及良好的实验习惯，为后续专业课奠定基础。 1、 材料的分类 按使用性能分： 按组成分： 结构材料： 金属材料(metals) （强度、塑性、韧性等 陶瓷材料(ceramics) 力学性能） 高分子材料(polymers) 复合材料(composites) 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 材料使用性能 performance 材料固有性能 制备合成 properties /加工工艺 processing 成分/组织结构 composition /structure 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：45、40Cr、W18Cr4V 材料的组织：在显微镜下观察到的图像（如图） 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（ϕ10mm、ϕ12mm）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 材料使用 性能 •组织结构直接决定性能 改变成分也会改变组织 结构,从而改变其性能。 材料固