材科专业基本知识介绍.pdf

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材科专业基本知识介绍

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

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