工程材料绪论R

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1、工程材料绪论众所周知，材料、能源、信息是人类现代文明的三大支柱。工程材料是工农业生产的基础，在国民经济中占有重要地位。因此，材料科学是科技发展的重要学科。人类文明社会的发展与人类使用材料的不断更新密切相关。例如，原始社会的的石器时代，人们使用的是简陋的石制工具；奴隶制社会主要使用铜器；封建社会使用铁器；结果大大的提高了社会生产力推动了社会发展。当时人们对材料的要求主要是机械性能（力学性能）和可加工性。但是在科学技术高度发展的今天，人们对材料的要求不只是其力学性能，因为人们对使用的产品要求不只是寿命长，容量大，而且要求小型化、自动化、精密化、省能源和无污染。因此，对制造产品所选用的材料

2、除了具有强度高的材料即承载材料外，还要求使用可以传递信息、转变能量形式或具有其它特殊性能的材料。下图形象地表示了人类社会历史发展和材料进步的这一密切关系。青铜器时代铁器时代复合材料时代机敏/智能材料时代石器时代2、功能材料，具有特异的物理和化学功能，如超导材料，形状记忆材料，储氢材料，激光材料，半导体材料，纳米材料等。材料的分类：按原子结构分：1、金属材料（黑色金属，有色金属）2、非金属材料（有机，无机）3、复合材料（金属基、塑料基、陶瓷基）按应用角度分：1、结构材料，机械性能为主要使用性能兼具一定物理和化学性能，如制造机器零件的钢材。任何先进机器、成套设备和机械产品都缺少不了金属材

3、料，特别是钢铁，当前仍然是机械工业的基本材料。性质优良的材料是整机的重要保证。正确选择好材料，并充分发挥材料性能的潜力，是每个工程技术人员的一项重要任务。为此，必须对金属材料的成分、结构、组织和性能之间的关系及其变化规律有深入的了解。3、良好加工性能，如铸造，塑性变形，焊接，机械加工等性能。并且通过热处理可以改变其性能。金属材料：金属材料在材料中占有极重要的地位，如：工业、农业、交通运输、国防与科学技术等各部门都需要使用大量的金属材料。，而且人们的日常生活的用品也离不开金属材料。原因：金属材料具有各种使用性能和加工性能。1、优良的机械性能（力学性能），如具有高强度，能传递大功率等性能

4、。2、优良的物理性能，化学性能，如导热、导电，耐蚀等。有机高分子材料：该类材料正以前所未有的速度发展着。工程塑料世界年产量超过150万吨，通过各种合成或制备技术，性能不断提高，应用日广。有人预测，汽车的车身不久将大部分采用塑料，每公斤工程塑料可代替4-5公斤钢铁，而且可整体成型，因而成本和油耗将进一步降低；有机高分子功能材料发展更快，由于它是人工合成的，且原料充足，可以设计出无穷的新品种，前景十分广阔。陶瓷材料：该类材料近20年中再度兴起，以研制陶瓷发动机为契机，在世界范围内兴起了陶瓷热。应该看到，陶瓷作为工程材料，在实际应用中尚有许多问题待解决，而陶瓷用作功能材料，已经获得了大量的

5、成果，在高技术领域中占有重要地位。复合材料：用两种或两种以上不同性质的材料，通过不同工艺方法组合而成的多相材料称复合材料。现代科学技术对材料提出了许多特殊的要求，如要求同一零件需具有某些一种材料难以同时具备的性能，甚至要求具有某些相互矛盾的性能，采用复合材料，可以较好地满足这些要求。金属与金属、金属与非金属、非金属与非金属都可以组成复合材料。当前主要研究和应用的是以树脂、橡胶、陶瓷或金属为基体，以各种纤维、粒子、片状物为增强体组成的复合材料。如果材料选择不当或加工不合理会给国民经济造成重大损失，下面给大家介绍几个具体事例：1943年1月美国t-2型油船破断的实例属低应力脆断，类似事件

6、1962年澳大利亚金斯桥建成仅一年就突然断裂。曲轴的疲劳断裂，由于热处理不佳造成应力集中而断裂CrWMn钢锻后冷速过快产生裂纹某发电机精铸风机叶片，因铸造缺陷运行4600小时后发生断裂钢加热过烧龟裂为满足人类生产和生存的需要，人们不断探索材料的微观奥秘，发现材料性能是与材料的微观结构有关，19世纪末，光学显微镜帮助人们迈入了材料的微观世界。20世纪初，X射线衍射用于测定金属的晶体结构。50-60年代，电子显微镜使人们看到材料内部更细微的结构以至原子排列的图像。70年代以后，光电子能谱可以研究几个原子层中的成分和状态的变化。深入的研究证明，材料成分和处理工艺主要是通过改变材料内部的微观

7、组织而影响材料的性能。人们在长期生产实践和大量科学研究成果的基础上建立起《工程材料》这门学科。本课程的任务及内容该课程是机械制造类各专业的一门技术基础课。任务:是从机械工程材料的应用角度出发，阐明材料学的基本理论。用以正确理解常用材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系。目的:是使学生通过学习，具有根据机械零件使用条件和性能要求，进行合理选材及制定零件工艺路线的初步能力。本课程基本由两部分组成第一部分是金属学的理论基础。主要探讨金属及合金的晶体结构和