材料性能学-绪论

《材料性能学-绪论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《材料性能学》《材料性能学》材料科学与工程专业1材料性能学MechanicalandPhysicalPropertiesMechanicalandPhysicalPropertiesofMaterialsofMaterials陈文哲陈文哲李李巍巍材料科学与工程系材料科学与工程系2绪绪论论为什么要学习材料性能学？！为什么要学习材料性能学？！材料性能是什么？！材料性能是什么？！材料性能作什么用？！材料性能作什么用？！《材料性能学》是材料科学与工程一级学科及专业最最重要的一门主干专业课。3一、引子如果要架设一架天梯到月球上！选材？凭什么？碳纳

2、米管：很轻，但很结实。它的密度只有钢的六分之一，但是强度却是钢的一百倍。如果用它来做绳索，是唯一可以从月球挂到地球表面，而不被自身重量拉断的绳索。4国家体育场((鸟巢))国家体育场(鸟巢)工程为特级体育建筑，建筑面积为25．80万平方米，可以容纳9.1万人。主体结构设计使用年限100年，耐火等级为一级，抗震设防烈度8度，地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长333米、东西宽294米，高69米。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构，钢结构总用钢量为4.2万吨，混凝土看台分为上、中、下三层，看台混凝

3、土结构为地下1层，地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。5鸟巢的钢结构鸟巢结构钢结构是世界上独一无二的。“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，而且结构相当复杂，在设计中采用了自主创新、具有知识产权的国产的高强度的Q460钢材，撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。Q460钢是一种低合金高强度钢，它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形，这个强度要比一般钢材大，因此生产难度很大。这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材；而这次使用的钢板厚度达到110毫米，是以前绝无仅有的，在国家标准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。以前这

4、种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。6为什么要学？材料、材料性能与材料测试技术新材料技术出现群体性突破，将对21世纪基础科学和几乎所有工业领域产生革命性影响。材料―能为人类制造有用器件的物质。为何有用？因为材料具有各种各样的性能。不同材料具有各种不同的性能。同种材料因制备、加工、处理方式而具有不同的性能。材料的性能取决于材料的成分和组织结构。材料的性能、成分和组织结构需要材料的检测和分析。7材料、制备、性能、测试与应用材料的设计、研制、制备加工、使用、及至破坏失效都离不开材料的性能以及分析和测试。材料的应用、质量控制、寿命预测、可靠性和安

5、全以及避免失效也离不开材料的性能与测试。机械制造业四要素设计是灵魂、材料是基础、工艺是关键、测试是保证。材料要先行且要工程化。————师昌绪院士8材料性能测试需求�材料性能表征和测试来源于以下几个方面的应用需求几个方面的应用需求1选材要求；5生产控制要求；2研制新材料要求；6安全运行要求；3产品质量要求；7失效预防要求；4加工工艺要求；8标准规范要求。9材料应用与使用性能�使用性能，使役性能：众所周知，所有零部件在运转过程中、产品在使用过程中，都在某种程度上承受着力或能量，以及温度、接触介质等的作用，因此，在一定使用条件下和使用时间后，

6、会使零部件材料发生过量变形、断裂、表面麻点剥落、磨损、腐蚀等现象，从而导致部件失效。�经济性和工艺性能：除了对零部件结构设计性能、工艺性能和使用性能等要求外，对所用或使用的材料本身，有材料的强度、塑性、韧性等结构方面的力学性能的要求，有材料的声、光、电、磁、热等直接的物理性能的要求，有材料的腐蚀、稳定性等的化学性能的要求。10材料性能与受载行为�在载荷作用下表现出的力学行为有变形、断裂、磨损等；�载荷作用：拉伸、压缩、扭转、弯曲、剪切、蠕变、疲劳、磨损等。�性能：强度、硬度、刚度、塑性、韧性、疲劳、蠕变等。�在热、磁、电、光等条件下表现

7、出的物理行为有热膨胀、磁化、导电、折射、反射、干涉等。行为过程外界条件定量化11二、材料性能•材料的性能的概念和分类性能（property）：材料所具有的性质与效用。使用性能：材料在使用环境条件下的表现行为。材料的性能：对材料在一定的外界条件下的表现（performance）或行为(behavior)，并被人为规定的定量评价指标称为材料的性能。是一种参量(parameter)，用来表征材料在给定外界条件下的行为。12材料性能的划分材料性能的划分简单性能力学性质物理性质化学性质•强度•电学性质•抗氧化性质•硬度•磁学性质•耐腐蚀性质•刚度

8、•光学性质•抗渗入性质•塑性•热学性质•抗辐射性质•韧性•声学性质13材料性能学研究的内容——力学性能1）了解材料在各种载荷力作用下会表现出怎样的变形行为，即材料力学行为的宏观规律；2）考虑用什么样的指标去