【精品】工程材料

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1、第一章材料的性能□力学行为：材料在外加载荷或环境因素的作用下所表现的行为。□现象：弹性变形、塑性变形和断裂；□实质：性能和组织的变化。一、强度•屈服强度OS：材料发生微量塑性变形时的应力值。•抗拉强度Ob:材料断裂前所承受的最大应力值。•屈强比：屈服强度os/抗拉强度ob伸长率：》=3（）xl00%断面收缩率:二、塑性F°~F1X100%F°三、冲击韧性•是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。•指标为冲击韧性值ak（通过冲击实验测得）。四、疲劳•材料在低于GS的重复交变应力作用下发生断裂的现象。•材料在规定次数应力循环后仍

2、不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限。用O・1表示。•钢铁材料规定次数为107,有色金属合金为108。五、硬度•材料抵抗表面局部塑性变形的能力。•布氏硬度HB2P旳=0.102/7rD（D-ylD2-d2）•HBS：为钢球压头，适用于布氏硬度值在450以下的材料。•HBW：为硬质合金球压头，适用于布氏硬度在砧（）以下的材料。•表示方法：120HBS•布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定，0b与HB之间有关系：如、低碳钢ab^3.6HB；高碳钢ob~3・4HB；铸铁Qb^lHBo•缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬

3、的材料。•布氏硬度的应用：适于测量退火、正火、调质钢，铸铁及有色金属的硬度。•洛氏硬度HR根据压头类型：A、B、Co•洛氏硬度用符号HR表示：HR=Jl-（/il-/z0）/0.002•表示方法：数字+符号，如45HRCo•HRA：用于测量高硬度材料，如硬质合金、表淬层和渗碳层。•HRB：用于测量低硬度材料，如有色金属和退火、正火钢等。•HRC：用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。•洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。•缺点：测量结果分散度大。•硬度的特点与实用性1）设备简单，操作方便，不破坏工件，且与抗拉强

4、度之间存在一定对应关系。2）是综合性力学指标：（1）说明强度（。）与塑性（§）的匹配关系；（2）使用性能指标，说明零件的耐磨性；（3）可作为评价工艺制定合理程度的重要指标。例如、当材料的硬度在HB150~220间时，其切削性较好。3）零件图纸上往往只标注硬度值。第二章材料的内部结构重点：材料内部结构与性能的关系。难点：晶体学（晶体结构与缺陷）学习方法：应用原子间结合力和位错理论解释材料的性能。1、显著影响材料的电、磁、光和热性能;2、决定材料的类型。二、原子的空间排列作用：显著影响材料的力学性能。三、显微组织作用：显著影响材

5、料的力学性能。第一节原子结合键及特性•分类：离子键、共价键、金属键、分子键等。一、离子键1、定义•由于正、负离子间的库仑引力而形成的。2、特点1）正负离子相间排列，正负电荷数相等；2）键能最高，结合力很大；3）性能：•硬度高、强度大；❖热膨胀系数小，在常温下的导电性很差；•脆性较大。3、典型材料：陶瓷材料。二、共价键1、定义•是由于相邻原子共用其外部价电子，形成稳定的电子满壳层结构而形成。2、共价键性能•结合力很大，硬度高、强度大、熔点高，延展性和导电性都很差，具有很好的绝缘性能。3、典型材料：•金刚石、陶瓷和聚合物材料。三

6、、金属键1、定义•贡献出价电子的原子成为正离子，与公有化的自由电子间产生静电作用而结合的方式。2、性能•它没有饱和性和方向性；•良好的导电性、导热性、正的电阻温度系数；•:.具有良好的塑性。3、典型材料：各种金属。四、范德瓦尔键1、定义•一个分子的正电荷部位和另一个分子的负电荷部位间的微弱静电吸引力将两个分子结合在一起的方式。也称为分子键。2、性能❖键合较弱，在外力作用下键易断裂；可在很大程度上改变材料的性能；•低熔点、高塑性。3、典型材料：高分子材料。总结•大多数工程材料是以混合键方式结合的。•金属材料以金属键为主；❖陶瓷

7、材料以离子键为主；•高分子材料以共价键为主。第二节晶体结构（原子排列）•原子排列可分为：①无序排列、短程有序和长程有序；②晶体与非晶体。一、非晶体1、定义：•若构成材料的原子在三维空间呈无序或短程有序排列，则称此材料为非晶态材料。2、特点♦结构无序；•各向同性；•无固定熔点；•热导率和热膨胀性小；•塑性变形大；•组成的变化范围大。3、典型材料：大多数聚合物。二、晶体1、定义•原子呈长程有序排列的物质。3、晶体的特点•结构有序；•各向异性；•有固定的熔点。3)典型材料：•金属；•许多陶瓷和部分高分子材料。三、晶体结构1、晶体结

8、构•是指构成晶体的原子在三维空间具体的规律排列方式。2、晶格•将晶体的原子几何化成一点，用一系列平行直线连接起来，构成一空间格架叫晶格。3、晶胞•从晶格中取出一个能保持点阵几何特征的基本单元叫晶胞。•14种布拉菲点阵；•可用点阵参数来描述晶胞的尺寸和形状；♦各边长度：a、b、c；•各边之间