工程材料复习资料（五邑大学）工程材料总复习

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1、工程材料总复习材料:人类赖以生存与发展、征服及改造自然的物资基础。300多万种材料（人工合成及天然）；高分子材料、复合材料、纳米材料工程材料：用于工程结构和机器零件的材料第一章材料的结合方式及性能原子=原子核+电子核外电子排列规律粒子势能动能热运动107种元素气态凝聚态液体固态第一节固态原子的结合键一、晶体与非晶体晶体：原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。具有固定的熔点。长程有序：规则排列的距离大大超过原子尺度，可贯穿晶体的整个体积.短程有序：在儿个原子尺度的小范围内作有规则的排列.研究表明，晶体和非晶体在一定的条件下可以互相转化。二、原子I'可的结合能吸引作用与排斥作用。

2、库仑引力电子云势能具有最低值E。即原子间的结合能三、原子结合键的类型结合键：在晶体中，使原子稳定结合在一起的力及其结合方式。结合能：晶体结合键的强弱。1、金属键：通过正离子与电子之I'可的相互吸引，使所有的离子结合在一起。这种结合方式就是金属键。金属键具有：良好的导电性。良好的导热性。良好的塑性2、共价键：由共有价电子形成的结合键。陶瓷材料，硬而脆。3、离子键：有正负离子相吸引产生的结合键。4、范德瓦尔键：瞬时偶极之间的吸引力。笫二节工程材料的分类一、金属材料黑色金属有色金属二、高分子材料三、陶瓷材料四、复合材料第三节材料的性能使用性能：反映金属材料在使用过程中所表现的特性。物

3、理、化学、机械（力学）工艺性能：反映金属材料在加工过程中所表现的特性。可锻性、可铸性、可焊性、可切削性。一、力学性能力学性能：金属及其合金在外力作用下所表现出来的特性。外力：拉、压、弯、扭、剪；大小、方向、作用点1、拉伸试验及曲线1、一个概念：物体受力就变形。2、二种变形（1）弹性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形消失。（2）塑性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形残留。3、三个阶段（1）弹性变形阶段oe（2）塑形变形阶段ck（3）断裂阶段（局部塑形变形）bk塑性变形前必有弹性变形发生，塑性变形的同时，必伴随有弹性变形。2、儿种常见的机械性能指标（1）强度：金

4、属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。ap比例极限ce弹性极限os屈服强度（极限）o0.2ob（强度极限）抗拉强度=Fb/So钢:383〜2607Mpa（2）硬度：金属材料抵抗硬的物体压入其表面的能力。HBA:布氏硬度淬火钢球HBS硬质合金钢球HBW120HBS10/1000/30500HBW5/750B：洛氏硕度120。金刚石圆锥体1.588mm淬火钢球HRCHRAHRB维氏硬度HV肖氏硬度HS莫氏硬度十级十五级（3）刚度：金属材料在外力作用下，抵抗产生弹性变形的能力。E（弹性模量）=o/cMPaFc214000MpaCl72000Mpa机件刚度滞刚度(4)塑性：断裂

5、前材料发生不可逆永久变形的能力。延伸率5=(L1-L0)/LOxlOO%断面收缩率屮=(S0-S1)/SOX100%81085(5)冲击韧性：抵抗冲击载荷而不破裂的能力。(xk=Ak/F冷脆转变第二章材料的晶体结构第一节晶体结构基本知识晶体：原子在空间有规则的排列。排列规律一定的熔点各向异性一、品格与晶胞晶格：把晶体内部各原子的中心用一假想的直线连接起来，所形成的空间格子。晶胞：晶格屮能代表晶格类型的最小单元。二、晶格常数与晶系品格参数：a、卩、丫、a、b、c晶格常数；a>b>cnm三、纯金属的晶体结构1、三类晶格的品胞体心立方品格钠、钾、珞、钳、钩、a铁面心立方晶格金、银、鎳

6、、铝、铜、铅、丫铁密排六方晶格镁、锌、镉、皱等。第二节立方晶格中的晶向与晶面品面：通过原子屮心构成的二维平面。晶向：通过原子中心连成的许多表示不同空间方位的直线三、晶向与晶面的原子密度第三章材料的凝固与相图第一节概论一、凝固与结晶凝固：物质从液态经冷却转变为固态的过程。结晶：凝固形成晶体物质的过程。结晶都具有严格的平衡结晶温度。第二节纯金属的结晶金属从液态转变为固态的过程。冷却曲线过冷度：实际结晶温度与平衡结晶温度的差值。潜热三、结晶的过程晶核的生成；晶核的长大，晶核不断的生成；晶核不断的长大，直到耗尽液态合金。白发形核一次轴晶3、晶粒大小（品粒度）细化品粒的方法增加过冷度，变

7、质处理，附加振动第三节合金的结晶一、合金的相结构及性能合金：由一种金属元素与一种或几种其它元素组成的，具有金属特性的物质。组元：组成合金的最基本的、独立的物质相：金屈或合金中，化学成分、晶体结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀部分。组织：在显微镜下所观察到的金相试样的形貌。（晶粒大小、形态和分布情况1、固溶体：当合金由液态结晶为固态时，组元间仍能互相溶解，并能保持某一组元晶格的均匀固体。（1）固溶体的分类置换固溶体（有限固溶体、无限固溶体）间隙固溶体（2）固溶体的性能畸变固溶强化2、金属化