材料组织结构与性能课程复习课件.ppt

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1、材料的结构组织与性能材料的性能材料的结构材料的组织材料的组织和结构决定性能但成分、冶金质量、表面（内部）缺陷也有影响材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和各种性能的物质，是人们生活及组成生产工具的物质基础。1、三大材料金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料2、材料的性能分类使用性能工艺性能：工艺性能是指材料在各种加工和处理中所应具备的性能，如铸造性能、锻造性能、切削性能、焊接性能和热处理性能等材料的性能物理性能、化学性能、力学性能（一）金属材料金属材料通常是指由金属元素、金属与金属或金属与非金属元素构成的材料,分为黑色金属材料和有色

2、金属材料两类。黑色金属材料钢和铸铁钢按照化学成分分为碳素钢和合金钢；按照品质分为普通钢、优质钢和高级优质钢，按照冶炼方法分为平炉钢、转炉钢、电炉钢，按照用途分为建筑及工程用钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢及专业用钢。铸铁通常分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和特殊性能铸铁等。钢铁是现代工业中的主要金属材料，在机械产品中占整个用材消耗的60％以上。有色金属材料指除Fe以外的其他金属及其合金。这些金属约有80余种，分为轻金属（相对密度小于5），重金属（相对密度大于5），贵金属，类金属和稀有金属五类。工程上最重要的有色金属是Al、Cu、Zn、S

3、n、Pb、Mg、Ni、Ti及其合金。有色金属材料的消耗虽然只占金属材料总消耗的5％，但是因为它们具有优良的导电、导热性，同时相对密度小。化学性质稳定。耐热。耐腐蚀，因而使得它们在工程上占有重要地位。材料可有多种分类方法。1、按状态分，材料有气态、液态和固态三大类。工程技术中最普遍使用的是固态材料；2、按材料组成和结合键的性能，把材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷（无机非金属材料）以及半导体材料四大类。3、按照材料特性，可将他们分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三类。金属材料包括各种纯金属及其合金。塑料、合成橡胶、合成纤维等称为有机高

4、分子材料。还有许多材料，如陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等，既不是金属材料，又不是有机高分子材料，人们统称它们为无机非金属材料。此外，人们还发展了一系列将两种以上的材料通过特殊方法结合起来而构成的复合材料。4、按照材料所起的作用，可分为结构材料和功能材料两类。5、按照使用领域的不同，又可将它们分为建筑材料，电子材料，医用材料，仪表材料，能源材料等等。金属材料具有如下基本特性：1、结合键为金属键，常规方法生产的金属为晶体结构；2、在常温下一般为固体，熔点较高；3、具有金属光泽；4、纯金属具有良好的延展性(塑性）；5、金属合金具有高的强度和韧性；6、

5、具有良好的导热和导电性；7、多数金属在空气中易被氧化。金属材料具有如下基本特性：1、结合键为金属键，常规方法生产的金属为晶体结构；2、在常温下一般为固体，熔点较高；3、具有金属光泽；4、纯金属具有良好的延展性(塑性）；5、金属合金具有高的强度和韧性；6、具有良好的导热和导电性；7、多数金属在空气中易被氧化。高分子材料的基本特性：1、结合键主要为共价键；2、分子量大，无明显的熔点，有玻璃化转变温度、粘流温度。并有热塑性和热固性两类；3、力学状态有玻璃态、高弹态和粘流态，强度较高；4、质量轻；5、良好的绝缘性；6、优越的化学稳定性；7、成型方法较

6、多。复合材料的基本特点：1、比强度和比模量高；2、良好的抗疲劳性能；3、耐烧蚀性和耐高温性好；4、结构件减振性能好；描述过冷奥氏体恒温冷却时的温度-时间-相变曲线称为恒温冷却转变曲线（time-temperature-transformationcurve），简称TTT曲线。因其形状像英文字母“C”，故又称C曲线，材料的物理性能材料的物理性能（physicalproperty）包括热性能、电性能、磁性能和光学性能等。金属及合金的主要物理性能有密度、熔点、膨胀系数、导电性、导热性、和电磁性等。由于工程结构和机械零件的用途各异，除了力学性能的基本

7、要求外，往往还有不同的物理性质的要求:例：航空机械——要求有低的密度，精密铸造金属及合金——要求有低的膨胀系数；熔断器用保险丝——要求有低的熔点；电热器用金属丝——要求有高的电阻；导线——要求良好的导电性能；电机和变压器的铁芯材料——要求磁通大，磁损小3、材料的力学性能材料的力学性能（Mechanicalproperty）是指材料在外加载荷作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速度）联合作用下所表现出来的行为。强度指标σb、σs、σ0.2、σ-1；塑性指标δ、ψ韧性指标ak、KIC硬度指标HRC金属材料的力学性质决定与材料的化学成分、组织结

8、构、冶金质量、残余应力及表面和内部缺陷等内在因素，也决定与载荷性质（静载荷、冲击载荷、交变载荷）、应力状态（拉、压、弯、扭、剪等）、温度和环境介质等外在因素。强度指